互换性与技术测量课程实验模板

1、互换性与技术测量课程实验第一节 表面粗糙度测量实验一、实验目的了解用光切显微镜和手持式粗糙度仪测量表面粗糙度的原 理和方法。加深对表面粗糙度和微观不平度十点高度RZ的理解。熟悉表面粗糙度RZ、Ra、Rt、Rq等参数并加强理解。二、实验仪器及设备1 .光切显微镜;2 ,手持式粗糙度仪三、实验内容（一）用光切显微镜测量表面粗糙度RZ的值微观不平度十点高RZ是指在取样长度内，5个最大的轮廓峰高 平均值与5个最大的轮廓谷深平均值之和。图51为微观不平度 十点高rz的示意图，表面粗糙度参数RZ的计算公式如下，R = yPiZp-式中：ypi第i个最大的轮廓峰高yvl 第i个最大的轮廓谷深图51微观不平度

2、十点高RW示意图.实验仪器介绍光切显微镜主要用于测量表面粗糙度参数RZ,也可测量Ry。测 量范围为RZ800.8um。图52为9j型光切显微镜的外形图。底座6上装有立柱5 ,显 微镜主体经过横臂2与立柱联结。转动升降螺母4可使横臂连同显 微镜主体沿立柱上下移动，进行粗调焦，用紧定螺钉1将横臂固定 在立柱上，手轮3可对显微镜进行微调焦。.实验测量原理光切显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图53所 示，被测表面为P1P2图虹型光切显微镣外形图1 紧固螺钉2一横臂一微调手轮4一升降螺母5一立柱6一底座T一工作台8一物镜 9一燕尾导板10-柄U 一壳体技一测微鼓轮13目镜阶梯表面，当一束平行光

3、以45方向投射全阶梯表面上时，就被折 射成S1和S2两段，从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到S1 和S2两段光带的放大像S1和S2。同样,S1和s2之间的距离h也被 放大为S1和S2之间的距离h1。经过测量与计算，可求得被测表面 的阶梯高度h。图54为光切显微镜的光学系统图。由光源发 出的光经聚光镜，狭缝，图53光切显微镜泌1星表面粗糙度示意图图5T光切显微嫌光学系统图口计是十字线移动的轨迹图S5凹凸不平的光带示意图物镜以45o方向投射到被测工件表面 上。调整仪器使反射光束进入与投射光 管垂直的观察光管内，经物镜成像于 目镜分划板G上，经过目镜可观察到凹 凸不平的光带，如图55所示，光带边

4、 缘即工件表面上被照亮了的h1的放大轮廓像h,测量出h并经过计 算即可求得被测表面的不平度高度hoh = h1cos45o=年 cos45oN式中:N一为物镜放大倍数为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向（如图5 6）和被测量光带边缘h成45o斜角（图55所示）,故目镜测微器1刻度套筒上的读数值力“与不平度关系为1h ”= = Nh1 cos45。 cos45因此h = hf cos2 45。= h，1N 2 N2.光切显微镜实验操作（测量）步骤(1)按被测工件表面粗糙度要求，从表1中选择合适的物a 2J5玻璃片卫上玻璃片1上有可动有固定刻座十字维和双标螃刻度登筒外壳目镜内视界范围组，

5、安装在燕尾导板9上;图55删微目镜中十字螃移动方向和被测光带关系(2)接通电源;擦净被测工件。把它安放在工作台上，并使被测表面的加工 纹理方向与光带垂直;调整升降螺母4进行粗调焦，再用微调手轮3进行微调，使 视场中央出现最清晰的狭缝像和表面轮廓像;松开目镜筒的螺钉转动测微目镜，使目镜中十字线的水平 线与狭缝像平行后，将螺钉紧固;旋转目镜测微器的刻度套筒,使目镜十字线与光带轮廓某 一边的峰或谷相切如图15所示。并从测微器读出被测表面的峰 或谷的数值，依次类推。在取样长度范围内分别测出5个最大的峰 的轮廓高和5个最大轮廓谷深的数值，然后计算出RZ的数值;纵向移动工作台，在评定长度范围内，测出三个取

6、样长度的RZ值，取它们的平均值作为被测表面的不平度平均高度，按下式计 算。3RZ(平均)根据计算结果，判断被测表面粗糙度的适用性;将该工件表面用相应加工方法的表面粗糙度样板做目测评定Ra值。表1物镜放大倍数N总放大倍数视场直径(mm)物镜工作距离(mm)测量范围RZ( um)7X60X2.517.8108014X120X1.36.83.21030X260X0.61.61.66.360X520X0.30.650.83.23目镜测微器分度值C的确定阁5-T目镇视场内刻度尺刻够将玻璃标准刻度尺置于工作台上，调节显微镜焦距并移动 标准刻度尺，使在目镜视场内能看 到清晰的刻度尺刻线，如图57。参看图52

7、松开螺钉，转动 目镜测微器，使十字线交点运动方 向与刻度尺平行然后紧固螺钉。按表2选定标准刻度线格数乙将十字线交点移至与某条刻度线重合(如图57的实线位置)， 读出第一读数n1，然后将十字线交点移动Z格(如图57虚线位 置)，读出第二读数n2,两次的读数差为：A= | n1 n2(4)计算测微器刻度套筒上一个刻度间距所代表的实际被侧 值(即分度值C)。c=TZZA式中T一标准刻度尺的刻度间距（10um）把从目镜测微器测得的十点读数平均值乘上C值即求得RZ值R广ChZ表2物镜标准倍数N7X14X30X60X标准刻度尺刻线数Z100503020（二）用手持式粗糙度仪测量表面粗糙度等参数的值1 .实验仪器介绍图58为TR200手持式粗糙度仪外形结构图。该粗糙度仪采 用最新的微电子高科技产品。它适用于生产现场，可测量多种机加 工零件的表面粗糙度