表面粗糙度的测量知识讲解

实验三表面粗糙度测量实验3—1 用双管显微镜测量表面粗糙度一、实验目的1、了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。

2、加深对微观不平度十点高度R的理解。

z二、实验内容用双管显微镜测量表面粗糙度的R值。

z三、测量步骤1、根据被测工件表面粗糙度的要求，选择合适的物镜组，分别安装在投射光管和观察光管的下端。

2、接通电源。

3、擦净被测工件，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形块上。

4、粗调节：用手托住支臂，松开锁紧螺钉，缓慢旋转支臂调节螺母，使支臂上下移动，直到目镜中观察到绿色光带和表面轮廓不平度的影象。

然后，将螺钉固紧。

要注意防止物镜与工件表面相碰，以免损坏物镜组。

5、细调节：缓慢而往复转动调节手轮，调焦环和调节螺钉，使目镜中光带最狭窄，轮廓影象最清晰并位于视场的中央。

6、松开螺钉，转动目镜测微器，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）。

然后，将螺钉固紧。

7、根据被测表面粗糙度R的数值，按国家标准GB/T1031-1995的规定选z取取样长度和评定长度。

8、旋转目镜测微器的刻度套筒，使目镜中十字线的一根与光带轮廓一边的峰（或谷）相切，并从测微器读出被测表面的峰（或谷）的数值，把测量结果填入实验报告（见下表）。

以次类推。

在取样长度范围内分别测出五个最高点（峰）和五个最低点（谷）的数值，并把测量结果填入实验报告（见下表）。

9、计算出R的数值，判断轴径的合格性，并把测量结果填入实验报告（见z下表）。

实验3—1 用双管显微镜测量表面粗糙度。

表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量方法有光切法，光波干涉法及触针法（又称针描法）等，工厂常用的还有粗糙度样板直接和被测工件对照的比较法，以及利用塑性和可铸性材料将被测工件加工表面的加工痕迹复印下来，然后再测量复印的印模的印模法。

一、实验目的1.建立对表面粗糙度的感性认识；2.了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理及方法。

二、实验内容用双管显微镜测量表面粗糙度的Rz值。

三、测量原理及仪器说明双管显微镜又撑光切显微镜，它是利用被测表面能反射光的特性，根据“光切法原理”制成的光学仪器，其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，一般用于测量0.8-80微米的表面粗糙度Rz值。

仪器外型如图1所示，它由底座6，支柱5，横臂2，测微目镜13，可换物镜8及工作台7等部分组成。

仪器备有四种不同倍数（7X,14X,30X,60X）物镜组，被测表面粗糙度大小（估测）来选择相应倍数的物镜组（见表1）。

表1 双管显微镜测量参数物镜放大倍数N 总放大倍数目镜视场直径（mm）物镜与工件距离（mm）测量范围Rz（µm）换算系数E(微米/格)7X 60X 2.5 9.5 30~30 1.2514X 120X 1.3 2.5 6.3~20 0.6330X 260X 0.6 0.2 1.6~6.3 0.29460X 510X 0.3 0.04 0.8~1.6 0.147测量原理如图2所示，被测表面为P1-P2阶梯表面，当一平行光束从45度方向投射到阶梯表面时，即被折成S1和S2两段，从垂直于光束的方向上就可以在显微镜内看到S1和S2两段光带的放大像S1'S2'，同时距离h也被放大为h1'。

通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度h。

这种方法类似在零件表面斜切一刀，然后观察其剖面的轮廓形状，因此称为光切法。

图3为双管显微镜的光学系统图，由光源1发出的光，经聚光镜2，狭缝3，物镜4以45度方向投射到北测表面上，调整仪器使反射光束经物镜5成像在目镜分划板6上，光束被测上表面的S1点反射，在下表面S2点反射，它们各成像于分划板6的S1'和S2'，距离h1被放大为h1'，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图4（b））,光带边缘即工件表面上被照亮了的h1的放大轮廓像h1'，测量h1'即可求出被测表面的不平高度h2。

表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量方法有光切法，光波干涉法及触针法（又称针描法）等，工厂常用的还有粗糙度样板直接和被测工件对照的比较法，以及利用塑性和可铸性材料将被测工件加工表面的加工痕迹复印下来，然后再测量复印的印模的印模法。

一、实验目的1.建立对表面粗糙度的感性认识；2.了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理及方法。

二、实验内容用双管显微镜测量表面粗糙度的Rz值。

三、测量原理及仪器说明双管显微镜又撑光切显微镜，它是利用被测表面能反射光的特性，根据“光切法原理”制成的光学仪器，其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，一般用于测量0.8-80微米的表面粗糙度Rz值。

仪器外型如图1所示，它由底座6，支柱5，横臂2，测微目镜13，可换物镜8及工作台7等部分组成。

仪器备有四种不同倍数（7X,14X,30X,60X）物镜组，被测表面粗糙度大小（估测）来选择相应倍数的物镜组（见表1）。

表1 双管显微镜测量参数测量原理如图2所示，被测表面为P1-P2阶梯表面，当一平行光束从45度方向投射到阶梯表面时，即被折成S1和S2两段，从垂直于光束的方向上就可以在显微镜内看到S1和S2两段光带的放大像S1'S2'，同时距离h也被放大为h1'。

通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度h。

这种方法类似在零件表面斜切一刀，然后观察其剖面的轮廓形状，因此称为光切法。

图3为双管显微镜的光学系统图，由光源1发出的光，经聚光镜2，狭缝3，物镜4以45度方向投射到北测表面上，调整仪器使反射光束经物镜5成像在目镜分划板6上，光束被测上表面的S1点反射，在下表面S2点反射，它们各成像于分划板6的S1'和S2'，距离h1被放大为h1'，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图4（b））,光带边缘即工件表面上被照亮了的h1的放大轮廓像h1'，测量h1'即可求出被测表面的不平高度h2。

h=h1cos45=(h1/N)cos45式中N——物镜的放大倍数影象高度h1'是利用目镜测微器来测量的，测微目镜头结构见图4（a）由于测微器中的十字刻线与测微器读数方向成45，所以当用十字线只能感的任一直线与影像蜂，谷相切来测量波高度时，波高h1=h1cos45h1”为刻度线移过的实际距离，即测微器量词读数差（见图4（b）），所以被测表面的不平高度为：h=h1cos45cos45/N=1/2N·h1式中，E为刻度套筒的分度值，或称为换算系数，它与投射角，目镜测微器的结构和物镜放大倍数有关，可在表1中查取。

表面粗糙度检测仪的测量原理
表面粗糙度检测仪的测量原理主要基于线接触测量技术。

简单地说，该设备中的探针在待测物体的表面上移动，获取表面的实际形状。

” 对这个形状进行处理后可得到各种粗糙度参数。

通常，表面粗糙度的参数有Ra、Rz、Rq、Ry、Rt等，其中Ra是最常用的参数，表示表面粗糙度的平均绝对值。

首先，探针以一定的压力在物体表面移动，这时探针上的力发生变化，这个力的变化与物体表面的粗糙度有直接关系。

探针上的力通过一系列的转换和增强，转换为电信号。

电信号再通过数据处理系统进行傅里叶变换，得到物体表面粗糙度的频率分布。

从频率分布可以直接得到 Ra、Rz等粗糙度参数。

检测过程中，探针不断在物体表面上下移动，这个移动过程可以看作是探针在物体表面的高低起伏。

这个起伏可以看作是一个连续的波动过程，这个波动过程就是粗糙度的物理表现。

这个波动过程可以通过电子技术等手段转化为电信号，电信号再经过处理，就可以得到粗糙度的数值参数，如 Ra、Rz等。

只需通过上述过程，就可以准确、快速地获取物体表面的粗糙度参数。

整个测量过程涉及到测量技术、信号处理技术、电子技术等多个技术领域，是一门综合性的技术。

在工程实践中，这种技术已经被广泛应用于机械制造、材料研究、质量控制等许多领域，被证明具有极高的实用价值。

粗糙度测量标准粗糙度是指物体表面的不平整程度，通常用来描述表面的粗糙程度。

在工程领域中，粗糙度是一个非常重要的参数，它直接影响着物体的摩擦、磨损、密封和润滑等性能。

因此，准确测量物体表面的粗糙度是非常必要的。

本文将介绍粗糙度的测量标准，帮助大家更好地了解和应用粗糙度测量。

一、粗糙度的定义。

粗糙度是指物体表面的不规则程度，通常是由微小起伏构成的。

这些微小的起伏会对物体的性能产生影响，因此需要进行精确的测量。

粗糙度通常用Ra值来表示，Ra值越大，表明表面的粗糙度越高。

二、粗糙度的测量方法。

1. 接触式测量法。

接触式测量法是通过测量仪器的探针直接接触被测表面，然后根据探针的运动轨迹来计算表面的粗糙度。

这种方法适用于各种形状和材质的表面，但是需要考虑到探针和被测表面的材质和硬度，以及测量仪器的精确度。

2. 非接触式测量法。

非接触式测量法是通过光学、声学或电磁原理，利用传感器对被测表面进行扫描和测量。

这种方法不会对被测表面造成损伤，适用于一些特殊材质或形状的表面。

但是需要考虑到环境因素对测量的影响，以及传感器的精确度和灵敏度。

三、粗糙度的测量标准。

1. ISO 4287标准。

ISO 4287标准是国际上公认的粗糙度测量标准，它规定了粗糙度测量的方法和参数。

根据ISO 4287标准，粗糙度的测量应该包括三个参数，Ra、Rz和Rmax。

这些参数可以全面地描述表面的粗糙度特征，对于工程应用非常有价值。

2. ANSI标准。

ANSI标准是美国国家标准协会制定的粗糙度测量标准，它与ISO 4287标准类似，也是通过Ra、Rz和Rmax等参数来描述表面的粗糙度。

但是与ISO 4287标准相比，ANSI标准在参数的计算方法和测量范围上有所不同，需要根据实际情况进行选择和应用。

四、粗糙度测量的应用。

粗糙度测量在工程领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 材料加工。

在材料加工过程中，粗糙度测量可以帮助工程师更好地控制加工质量，提高加工效率和产品性能。

表面粗糙度怎么测量测量表面粗糙度的方法详解Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#表面粗糙度怎么测量_ 测量表面粗糙度的方法内容来源网络，由深圳机械展收集整理！表面粗糙度的检测,我们常用的有以下几中方法1.显微镜比较法,；将被测表面与表面粗糙度比较样块靠近在一起，用比较显微镜观察两者被放大的表面，以样块工作面上的粗糙度为标准，观察比较被测表面是否达到相应样块的表面粗糙度；从而判定被测表面粗糙度是否符合规定。

此方法不能测出粗糙度参数值2.光切显微镜测量法，Rz：～100；光切显微镜(双管显微镜)是利用光切原理测量表面粗糙度的方法。

从目镜观察表面粗糙度轮廓图像，用测微装置测量Rz值和Ry值。

也可通过测量描绘出轮廓图像，再计算Ra值，因其方法较繁而不常用。

必要时可将粗糙度轮廓图像拍照下来评定。

光切显微镜适用于计量室3.样块比较法,直接目测：；用放大镜：～；以表面粗糙度比较样块工作面上的粗糙度为标准，用视觉法或触觉法与被测表面进行比较，以判定被测表面是否符合规定用样块进行比较检验时，样块和被测表面的材质、加工方法应尽可能一致；样块比较法简单易行，适合在生产现场使用4.电动轮廓仪比较法，Ra：～；Rz：～25；电动轮廓仪系触针式仪器。

测量时仪器触针尖端在被测表面上垂直于加工纹理方向的截面上，做水平移动测量，从指示仪表直接得出一个测量行程Ra值。

这是Ra值测量常用的方法。

或者用仪器的记录装置，描绘粗糙度轮廓曲线的放大图，再计算Ra或Rz 值。

此类仪器适用在计量室。

但便携式电动轮廓仪可在生产现场使用5干涉显微镜测量法，Rz：.032～；涉显微镜是利用光波干涉原理，以光波波长为基准来测量表面粗糙度的。

被测表面有一定的粗糙度就呈现出凸凹不平的峰谷状干涉条纹，通过目镜观察、利用测微装置测量这些干涉条纹的数目和峰谷的弯曲程度，即可计算出表面粗糙度的Ra值。

实验二表面粗糙度的检测一、 目的与要求1、掌握用光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。

2、加深理解微观不平度十点高度Rz和单峰平均间距S的实际含义。

二、 测量原理光切法显微镜以光切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。

主要技术指标：测量范围Rz 值（微米）所需物镜总放大倍数物镜组件与被件的距离（毫米）视场直径（毫米）系数E微米/格0.8～1.6 60× 510× 0.04 0.3 0.161.6～6.3 30× 260× 0.2 0.6 0.296.3～20 14× 120× 2.5 1.3 0.6320～80 7× 60× 9.5 2.5 1.28 如图2－1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，被光亮的具有平直边缘的狭缝亮带照射后，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’。

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测微器测出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) 图2-1 光切显微镜工作原理图三、 仪器简介仪器外形如图2－2所示，基座（6）上装有立柱（5），显微镜的主体通过横臂（2）和立柱联接，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。