表面粗糙度测量.docx

表面粗糙度测量一、实验目的：1．熟悉光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法；2•加深对微观不平度十点高度R定义的理解；Z3•正确判断工件表面粗糙度的合格性二、仪器说明： 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 测出截面轮廓的微观几何形状和沟槽宽度的实际尺寸此外，还可测量表面上个别位置的加 工痕迹和坡损测量范围Rz 值（微米）所需物镜总放大倍数物镜组件与被件 的距离（毫米）视场直径（毫米）系数E（微米/各）0.厂1.660X510X0.040.30.161.厂6.330X260X0.20.60.296.厂 2014X120X2.51.30.6320一807X60X9.52.51.28主要技术指标：工作原理：如图 1 所示，狭缝被光源发出的光线照射 后，通过物镜发出一束光带以倾斜 45°方向 照射在被测量的表面上被测表面的微观形 状，被光亮的具有平直缘狭缝像亮的带照射 后，表面的波峰在 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 自成像在分划板的a和a'在目镜中观察到的 即为具有与被测表面一样的齿状亮带，通过目 镜的分划板与测微器测出a点至a，点之间的距 离N，被测表面的微观不平度h即为： h=N/Vcos45° （V —物镜放大倍数） （1）图 2 光切显微镜结构图图 1 光切显微镜工作原理图 仪器结构： 仪器外形如图2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）将横臂沿立柱上下移动，此时显微镜进行粗调 焦，并用旋手（1）将横臂固定在立柱上。

显微镜的 光学系统压缩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）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与调整对平的工 件可直接放在工作台上进行测量，对圆柱形的工件， 可放在仪器工作台上的 V 形块上进行测量维护与保养：① 要注意防止灰尘、潮湿及其它有害物质的侵蚀② 仪器光源采用的是低压电源照明，必须使用专用的变压器，防止事故发生③ 所有的透镜和未作防锈处理的表面不得用手直接接触④ 使用完毕应将仪器擦拭干净，立柱及工作台表面要涂防锈油并盖上仪器罩⑤ 光切法显微镜测量表面粗糙度 三、实验步骤：⑴仪器调整：① 选择物镜：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② 安放被件：将零件擦净后放在仪器工作台上，其零件表面加工纹路应目镜视场上狭缝 影像垂直，并使测量表面平行于工作台平面（准确到 1°）若被测表面为圆柱形表面，其 表面素线还应与狭缝平行，且表面最高点要位于物镜下端中央③ 将光源插头插接变压器后，再接通电源④ 调整目镜焦距：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为止。

⑤ 调整物镜焦距：松开旋钮，转动调节环使横臂下降到最低的安全位置（比零件表面略 高，物镜切不可接触零件），然后观察目镜视场，若未见被测表面轮廓影像（一绿色光带）， 则缓慢向上调整横臂至光带基本清晰然后转动微调旋钮，使被测量表面轮廓影像清晰注意：为了正确的对圆柱体进行测量，必须同时调整工作台和显微镜，使显微镜精确的 调焦在圆柱顶端母线上为此，需使工作台作垂直于圆柱体轴线移动（平行于加工纹路移动）， 必要时，对显微镜需重新调焦⑵读取数据（图3-17）：① 调目镜分划板十字线：转动测微目镜，使分划板 上的十字刻线中的一条与光带大多数的峰或谷基本相 切，拧紧目镜紧固螺钉② 读数：为测量表面轮廓不平度，须使于狭缝平行的分划水平线于狭缝清晰边缘最高点相切，如图 3然 后在目镜分划板与测微鼓上记上读数，再使十字线的水 平线于狭缝清晰边缘最低点相切，第二次记下分划板和2)鼓轮的读数，两次读数之差： 图 3 压线读数a=<2 N将2式中的N代入1式后得：a _h = £二 2亠 ⑶Q Q 2V为求出不平度平均高度Rz值，需求在取样长度范围内被测轮廓的五个高点和五个低点之间的平均读数差a平均，然后再按式3计算出h，即不平度平均高度Rz。

取样长度与评定 长度应根据下表选择Rz 或 Ry( “ m)>0.025 〜0.10>0.1 〜0.5>0.5 〜10.0>10.0 〜50.0>50.0 〜320取样长度（mm）0.080.250.82.55.0评定长度0.401.2510.012.541.0读数时，视场内每变化一格（1mm）,目镜百分尺套筒即转过一周（一百格）所以每次 读数要将视场内读数加上套筒上的读数⑶数据处理：① 物镜放大倍数的确定：为了确定公式（3）中物镜放大倍数V,在进行轮廓不平度测 量时须对仪器备有的标准刻度尺进行测量，首先将标准刻度尺放在工作台上，调整标准刻度 尺刻线清晰地呈现在目镜视场中，并且使其刻线和狭缝象垂直，分划板十字线的运动方向于 狭缝象平行然后将分划板十字线的交点对准对准标准刻度尺的一端，按测微目镜的分划板 与测微鼓进行第一次读数，接着把十字线交点移动到标准刻度尺的另一点，在以同样的方法 进行第二次读数此时，测微目镜的二次读数差与标准刻度尺选择段刻度数之比，就是显微 镜物镜的放大倍数V假定标准刻度尺选择线段为80格，即0.8毫米在测微目镜中对此刻线段的读数值为6.4毫米仪器上安装的物镜组为14XN.A.0.20，则物镜放大倍数为：V=6.4/0.8=8② 根据上述测量方法，从测微目镜中五个最高点和五个最低点的读数值。

例如：a1=4.8毫米 a3=4.75毫米 a5=4.9毫米 a7=4.85毫米 a9=4.9毫米a2=4.695 毫米 a4=4.655 毫米 a6=4.79 毫米 a8=4.74 毫米 a10=4.8 毫米平均(al + a3 + a5 + a7 + a9 )— (a 2 + a 4 + a 6 + a8 + a10 )=104 微米根据V和a平均求得不平度平均高度Rz：aRz=1V毎6-5微米。