实验三表面粗糙度测量

1p2p3p4p5p6pz1v2v3v4v5v6v1111p2p3p4p5p6pz1v2v3v4v5v6v111121111实验三

表面粗糙度测量实验3—一、实验的

用双管显镜测量表面糙度了用双管显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。加对粗糙度评定参数轮廓最大高度的理解。二、实验容用双管显微镜测量表面粗糙度的值三、测量理及计量器说明参看图，轮廓最大高度Rz是在取样长度lr内在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之称为轮廓大高度。即Rz=+RvZ

Z

Z

Z

Z

ZR

Z

Z

Z

Z

中线

Z

Zlr图

图双管显微镜能测量μ的粗糙度，用参数来定。双管显微镜的外形如图2所示。它由底座、作台、观察光管3投射光管11支臂7和立柱8等几部分组成。双管显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图所。被测表面为、P阶梯表面，当一平行光束从

方向投射到阶梯表面上时，就被折成和S两段。从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到和两段光带的放大象和之间12距离h也放大为S距h量和计算求被测表的不平度高度11。图双管显微镜的光学系统图。由光源1出的光，经聚光镜2狭缝3物镜4以450

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，经物镜象在目镜分划板上通目镜可观察到凹不平的光图边即工件表面上被照亮了的的大轮廓象为′测量亮带边的宽度h′可求出被测表面的不平度高度：

11h45h11h45hh＝＝1cos450式中—物镜放大倍数。图3

图4为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向（图5a和被测量光带边缘宽度′斜（图5b目测微器刻度套筒上读数值′不平度高度的关系为：

＝

hNh450cos245

所以

＝

1N1式中，2N

＝，C为度套筒的分度值或称为换算系数它投射角α目测微器的结构和物镜放大倍数有关。（）

图四、测量步骤根被测工件表面粗糙度的要求，按表1选合适的物镜组，分别安装在投射光管和观察光管的下端。接电源。擦被测工件，把它安放在工作台上，并使被测表面的切削痕迹的方向与光带垂直。当测量圆柱形工件时，应将工件置于V型上。

i（平i（平均）表1物镜放大倍数N

总放大倍数120X260X520X

视场直径（）2.51.30.60.3

物镜工作距离（mm6.81.6

测量范围Rzμm)——1.6—0.8—粗节：参看图2用手托住支臂，开锁紧螺钉，缓慢旋转支臂调节螺母10使支臂下移动，直到目镜中观察到绿色光带和表面轮廓不平度的影象（图后将螺钉紧。要注意防止物镜与工件表面相碰，以免损坏物镜组。细节：缓慢而往复转动调节手轮6调焦环12和节螺钉13使目镜中光带最狭窄，轮廓影象最清晰并位于视场的中央。松螺钉5，转动目镜测微器4使目镜中十字线的一根线与光带轮廓中心线大致平行（此线代替平行于轮廓中线的直线后，将螺钉5固。根被测表面的粗糙度级别，按国家标准—68的规定选取取样长度和评定长度。旋目镜测微器的刻度套筒，使目镜中十字线的一根线与光带轮廓一边的峰（或谷）相切，如图5b实所示，并从测微器读出被测表面的峰（或谷）的数值在取样长度范围内测出最高点（最高的峰）和最低点（最低的谷）的数值。然后计算的值。纵移动工作台，在测量范围长度内，共测出（n一取5个取样长度的值取它们的平均值作为被测表面的轮廓最大高度。按下式计算：n

RziRz＝

10.根计结果，判断被测表面粗糙度的适用性。附：目镜测微器分度值C的定。由前述可知，目镜测微器套筒上每一格刻度间距所代表的实际表面不平度高度的数值（分度值与镜放大倍率有关于仪器生产过程中的加工和装配误差以及仪器在使用过程中可能产生的误差，会使物镜的实际倍率与表所的公称值之间有某些差异。因此，仪器在投入使用时以及经过较长时间的使用之后者在调修重新安装之后用璃标准刻度尺来确定分度值C确定每一格刻度间距代表的不平度高度的实际数值定方法如下：（1将玻璃标准刻度尺置于工作台上，调节显微镜的焦距，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（图6（2参看图2松开螺钉5，转动目镜测微器，使十字线交点移动方向与刻度尺象平行，然后固紧螺钉。（1按表选定标准刻度尺线格数，将十字线焦点移至与某刻线重合（图实

图6线位置出一次读数。后，将十字线焦点移动Z格图6中线位置出

22二次读数，次数差为：A＝

n1表2物镜标称倍率N标准刻度尺刻线格数Z

X

（2计算测微器刻度套筒上一格刻度间距所代表的实际被测值（即分度值C：C＝

2式中T——标准刻度尺的刻度间距10把从目镜测微器测得的十点读数的平均值h//乘上C，即可求得Rz值Rz＝//思

考

题.为么只测量光带一的最高点（峰）和最低点（谷）？．测量面粗糙还有哪些方法？其应用范围如何？．用双显微镜量表面粗糙度为什么要确定分度值C？如何确定？实验－用干涉微镜测量表粗糙度一、实验的熟用干涉显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。加对轮廓最大高度的解二、实验容用6JA型涉显微镜测量表面粗度的值三、测量理及计量器说明干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合，用光波干涉原理来反映出被测工件的粗糙程度。由于表面粗糙度是微观不平度以显微镜进行高倍放大后以便观察和测量涉微镜一般用于测量0.8~0.025的Rz值图1为型干涉显微镜的外观图。图2为该仪器的光学系统图，由光源1发的光束，通过光镜、4（3是色片分镜9分成两束。其中一束经补板、物镜至被表面18，再经原光路返回至分光镜9反射至目镜。一光束由分镜反射（遮光板移出物镜12射参考镜13，再由原光路返回，并透过分光镜，也射向目镜19路光束相遇迭加产生干涉过目镜来观察于被测表面有微小的峰、谷存在，峰、谷处的光程不一样，造成干涉条纹的弯曲。相应部位峰、谷的高度，与干涉条纹弯曲量a和涉纹间距b关（图关系式为：＝

ab2式中λ为测量中的光波长实就是利用测量干涉条纹弯曲量a和涉条纹间距b来

定值。四、测量骤调仪器测量时调整仪器的方法如下：开亮灯泡转手轮和（图1图2中遮光板从光路中转出如视场亮度不均匀，可转动调节螺丝4a使视场亮度均匀。转动手轮8使目镜视场中弓形直边清晰，如图3所。图2图3

图4在工作台上放置好洗净的被测工件。被测表面向下，朝向物镜。转动手轮6，遮去图2中的参考镜13的路光束。转动滚花轮2c使工作台升降直到目镜视场中观察到清晰的工件表面象为止，再转动手轮6使图的遮光板从光路中转出。松开螺丝取下测微目镜，直接从目镜管中观察，可以看到两个灯丝象。转动手轮，使图中的孔径光阑至最大，转动手轮7和，使两个灯丝象完全重合，同时调节螺丝4a，使灯丝象位于孔径光阑中央，如图4示，然后装上测微目镜，旋紧螺丝1b在精密测量中，通常采用光波波长稳定的单色光（本仪器用的是绿光时应将手柄推到底，使图中滤色片3插光路。当被测表面粗糙度较低而加工痕迹又不很规则时，干涉条纹将呈现出急剧的弯曲和断裂现象，这时则不推动手柄，而采用白光，因为白光干涉成彩色条纹零干涉条纹可清晰地显示出条纹的弯曲情况观察和测量。

12131213a＝NZ如在目镜中看不到干涉条纹，可慢慢转动手轮14直出现清晰的干涉条纹为止（图转动手轮及手轮14，可以得到所需的干涉条纹亮度和宽度转动工作台2b使加工痕迹的方向与干涉条纹垂直开螺丝1b转测微目镜使场中十字刻线之一与干涉条纹平行，然后拧紧螺丝1b此时即可进行具体的测量工作。测方法在此仪器上，表面粗糙度可以用两种方法测量。（1用测微目镜测量）转动测微目镜的测微器，使视场中与干涉条纹平行的十字线中的一条线对准一条干涉条纹峰顶中心（图时测微器上的读数为N。后再对准相邻的另一条干涉条纹峰顶中心，读数为N—）为纹间距b。准条干涉条纹峰顶中心读数N后动十字线准同一条干涉条纹谷底中心，读数为NN－N）即为干涉条纹弯曲量a。按轮廓最大高度的义，在取样长度范围内测量同一条干涉条纹的最高的峰和最的低谷，这个干涉条纹弯曲量的值为：平均1max3min被测表面的轮廓最大高度为

ab2采用白光时，λ0.55μm采用单色光时，则按仪器所附滤色片检定书载明的波长取值。按测量长度要求样长度的Rz值还需平均后才能作为评定表面粗糙的可靠数据。（）

图5（2用目视估计判定用肉眼观察视场接读出弯量a为涉条纹间距