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1、8/5/2017,1,机械工程测试技术,一基本概念,1机械加工表面的几何形状,F.1 表面粗糙度的测量,a) 表面宏观几何形状误差： 波距10mm, 无明显周期性,b) 表面波度： 波距在110mm，周期性,c) 表面粗糙度： 波距小于1mm，大体周期性,8/5/2017,2,1机械加工表面的几何形状,a) 表面宏观几何形状误差： 波距10mm,无明显周期性；如平面度、圆度等； 由机床几何精度等方面的误差所引起的。,b) 表面波度： 波距在110mm并成周期性变化； 由加工系统中的较低频率振动所造成的。,c) 表面粗糙度： 波距小于1mm且大体呈周期性变化； 由加工过程中刀具和工件表面之间的作
2、用、切屑分离时工件表面的变形，以及加工系统中的较高频率的振动所造成的。,8/5/2017,3,F.1 表面粗糙度的测量,表面粗糙度对零件的使用性能和使用寿命有着决定性的影响。 1) 摩擦和磨损； 2) 配合性质； 3) 抗疲劳强度； 4) 抗腐蚀性.,2 表面粗糙度,8/5/2017,4,F.1 表面粗糙度的测量,1.表面粗糙度评定基准,二. 表面粗糙度的评定术语,1).取样长度l,测量表面粗糙度时所规定的一段基准线的长度；,它的选取与被测表面粗糙度相适应，至少要包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。,2).评定长度ln,8/5/2017,5,1.表面粗糙度评定基准,3).评定基准线/中线,a.轮廓的
3、最小二乘中线： 轮廓偏距的平方和最小。,8/5/2017,6,1.表面粗糙度评定基准,3).评定基准线/中线,b.轮廓的算术平均中线： 中线上、下两部分的轮廓面积相等。,并不唯一，有一条与最小二乘中线重合。,8/5/2017,7,2.表面粗糙度评定参数,二. 表面粗糙度的评定术语,1).高度特征参数,(1) 轮廓算术平均偏差Ra,取样长度内被测轮廓偏距的绝对值的算术平均值,8/5/2017,8,1).高度特征参数,(2)微观不平度十点高度Rz,取样长度内五个最大的轮廓峰高ypi的平均值和五个最大的轮廓谷深yvi 的平均值之和；,8/5/2017,9,1).高度特征参数,(3)轮廓最大高度Ry,
4、取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离,8/5/2017,10,2.表面粗糙度评定参数,2).间距特征参数,(1) 轮廓微观不平度的平均间距Sm,取样长度内轮廓间距Smi（包含一个轮廓峰及其相邻的轮廓谷的一段中线长度）的平均值,8/5/2017,11,2.表面粗糙度评定参数,2).间距特征参数,(2) 轮廓单峰平均间距S,取样长度内相邻峰最高点之间沿中线方向上的距离Si 的平均值,8/5/2017,12,2.表面粗糙度评定参数,3).形状特征参数,两种表面具有相同的微观高度和间距，但却有完全不同的几何特性。,因此，还需要反映微观不平度形状特性的参数。如轮廓支承长度率tp 。,8/5/20
5、17,13,轮廓支承长度率tp,3).形状特征参数,取样长度内，与中线平行的直线从峰顶线平行下移c距离时，该直线与轮廓相截所得的各段截线长度 之和bi与取样长度l之比，即,8/5/2017,14,F.1 表面粗糙度的测量,1. 光切法,三. 表面粗糙度的测量,光切显微镜（双管显微镜），利用“光切原理”。,N视野中峰-谷高度,V目镜的放大倍数,方便地测出Rz和Ry 。,8/5/2017,15,2. 比较法,三. 表面粗糙度的测量,被测表面和粗糙度标准样块直接比较，用肉眼判断或借助于放大镜、比较显微镜比较；也可用手摸，指甲划动的感觉来判断被加工表面的粗糙度。,此法使用简便、判断快、费用低，但精度取
6、决于检查人员的能力和经验。 一般用于粗糙度参数较大的近似评定。比较法是车间常用的方法。,8/5/2017,16,3. 干涉法,三. 表面粗糙度的测量,干涉显微镜。相邻干涉条纹的间距b对应着一个波长 ，弯曲量a对应着被测表面不平度h,即有,测量精确度高，适于评定0.0250.8m的Rz值。,8/5/2017,17,4. 针描法,三. 表面粗糙度的测量,金刚石触针在被测表面移动，触针在被测表面的垂直方向上产生位移，适当的传感器把此位移转换成电信号，从而测出表面粗糙度的Ra值和其它评定参数值，以及轮廓图。,测量确度、迅速，适于评定0.0255m的Ra值。,8/5/2017,18,机械工程测试技术,一
7、基本概念,2形状误差,F.2 形位误差的测量,（1）直线度误差: 零件上实际被测直线要素对其理想直线的变动量；给定方向、给定平面内、任意方向。,1形位误差,实际被测要素对理想形状、理想位置的变动量。,（2）平面度误差：实际平面对理想平面的变动量。,（3）圆度误差：同一截面上，实际圆对理想圆的变动量。,8/5/2017,19,2.形状误差,（4）圆柱度误差：实际圆柱面对理想圆柱面的变动量,（5）线轮廓误差：指非圆曲线的实际轮廓线对理想曲线的允许变动量。,（6）面轮廓误差：零件上非圆曲面的实际轮廓线，对理想轮廓面的允许变动量,8/5/2017,20,3位置误差,平行度误差：被测要素的实际方向相对于
8、与基准相平行的理想方向之间的变动量；垂直度误差：被测要素的实际方向相对于与基准相垂直的理想方向的变动量；倾斜度误差：被测要素的实际方向相对于与基准成任意给定角度的理想方向的变动量；同轴度误差：对称度误差：位置度误差：圆跳动误差：全跳动误差：,一基本概念,8/5/2017,21,二形位误差的测量,2给定平面内直线度误差的测量,F.2 形位误差的测量,1）给定平面内的直线度误差的评定方法,1测量基准,平台表面、直线导轨、光束、水平面等。,(1) 最小包容区域法,最小区域的宽度fmz即为给定平面内的直线度误差.,8/5/2017,22,1）给定平面内的直线度误差的评定方法,(2) 最小二乘中线法,(3) 两端点连线法,8/5/2017,23,2给定平面内直线度误差的测量,2）给定平面内的直线度误差的测量,(1) 间隙法,8/5/2017,24,2）给定平面内的直线度误差的测量,(2) 水平仪法,以水平面作为测量基准的测角仪器，其示值i 为桥板跨距L两端直线相应点的高度差hi所产生的斜率。设其分度值为( mm/m)，则有,
