试验五表面粗糙度的测量

一、 测量仪器

1、表面粗糙度测量仪

按传感器工作原理，可分为电感式、感应式及压电式多种。若配以微机进行数据处理后，能测量表面粗糙度的多种参数。 BDJ－2型表面粗糙度测量仪外形如图3-16所示，是由哈尔滨量具刃具厂生产的用于实验室的一种测量表面粗糙度的高精度义器。仪器主要由电传感器，驱动箱，底座，记录器等部分组成，设有；2.5mm，0.8 mm，及0.25 mm三种切除长度可测量平面、圆柱面及6 mm以上内孔表面的粗糙度．通过电表可直接读出Ra值，也可通过记录器将被测表面轮廓曲线描绘出来。

JJI-22A型三参数表面粗糙度测量仪的驱动器所带动的为压电式传感器，按动测量按钮后传感器即在零件表面移动进行采样，信号经放大器及计算机的处理，通过显示屏同时读出被测量表面的Ra、Rz、Ry实测值。 2、光切法显微镜

光切法显微镜以兆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） 0.8～1.6 1.6～6.3 6.3～20 20～80 所需物镜 60× 30× 14× 7× 总放大倍数 510× 260× 120× 60× 物镜组件与被件的距离（毫米） （毫米） 视场直径 系数E 微米/格 0.16 0.29 0.63 1.28 0.04 0.2 2.5 9.5 0.3 0.6 1.3 2.5 工作原理：

如图2－11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’。

2-11光切显微镜工作原理图

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 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° (N－物镜放大倍数)

仪器结构：1、仪器外形结构。如图2－12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。 2、使用步骤为：①选择物镜；②安放被件；③调整目镜焦距；④调整物镜焦距；⑤采集数据；⑥数据处理。详细方法见实验十“表面粗糙的测量”。 3、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。

图2-12 光切显微镜结构图

二、测量步骤

1、 BDJ－2型表面粗糙度测量仪 ⑴仪器的调整与校准：

①连接电路的各部分插接件，检查并确信连接正确后接通电源。把电器箱电源开关打开，预热15分钟。 ②校准：将测量方式选择开关拔到“读表”处．驱动箱上变速手柄转到位置Ⅱ处，并根据标准样板标定的Ra值，选择相应的切除长度，将标准样板置于工作台上，旋转测量架的升降手柄使传感器的触针、导头接触标准样板，并使传感与标准样板刻线垂直．拨动启动开关，随着传感器在被测样板上移动，指示表的指针将开始摆动，当传感器停止移动后，指示表所指示的Ra数值应与标准样板相同，若显示的数值与标准样板上标定的数值不符，要用螺丝起子调整电气箱“校准”孔内电位器，校对积分表、指零表及记录器。 ⑵安装被测件

将被测件放在工作台上，使传感器与被测表面加工痕迹垂直，调整升降手轮，使传感器触针接触工件，并观察指零表，使指零表的指针位于度盘“零”点的两条红线之间。

⑶用“读表”方式测量表面粗糙度：

①将测量方式选择开关拨到读表处，驱动箱上变速手柄转到Ⅱ处。

②目测估计被测工件表面的粗糙度值，选择相应的取样长度，取样长度与Ra的对应值的关系如下表： Ra(μm) 取样长度（mm） 0.02～0.1 0.25 0.1～2.0 0.8 2.0～10 2.5 2、 JJI-22A型三参数表面粗糙度测量仪 ⑴仪器放大率的校准：

仪器在使用前均需对仪器的放大位率进行校准，以保证仪器使用的准确度。仪器安装好后用仪器的专用多刻线样板进行校准，使Ra值误差σ﹤±5%。误差可以通过主机上的微电位器调整。 ⑵仪器的测量：

将驱动器的运动方向与加工纹路相垂直，按动仪器的测量键即可通过显示屏同时得到Ra、Rz、Ry的测量参数值。 ⑶使用注意事项：

①被测表面温度不高于40℃，被测部位不得有水、油、灰尘、切屑及其它污物。 ②使用现场不得有震动，仪器不能发生跌落、碰撞等。

③传感器在使用中避免撞击触尖，触尖不能用酒精清洗，必需用无水汽油清洗。 ④仪器附带的多刻线样板如有严重划伤时应及时更换，否则造成校准误差增大。 3、 光切法显微镜测量表面粗糙度 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。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。

④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。 ⑵读取数据（图3-17）：

①调目镜分划板十字线：将读数目镜偏转45°，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：在光带最清晰的一边，用分划板中的横线在取样长度范围内与五个最高峰点(a1、

a2、a3、a4、a5)和五个最低谷点(a6、a7、a8、

a9、a10)相切，读出10个读数格值。取样长图3-17 度与评定长度应根据下表选择。

压线读数 Rz或Ry(μm) >0.025～0.10 >0.1～0.5 0.25 1.25 >0.5～10.0 0.8 10.0 >10.0～50.0 2.5 12.5 >50.0～320 5.0 41.0 取样长度 0.08 (mm) 评定长度 0.40 读数时，视场内每变化一格，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：

①一次测量值：根推10个读数计算Rz：

Rz=E•[(a1+a2+a3+a4+a5)-(a6+a7+a8+a9+a10)]/5 式中：E为目镜套筒分度值。

②根据加工表面的均匀性，在评定长度范围内，测5个取样长度的Rz值，取其平均值作为测量结果。

Rz=(Rz1+Rz2+Rz#+Rz4+Rz5)/5 三、填写测量报告单

按要求将被测件的相关信息、测量结果及测量条件填入测量报告单7～12中。