项目二1表面粗糙度的测量

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1、项目二 表面粗糙度的测量 项目二1 粗糙度显微镜的测量原理 及测量方法 一、实验目的 、了解用粗糙度显微镜测量表面粗糙度的原理和方法 、加深对参数Rz的理解。 二、仪器介绍 1、概述 表面粗糙度显微镜是以光切法（光截法或 光割法）原理来测量工件的表面粗糙度，其评 定参数按照粗糙度标准，为“微观不平度十点 高度”Rz，测量范围800.8m，测量对象除 金属表面外，还可对木材塑料等材料表面进行 测量（千分尺鼓轮刻度值0.0lmm)。工作原理示 意图如图2.1.1。 图2.1.1 光切法显微镜测量原理 光源发出的光通过聚光镜照到狭缝上，经过狭缝的光 变成一束光带，又通过物镜以倾斜45的方向照到被测表

2、 面上，具有齿状的不平表面被光亮的具有平直边缘的狭缝 象的亮带照射后，表面波峰在S点产生反射，波谷在S点 产生反射，通过观测显微镜的物镜，它们各成象在分划板 的a和a点在目镜中视察到的即为具有与被测表面一样的 齿状亮带，（这就是物理光学的小孔成象原理）。 通过目镜的分划板与测微鼓轮，测出a点至a点之间 的距离N，被测表面的粗糙度就可以测出来。 在目镜的分划板中看到的表面粗糙不平的影象亮带， 是因为投影管射出来的光束，还有一定的厚度，所以这 条亮带是较粗的，（此亮带有两个边界）而在测量时只 根据其中比较清晰的一边进行测量。 由于投影角及目镜千分尺结构和物镜放大倍数的关 系，在目镜千分尺鼓轮上读出

3、的峰谷高度值也不等于 放大它的实际高度，而需要通过计算，在不同的放大 倍数下乘一个相应的修正系数E值见表2.1.1。 表2.1.1 修正系数E 物镜倍数 7x14x30x60x 相应光洁度 级数（旧） 3 5 5 7 7 9 9 相应粗糙 度级数（新） 8010203.26.30.81.60.8 修正系数（E）0.1280.0630.0290.016 （粗糙度单位均为m，修正系数单位均为mm） 1.紧固螺丝 2.横臂 3.微调手轮 4.升降螺母 5.立柱 6.底座 7.工作台 8.可换物镜 9.燕尾导板 10. 11.封闭的壳体 12.固紧螺丝 13.测微目镜 图2.1.2 光切法显微镜外形图

4、 3、仪器主要结构 如图2.1.2，在底座(6)上装有立柱(5)显微镜的 主体通过横臂(2)预紧，转动升降螺母（4）可使横 臂连同显微镜的主体沿立柱上下移动，以进行粗调 焦，并用紧固螺丝（1）将横臂固定在立柱上。 显微镜的光学系统装在一个封闭的壳体(11)内， 其上装有可换物镜(8)，用手柄借弹簧力紧固，壳体上 装有测微目镜(13),微调手轮(3)用的微调焦。 在仪器上测量表面粗糙度时，应将被测工件揩 拭干净后放置在工作台（7）的V型铁上，并使被测 表面的加工纹理方向调到与狭缝相互垂直。 在燕尾导板(9)处装上适当倍物镜。然后接通电 源，进行粗精调焦，当在目镜的视场中看到最清晰 的齿状亮带时，

5、才算调焦完毕。 4、仪器使用 (1)物镜的选择 首先用类比法，将被测工件与粗糙度样板相比较， 然后根据类比结果，选择相应放大倍数的物镜。 根据表一查找物镜后，将该物镜装在燕尾导轨(9)上。 (2)显微镜调焦和被测工件的安放 接通电源，擦净被测工件置于工作台上，使加工痕迹 与光带垂直，也与工作台纵向移动方向垂直。 放松支臂紧固螺丝1，使支臂慢慢下降（注意）！显微 镜支臂下降时切勿使物镜碰击工作台或工件表面，直到用眼 可以看到视场里出现一条绿色光带后锁紧螺丝。 用微调手轮调节使工作台上光带最窄，此时调到用眼 看到目镜视场中部光带最清晰为止，松开12的固紧螺丝， 转动目镜使其十字线之水平线与光带边缘

6、平行，也用固紧 螺钉把它固定在此位置上。 (3)取样长度l和评定长度ln的选择 根据表2.1.2选择合适的取样长度。 根据不同的加工方法和取样长度，选择评定长度 （表2.1.2）。 表2.1.2 取样长度与评定长度选用值 Rz与Ry（m） L(mm）ln（ln5l）mm 0.0250.100.080.4 0.100.500.251.25 0.5010.00.84.0 10.050.02.512.5 503208.040.0 (4)测量方法 首先将目镜中之十字线的水平线调整到平行于光带任 一边的轮廓峰或轮廓谷的任一位置相切点上，在鼓轮上读 出第一个数值，然后再转动鼓轮移动至轮廓谷或轮廓峰的 相切

7、点上，读出第二个数值，两次读数值之差即为测量高 度值。（如图2.1.3所示） 图2.1.3 轮廓峰谷高度值得测量方法 表2.1.3 光洁洁度与Rz对对照表 光洁度符号 Rz(m) 1 160320 2 180160 3 4080 4 2040 5 1020 6 6.310 7 3.26.3 8 1.63.2 9 0.81.6 10 0.40.8 11 0.40.8 12 0.10.2 13 0.050.1 14 0.05 移动工作台的纵向千分尺在评定长度ln范围内测出， 它包含的一个或数个取样长度l，也必须满足五个峰谷值 ，然后将所测量出的数值取平均值，做数据处理代入Rz公 式即可得出粗糙度数

8、值， 查（表2.1.4）按Rz数值查找其范围，也根据它的意义 直接标出粗糙度符号及所求数值。 表2.1.4 表面粗糙度的参数值标注示例及意义 代号 意 义 用任何方法获得的表面Ra的最大允许值为3.2m. 用去除材料的方法获得的表面Ra的最大允许值为 3.2m. 用不去除材料的方法获得的表面Ra的最大允许值为 200m. 用去除材料的方法获得的表面Ra的最大允许值3 .2m, 最小允许值1.6m. 用去除材料的方法获得的表面Ra的最小允许值 3.2m,Ra的最大允许值12.5m. 三、实验步骤 1、用粗糙度样板与被测件相比较，选取合适的物镜， 将工件放于工作台V型块上。 2、经过粗、细、微三个调整步骤，使目镜中被测件 表面轮廓最清晰为止。 3、根据取样长度l和评定长度ln的选择后，旋转测微器 的刻度套筒，用目镜十字线的水平线分别测出五个轮廓峰 和五个轮廓谷的数值。 4、按实验报告给出的公式计算Rz值。 5、将此值与表2.1.3对照，确定被测件表面 粗糙度的数值。 四、实验报告 1、使用仪器名称: 仪器测量粗糙度范围 物镜放大倍数 目镜千分尺的刻度值 2、被测件的名称 由样板类比结果 使用物镜 修正系数 取样长度 评定长度 3、测量记录及计算