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1、5.7.1 实验目的 通过实验加深对零件表面粗糙度的认识与了解，学习粗糙度的测量方法，掌握用光切显微镜测量零件表面粗糙度Rz值的方法。 5.7.2 实验对象和设备 实验对象：阶梯空心套 实验设备：粗糙度样板、光切显微镜,5.7 实验任务 3 零件表面粗糙度测量,5.7.3 粗糙度知识介绍,1表面粗糙度 加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性称为零件表面粗糙度。 2取样长度（l） 用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准长度。 3评定长度 评定轮廓所必须的一段长度，它可包括一个或几个取样长度。,4评定参数,国标GB350583和GB/T103195规定了六个评定参数，高度参数三个，间
2、距特性参数二个，形状特性参数一个。 （1）轮廓最大高度Ry 在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。如图（5-8）,（2）微观不平度十点高度Rz 在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和。 如图（图5-8）,3）轮廓算术平均偏差Ra 在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值为。如图5-8示。,(5-3),4）轮廓微观不平度的平均间距Sm。 在取样长度内轮廓微观不平度的间距的平均值。如图5-8示。 轮廓微观不平度的间距：含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度。,(5-3),（5）轮廓单峰平均间距S,在取样长度内，轮廓单峰平均间距S。 (5
3、-5) 轮廓单峰间距Si 相邻单峰的最高点之间的距离投影在中线上的长度。如图5-8所示,6）轮廓支承长度率tp,在取样长度范围内，平行于中线的线从峰顶线向下平移到某一位置时，与被测截面轮廓相截所得到的各段长度bi之和与取样长度之比（图5-8）,(5-6),tp值是与给定的水平截距C相对应的。,图5-8表面粗糙度的评定参数,回3页,回4页,回5页,回6页,到8页,5.7.4 表面粗糙度的测量,零件表面粗糙度的测量方法较多，有比较测量法、光切法、干涉法、激光反射法、激光全息法、针描法、印模法。 在这个实验中，着重介绍比较法和光切法。,1比较法 这种方法是凭人的视觉和触觉对被测零件表面与一组粗糙度样
4、板比较块进行对照比较，凭检验者的经验来估计和判断被测表面的粗糙度参数相当于某一级比较样块。,1）用视觉法进行比较，要求被测表面的加工方法及使用材料尽可能与粗糙比较样块相同。 Ra为253.2m（对应旧标准为35）用目力直接观察； Ra为1.60.8m（对应旧标准为67）用 510倍放大镜进行观察； Ra为0.40.2m（对应旧标准为89）用可用双物镜比较显微镜进行观察。,2）用触角法完全凭手指抚摸加工痕迹的深浅和疏密程度的感觉来判断，要求被测工件与比较样板在同一温度下进行比较。 总的来说比较法简便、迅速，能满足检验一般零件的粗糙度要求，为生产现场常用的测量方法。但其缺点是这种方法只是粗略的定性
5、评定方法，不能确切测量出粗糙度参数的实际数值，对检验者要求经验非常丰富。,粗糙度样板,2光切法 光切法是利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。,（1）光切法显微镜 光切法显微镜以光切法测量和观察零件表面的微观几何形状，在不破坏表面的条件下，测量出截面轮廓的微观几何形状和沟槽宽度的尺寸。,（2）光切显微镜的主要技术性能指标如 表5-9所列。,（3）仪器结构,仪器外形如图5-9所示，基座6上装有立柱5，显微镜的主体通过横臂2和立柱联结转动手轮4将横臂上下移动，此时对显微镜进行粗调，并用旋手1将横臂固定在立柱上。显微镜的光学系统装在封闭的横臂内，横臂上装有可替换的物镜组8，测微目镜13等。微调手轮3
6、用于显微镜的精细调焦。仪器的座标工作台7利用其螺旋测微器对工件进行座标测量和调整。,（4）工作原理,图5-10光切法原理,h=hcos45,h = hcos45/N,h = hcos45 cos45/N,h = hcos45/N 式中：h45方向上的影像高度 N物镜放大倍数 影像高度h是用目镜测微器来测量的，由于测微器中的十字刻线与测微器读数方向成45。所以，当十字线中的任一直线与影像峰、谷相切来测量波高时，波高h=hcos45。h为刻线移过的实际距离，即测微器两次读数差，如图5-10（b）所示，所以被测表面凹凸不平的高度为：,当N=7X时 当N=14X时 当N=30X时 当N=60X时,仪器
7、分度值C 随物镜的放大倍数不同而不同。测量时，根据所选用的物镜放大倍数由表5-9中查出理论C 值。 由上述可知零件表面不平度的高h等于测微器两次读数差K乘以分度值C， 即 h = KC。,格值,测微器刻度套筒每转一格，十字线在目镜视场内沿移动方向移动的距离为0.0175mm或17.5m，习惯上把这个移动距离17.5m称为格值。 每台仪器的格值不一定都是17.5m测量前先要仔细阅读仪器说明书或按标准刻度尺在不同放大倍数下测定仪器的格值。再算出不同放大倍数下仪器分度值C（m）,（5）测量步骤,a先目测初步估计被测表面的Rz值范围，选择相应放大倍数的物镜安装在仪器上。 b将被测零件擦净后放于工作台上
8、，接通电源。 c松开目镜锁紧旋钮，取下目镜，对着亮处观察分划板上的刻线是否清晰，否则转动最上端的目镜视度调节环至清晰并装在仪器上。 d松开紧固手轮1，转动横臂2，使物镜8大至对准被测工件面。转动工作台使工作台纵向移动与光带平行。移动工件使加工痕迹与光带垂直。,e转动调节环4使横臂2下降到最低的安全位置（比零件表面略高，物镜切不可接触工件）观察目镜视场，若未见被测表面轮廓影像（一绿色光带），则缓慢向上调节横臂至光带基本清晰后，紧固旋钮1固定旋臂2。 f. 细调节：转动微调手轮3使光带影像轮廓最清晰，并处于视场中央。 g. 测量：松开测微器的紧固螺钉，转动测微目镜，使目镜中十字线的一根线与光带大多
9、数的峰或谷基本相切，拧紧目镜紧固螺钉。,h. 转动目镜测微器套筒，使分划板上十字线的水平线在光带最清晰的一边的取样长度范围内，与5个最高峰点和5个最低谷点并与之相切，读出10个值yp1，yp2，yp3，yp4，yv5。读数时要注意视场内刻度的变化图（5-12(a)），刻度线（1、2、3、4、5）处两平行线，从“1”移到“2”时表示测微目镜处套筒转过一周（即100格），以套筒格数为读数单位，所以每次读数应为视场内读数与套筒上的读数之和，如图5-12读数a =101。,于是在一个取样长度L内Rz的测量值为：,根据加工表面的均匀性，在评定长度范内，测五个取样长度的Rz值，取其平均值作为测量结果。,(5-8),(5-9),i单峰平均间距的测量,用目镜十字线中的垂直线，对准光影的第一个峰，从工作台的纵向千分尺上，读出一个读数S1。纵向移动工作台，在取样长度范围内，垂直线数出n个单峰后并对准，从纵向千分尺上读出第n个峰时的读数Sn （Sn S1 = 取样长度l）。 单峰平均间距：,(5-10),任务3结束,
