5-4 表面粗糙度的检测

课题§5-4表面粗糙度的检测授课时间授课时数2授课班级教具PPT、多媒体动画、视频等教学目标1．培养学生认识表面粗糙度比较样块，掌握表面粗糙度Ra值与表面粗糙度比较样块工作表面外观的关系。2．培养学生掌握用视觉比较法和触觉比较法检测工件表面粗糙度的方法，培养使用表面粗糙度比较样块检测工件表面粗糙度的能力。3．培养学生了解表面特征与表面结构参数及加工方法的关系，能用目测法检测工件表面的表面粗糙度。4．培养学生认识手持式表面粗糙度测量仪，能使用手持式表面粗糙度测量仪检测表面粗糙度。教学重点1．培养学生认识表面粗糙度比较样块，掌握表面粗糙度Ra值与表面粗糙度比较样块工作表面外观的关系。2．培养学生掌握用视觉比较法和触觉比较法检测工件表面粗糙度，培养使用表面粗糙度比较样块检测工件表面粗糙度的能力。教学难点1．培养学生掌握用视觉比较法和触觉比较法检测工件表面粗糙度。2．培养学生掌握用目测法检测工件表面的表面粗糙度。教学建议1.教材地位本节是表面结构要求一章的收尾课和检测实训课，学生已学过表面粗糙度的概念、评定参数、标注与选用，本节要把“怎么测、测得准不准”落到实处。学生易犯的错是样块选错加工方法、纹理方向不一致、凭感觉报数而不作记录。2.教法建议按“先看后摸、先粗后精”的顺序组织。比较样块一定让学生在自己桌面上目测和触摸，教师只作示范；讲纹理方向时把车削端面与立铣、平铣样块的纹理同向摆好对比，讲清“选样块先对加工方法”这一条关键经验。

教学内容教学活动检测表面粗糙度的方法很多，在实际生产中，最常用的方法有比较法、目测法和针描法。检测要求不严的表面时，通常采用比较法或目测法；要求获得准确评定参数时，可采用针描法。一、比较法比较法是将被测表面与表面粗糙度比较样块进行比较，分为视觉比较法和触觉比较法。1．表面粗糙度比较样块表面粗糙度比较样块是一套具有平面或圆柱面的金属块，工作表面经磨削、铣削、车削、刨削等切削加工，具有不同加工纹理和轮廓算术平均偏差Ra值，可以通过视觉和触觉将其与工件被测表面相比较，以确定被测表面的Ra值。锉削平面的表面粗糙度可以用平铣表面粗糙度比较样块进行检测。2．视觉比较法视觉比较法是用人的眼睛比较被测表面与表面粗糙度比较样块之间加工痕迹的异同、反光的强弱、色彩的差异，以判定被测表面的表面粗糙度的大小。为减小检测误差，提高判断的准确性，还可借助放大镜、比较显微镜等工具进行比较测量。当零件批量较大时，可以从加工零件中选出样品，经过检定后作为表面粗糙度比较样块使用。3．触觉比较法触觉比较法是用手指分别触摸或划过被测表面和比较样块，根据手的感觉判断被测表面与比较样块在峰谷高度和间距上的差别，从而判断被测表面的表面粗糙度的大小。4．比较法的特点用比较法测量工件的表面粗糙度简单易行，但测量准确度不高，其判断的准确性在很大程度上取决于检测人员的经验。这种方法适合在车间条件下使用，仅适用于表面粗糙度参数值较大、要求不严格的表面的近似评定。当有争议或进行工艺分析时，可用表面粗糙度测量仪进行测量。5．使用比较法检测表面粗糙度的注意事项（1）进行比较测量时，应尽量选用与被测表面形状（平面、外圆等）和加工方法（车削、铣削、刨削、磨削等）相同或相近的表面粗糙度样块。（2）采用比较法测量表面粗糙度时，应使样块与被检测表面的加工纹理方向保持一致。（3）被测工件与表面粗糙度比较样块应具有相同的材质。不同材质表面的反光特性和手感的粗糙程度不一样。二、目测法目测法是检测人员通过目视检测工件表面的表面粗糙度是否合格。目测法在生产现场非常实用，但要求检测人员熟悉表面特征与表面结构参数的关系，具备较高的检测经验。三、针描法针描法又称触针法，是利用触针划过被测表面，把表面粗糙度轮廓转换成电信号，经过放大、运算处理后获得表面轮廓，并计算出Ra和Rz等表面粗糙度参数值。在生产现场常用的测量仪器是手持式表面粗糙度测量仪，由传感器、驱动器、显示屏、操作按键等组成。传感器测杆的端部装有金刚石触针，其曲率半径很小。测量时，触针与被测表面垂直接触，并在被测表面上滑行。由于被测表面存在轮廓峰谷起伏，触针会随之产生上下移动。触针的位移通过传感器、数据采集及处理系统将测量结果在显示屏上显示出来。有打印功能的还可以将表面轮廓及参数进行打印，也可以连接计算机，实现数据分析、统计和打印。便携触针式表面粗糙度测量仪配有多种形式的传感器，可以在生产现场测量工件的平面、曲面、凹槽、小孔等的表面粗糙度。四、表面粗糙度测量方法的选用原则1．对于粗糙度与规定值相比明显好或明显不好，或者因为存在明显影响表面功能的缺陷，没必要用更精确的方法来检测的工件表面，可采用目测法检查。2．比较法是车间最常用的方法。如果目视检查不能作出判定，可采用与粗糙度比较样块进行触觉和视觉比较的方法。3．针描法可用于比较法无法测量的表面（如内孔）或需要精确测量具体数值的表面。如果用比较法检测不能作出判定，可根据目视检查结果，在被测表面上最有可能出现极值的部位用针描法进行测量。在测量表面粗糙度之前，必须倒钝工件的锐边，去除工件上的毛刺，将被测量面擦拭干净。五、检测实训——用比较法检测工件的表面粗糙度1．被测工件和检测项目滚轴的图样中标注了表面结构要求。2．检测器具本检测实例采用表面粗糙度比较样块。3．检测方法和步骤选择样块时，要选择表面纹理与表面粗糙度比较样块相同或相近的表面粗糙度比较样块。车削端面的纹理与立铣样块的纹理相同，故选用立铣样块进行比较测量。左侧的两个凸肩一般用端铣加工，两个平行平面用立铣样块进行比较测量；但是两个半月形端面的纹理与平铣样块的纹理相同，所以应该选用平铣样块，而不是立铣样块。检测时，将工件的被检测表面与样块工作面靠在一起，用眼反复观察、比较表面粗糙度比较样块与被检测表面的加工痕迹、反光强弱和色彩等，找出与被检测表面相近的样块，从而获得被检测表面的表面粗糙度Ra值。4．判断滚轴的表面粗糙度Ra值是否合格【课前准备】教师准备：表面粗糙度比较样块1套（平铣、立铣、车削等）、轴工件1件、放大镜1个、擦布1块、手持式表面粗糙度测量仪1台、PPT、教材。一、比较法活动1：比一比——比较样块与视觉、触觉比较法①教师先示范：把样块工作面与工件被测表面靠在一起，用眼反复观察加工痕迹的异同、反光的强弱和色彩的差异（视觉比较法）；再用手指轻触、轻划两表面，比较峰谷的高度和间距（触觉比较法），提醒手指不要用力刮划。②学生观察，抽取两名学生照做，先用眼比、再用指腹比，把两次判断的结果各写一行在练习本上。③教师说明两名同学感受不一致的原因，板书“比较法＝视觉比较＋触觉比较；样块工作面具有不同加工纹理和Ra值”。活动2：判一判——比较法的特点与注意事项①教师用PPT出示三句判断：样块与被测表面形状可以不同、纹理方向可以不一致、材质可以不同。学生在本子上写“对”或“错”并各写一句理由。②同桌互查后举手回答，教师点评并板书“三同”：形状相同或相近、加工方法（纹理方向）一致、材质相同，并说明不同材质表面的反光特性和手感不一样。③教师点出比较法的特点：简单易行、适合车间条件下使用，但准确度不高、很大程度上取决于检测人员的经验，只适用于参数值较大、要求不严的表面的近似评定，有争议或作工艺分析时改用测量仪。二、目测法活动3：看一看——目测法①教师用PPT出示同一批零件的表面图片（合格表面与有明显刀痕、划伤、毛刺的表面混排），学生目视判断，在练习本上写出“合格”或“不合格”。②教师归纳：目测法在生产现场非常实用，适用于粗糙度与规定值相比明显好或明显不好、没有必要用更精确方法检测的工件表面。三、针描法活动4：听一听、记一记——针描法①教师展示手持式表面粗糙度测量仪，介绍传感器、驱动器、显示屏和操作按键，指出触针装在测杆端部、是曲率半径很小的金刚石触针，并用PPT出示触针随轮廓峰谷上下移动的原理示意。②仪器的调整和工件装夹由教师在讲台或前排课桌上完成；教师测完后口头报出显示屏上的Ra值，学生原位记录到练习本上。③教师说明针描法把表面粗糙度轮廓转换成电信号，经放大、运算处理后显示Ra、Rz等参数值，可测平面、曲面、凹槽、小孔，适合需要精确数值或比较法不便测量的表面。四、表面粗糙度测量方法的选用原则活动5：选一选——测量方法的选用与测量前准备①教师给出四种情形：表面明显很粗糙、车间批量抽检要求不严、目视检查无法判定、内孔需要确切数值。学生在座位上为每种情形写出应选用的检测方法。②同桌互查后对照教材，教师归纳三条选用原则：明显好或明显不好的表面用目测法；车间最常用的是比较法，目视不能判定时与样块作触觉和视觉比较；比较法无法测量的表面或需要精确数值时用针描法。③教师补充测量前的准备三件事：倒钝工件锐边、去除工件毛刺、把被测量面擦拭干净。学生齐读一遍并写在记录表的首行，作为每次检测的固定动作。五、检测实训——用比较法检测工件的表面粗糙度活动6：测一测——用比较法检测滚轴的表面粗糙度①教师出示滚轴图样上标注的表面结构要求作为检测项目，说明本次检测器具是表面粗糙度比较样块；教师带领学生选样块：车削端面的纹理与立铣样块的纹理相同，故端面选立铣样块；两个凸肩一般用端铣加工，两个平行平面用立铣样块比较；两个半月形端面的纹理与平铣样块相同，应选平铣样块而不是立铣样块。学生按“三同”在本子上写出每个部位选用的样块名称。②学生对照图