第二节-表面粗糙度的测量方法.ppt

1、42表面粗糙度测量方法，主要内容：1，表面粗糙度测量2，干涉显微镜测量表面粗糙度3，表面粗糙度电感轮廓激光干涉仪轮廓压制轮廓焦点：光学显微镜原理和程度，工作：测量表面粗糙度，测量对象和测量问题1:工件特性？(大小，轻重，材料)问题2:在哪里测量粗糙度？(内部和外部曲面；平面、圆柱、球形、齿侧、齿侧)问题3:测量的特征是什么？问题4:与长度、角度测量有何不同？测量单位和标准体积长度单位-um表面粗糙度模板光波波长电压、电流标准、测量方法设计测量方法测量仪器接触形式、位置、测量精度方法精度测量设备精度影响因素精度提高测量方法、表面粗糙度测量方法概述表面粗糙度反映机械零件表面的微几何误差，表面粗糙度

2、测量方法主要见下表。表面粗糙度评价主要分为定性和定量评价方法。定性评价是将被测试表面与已知表面光洁度水平的标准模板进行比较估计，或通过显微镜确定其水平。定量评价是通过一定的测量方法和相应的仪器测量要测量的表面不均匀性数值。在实际工作中，加工表面粗糙度的评价可以用以下四种方法概括：如何与表面粗糙度标准模板进行比较表面粗糙度模板：通过各种加工方法创建的各种几何形状的一组标准表面示例，并与测试的表面进行比较。表面加工样板，测量方法：视觉方法：Ra值2.5-80m表面；用510倍放大镜比较：Ra值为0.32-2.5m的表面；使用比较显微镜：Ra值为0.08-10m的表面。触觉比较方法：加工曲面的Ra值

3、为0.63-10m。附注：范本与正在测量的零件的处理方式、材料和造型相同。复盖范围：工厂通常用于工厂检查。一般仅在粗糙度评价参数值大的情况下使用，其判断的准确性很大程度上取决于检查者的经验，有争议时可以用仪器测量。通常使用在选定截面上直接测量表面精细粗糙度值的方法，定量测量，严格按照定义测量。本节重点介绍以下内容：具有多种测量原理的光学或电气器具，如常用的光切、干涉仪、接触针法等。使用三印象法测量表面粗糙度可以在很难直接测量的情况下使用，例如大型零件或零件的内部表面。拉伸曲面的峰谷值始终小于正在测量的曲面的峰谷值，因此需要修改此结果。其修正系数值与使用的材料等有关，应由实验确定。4间接测量方法

4、是使用正在测量的表面的特性间接评估表面粗糙度的值。示例：气动方法：表面粗糙度是通过测量头与正在测量的表面之间的气体流动大小或压力变化来测量的。电容法：使用测量头和正在测量的表面之间形成的电量的大小测量表面粗糙度。曲面参数Ra或Rz不能直接测量，需要比较校正，需要适合被测量曲面几何体的测量头。其他方法：激光散射法、激光散射法、激光全息术等。第二，光切法是测量表面粗糙度，所谓光切法是用窄的扁光束以特定的倾斜角反射到测试目标表面，光束反射到测试目标表面，表面微不均匀性用显微镜放大图像观察的方法。图4-5是光切方法的测量图。如果推拔角度为45，则取得：h=h/cos45通过观察显微镜物镜的倍数v，Nh

5、通过显微镜测量图像的大小N，h值：h=N/(Vcos45)测量表面粗糙度峰谷距离的原理如上。图4-5光切割原理，1光切割原理：图4-6光切割显微镜光路，2测量设备原理和程度(1)原理光切割显微镜光路原理图4-6。用微型目镜测量a，a的距离，就能找到峰谷之间的高度。，由于物镜分辨率和景深限制，光切测量的范围通常为Rz=(800.8)m(现有国家标准39)。H=N/(Vcos45)具有计算、使用不便、机械方法设计仪器的物理化学方法，如图4-7所示。此时：在使用h=a/2V样式的：a仪器微护目镜对准峰谷图像高度n(图4-7中十字光标位置I和II)时，两个读数的差异；h表面粗糙度的峰谷高度；v选定的物

6、镜放大。双管显微镜、双管显微镜观察视野、双管显微镜、光切显微镜读数、(2)程度：在光切显微镜中测量微护目镜的鼓轮的每个单元的上下倾斜球高度值的确定过程称为“程度”。(h=a/2V)程度首先是找到物镜的放大倍数。找到物镜比例的方法是用单个标准卷尺(通常是特殊附件，刻度间距为0.01毫米，共101个物镜的实际比例)测量。如图4-8所示，如果物镜比例为V=，C=5/V，则在h=cn(um)表达式中，n是测量峰值高度时两个读数的差值(单元数)。显然常识很容易使用。c值的物理意义是与微鼓的小晶格相对应的峰谷方向的高度值。3在测量测量方法之前，选择相应的物镜(表4-2)并知道固定值c。然后调整显微镜，显示

7、清晰的狭缝和表面相，直到狭缝的一个边缘最清晰为止。(1) Rz值测量方法必须与定义一致。Rz值测量rz=c，(2) y值：Ry=c，(4)平均间隔测量smsm=2c，(3)单峰值平均间隔测量S值S=C，(5)使用光学切削方法测量Ra，为什么c前乘法，为什么c前乘法2，4仪器的测量误差和显示相对误差的验证，(1)测量误差的主要因素是瞄准误差，微目镜制造误差，评价读取误差，用于程度的标准标尺误差，测量对象工件位置误差，仪器使用调整误差等。(2)仪器显示错误验证：按照国家特定的测量验证程序，验证显示相对误差是否在要求的范围内，测量范围是否不同(物镜不同)，要求是否不同。(3)仪器显示相对误差验证使用

8、经测试的光切显微镜测量其雕刻深度已知的单块线模板(也可以用阶梯测量块代替)时，仪器显示值的相对误差为：第三，干涉显微镜将表面粗糙度干涉显微镜测量原理：干涉原理和显微镜放大原理结合使用。测量面垂直高度方向的微不均匀性用光波干涉法放大测量，表面粗糙度的水平参数用微放大系统测量。干涉显微镜测量范围：Rz=0.8m0.025m. 6JA干涉显微镜测量光学路径如图4-12所示。干涉显微镜，1986年，WYKO开发了成功的TOPO非接触微表面测量系统。测量精度自动完成测量。Mirau干涉仪改进：r固定在PZT上。改进的差分干涉显微镜(Tsinghua)垂直分辨率，带旋转偏振器测量仪，优于1nm。水平分辨率

9、为0.4米，Nomarski干涉显微镜和改进，图4-12干涉显微镜光学路径，6JA干涉显微镜测量光路径如图4-12所示。4，接触针被称为接触针法测量表面粗糙度1接触针法，是通过接触被测量的表面，测量针沿表面平滑地搅拌，测量表面粗糙度的方法。非常尖的触针(半径可以制作微米大小的金钢针末端)垂直放置在正在测试的表面上，从而水平移动。工作表面粗糙，因此根据正在测试的表面的轮廓形状，接触销会垂直起伏。通过电路将此小位移转换为电信号并进行放大和运算，获得工件表面粗糙度参数值。还可以通过记录器绘制曲面轮廓图形，然后通过数据处理获取曲面粗糙度参数值。这种仪器垂直方向的分辨率最高可达几纳米。有效测量是50.02m范围内的表面粗糙度。图4-15剖面图，图4-14所示的双电感剖面图传感器原理。图4-15是装置的框图。3激光干涉轮廓激光干涉轮廓、干涉系统测量镜和接触针分别位于杠杆的两端，位移量为一定比例关系，因此测量的测量镜的位移量可以视为接触针的位移量。激光剖面仪与电感剖面仪相比，具有宽范围和高分辨率的特点。4采用压电剖面仪压电剖面仪压电特性决定作为传感器的能量交换元件。硅是接触性强的液体，当接触针与工件表面一起快速上下移动时，液体摩擦很大，可以认为接触针卡在槽片上，压电芯片因接触针的位移而变形，在芯片表面产生一定比例的电荷。当接触针以很慢的速度运动