互換性與技術測量課程實驗模板

1、互換性與技術測量課程實驗第一節(jié) 表面粗糙度測量實驗一、實驗目的了解用光切顯微鏡和手持式粗糙度儀測量表面粗糙度的原 理和方法。加深對表面粗糙度和微觀不平度十點高度RZ的理解。熟悉表面粗糙度RZ、Ra、Rt、Rq等參數(shù)并加強理解。二、實驗儀器及設備1 .光切顯微鏡;2 ,手持式粗糙度儀三、實驗內(nèi)容（一）用光切顯微鏡測量表面粗糙度RZ的值微觀不平度十點高RZ是指在取樣長度內(nèi)，5個最大的輪廓峰高 平均值與5個最大的輪廓谷深平均值之和。圖51為微觀不平度 十點高rz的示意圖，表面粗糙度參數(shù)RZ的計算公式如下，R = yPiZp-式中：ypi第i個最大的輪廓峰高yvl 第i個最大的輪廓谷深圖51微觀不平度

2、十點高RW示意圖.實驗儀器介紹光切顯微鏡主要用于測量表面粗糙度參數(shù)RZ,也可測量Ry。測 量范圍為RZ800.8um。圖52為9j型光切顯微鏡的外形圖。底座6上裝有立柱5 ,顯 微鏡主體經(jīng)過橫臂2與立柱聯(lián)結。轉動升降螺母4可使橫臂連同顯 微鏡主體沿立柱上下移動，進行粗調(diào)焦，用緊定螺釘1將橫臂固定 在立柱上，手輪3可對顯微鏡進行微調(diào)焦。.實驗測量原理光切顯微鏡是利用光切原理來測量表面粗糙度的，如圖53所 示，被測表面為P1P2圖虹型光切顯微鐐外形圖1 緊固螺釘2一橫臂一微調(diào)手輪4一升降螺母5一立柱6一底座T一工作臺8一物鏡 9一燕尾導板10-柄U 一殼體技一測微鼓輪13目鏡階梯表面，當一束平行光

3、以45方向投射全階梯表面上時，就被折 射成S1和S2兩段，從垂直于光束的方向上就可在顯微鏡內(nèi)看到S1 和S2兩段光帶的放大像S1和S2。同樣,S1和s2之間的距離h也被 放大為S1和S2之間的距離h1。經(jīng)過測量與計算，可求得被測表面 的階梯高度h。圖54為光切顯微鏡的光學系統(tǒng)圖。由光源發(fā) 出的光經(jīng)聚光鏡，狹縫，圖53光切顯微鏡泌1星表面粗糙度示意圖圖5T光切顯微嫌光學系統(tǒng)圖口計是十字線移動的軌跡圖S5凹凸不平的光帶示意圖物鏡以45o方向投射到被測工件表面 上。調(diào)整儀器使反射光束進入與投射光 管垂直的觀察光管內(nèi)，經(jīng)物鏡成像于 目鏡分劃板G上，經(jīng)過目鏡可觀察到凹 凸不平的光帶，如圖55所示，光帶邊

4、 緣即工件表面上被照亮了的h1的放大輪廓像h,測量出h并經(jīng)過計 算即可求得被測表面的不平度高度hoh = h1cos45o=年 cos45oN式中:N一為物鏡放大倍數(shù)為了測量和計算方便，測微目鏡中十字線的移動方向（如圖5 6）和被測量光帶邊緣h成45o斜角（圖55所示）,故目鏡測微器1刻度套筒上的讀數(shù)值力“與不平度關系為1h ”= = Nh1 cos45。 cos45因此h = hf cos2 45。= h，1N 2 N2.光切顯微鏡實驗操作（測量）步驟(1)按被測工件表面粗糙度要求，從表1中選擇合適的物a 2J5玻璃片衛(wèi)上玻璃片1上有可動有固定刻座十字維和雙標螃刻度登筒外殼目鏡內(nèi)視界范圍組，

5、安裝在燕尾導板9上;圖55刪微目鏡中十字螃移動方向和被測光帶關系(2)接通電源;擦凈被測工件。把它安放在工作臺上，并使被測表面的加工 紋理方向與光帶垂直;調(diào)整升降螺母4進行粗調(diào)焦，再用微調(diào)手輪3進行微調(diào)，使 視場中央出現(xiàn)最清晰的狹縫像和表面輪廓像;松開目鏡筒的螺釘轉動測微目鏡，使目鏡中十字線的水平 線與狹縫像平行后，將螺釘緊固;旋轉目鏡測微器的刻度套筒,使目鏡十字線與光帶輪廓某 一邊的峰或谷相切如圖15所示。并從測微器讀出被測表面的峰 或谷的數(shù)值，依次類推。在取樣長度范圍內(nèi)分別測出5個最大的峰 的輪廓高和5個最大輪廓谷深的數(shù)值，然后計算出RZ的數(shù)值;縱向移動工作臺，在評定長度范圍內(nèi)，測出三個取

6、樣長度的RZ值，取它們的平均值作為被測表面的不平度平均高度，按下式計 算。3RZ(平均)根據(jù)計算結果，判斷被測表面粗糙度的適用性;將該工件表面用相應加工方法的表面粗糙度樣板做目測評定Ra值。表1物鏡放大倍數(shù)N總放大倍數(shù)視場直徑(mm)物鏡工作距離(mm)測量范圍RZ( um)7X60X2.517.8108014X120X1.36.83.21030X260X0.61.61.66.360X520X0.30.650.83.23目鏡測微器分度值C的確定閣5-T目鎮(zhèn)視場內(nèi)刻度尺刻夠將玻璃標準刻度尺置于工作臺上，調(diào)節(jié)顯微鏡焦距并移動 標準刻度尺，使在目鏡視場內(nèi)能看 到清晰的刻度尺刻線，如圖57。參看圖52

7、松開螺釘，轉動 目鏡測微器，使十字線交點運動方 向與刻度尺平行然后緊固螺釘。按表2選定標準刻度線格數(shù)乙將十字線交點移至與某條刻度線重合(如圖57的實線位置)， 讀出第一讀數(shù)n1，然后將十字線交點移動Z格(如圖57虛線位 置)，讀出第二讀數(shù)n2,兩次的讀數(shù)差為：A= | n1 n2(4)計算測微器刻度套筒上一個刻度間距所代表的實際被側 值(即分度值C)。c=TZZA式中T一標準刻度尺的刻度間距（10um）把從目鏡測微器測得的十點讀數(shù)平均值乘上C值即求得RZ值R廣ChZ表2物鏡標準倍數(shù)N7X14X30X60X標準刻度尺刻線數(shù)Z100503020（二）用手持式粗糙度儀測量表面粗糙度等參數(shù)的值1 .實驗儀器介紹圖58為TR200手持式粗糙度儀外形結構圖。該粗糙度儀采 用最新的微電子高科技產(chǎn)品。它適用于生產(chǎn)現(xiàn)場，可測量多種機加 工零件的表面粗糙度