实验三 表面粗糙度的测量

《互换性与技术测量》实验报告机械工程基础实验室技术测量室编年级班级姓名实验名称及目录：实验一、尺寸测量实验1—1、轴的测量实验1—2、孔的测量实验二、形位误差测量实验2—1、直线度误差的测量实验2—2、平行度误差、平面度误差测量实验三、表面粗糙度测量、螺纹测量实验3—1、表面粗糙度的测量实验3—2、螺纹中径、螺距及牙形半角的测量实验四、齿轮测量实验4—1、直齿圆柱齿轮公法线的测量实验4—2、直齿圆柱齿轮齿厚偏差的测量一、实验目的三、被测零件：四、测量示意图：七、测量数据分析并判断被测零件是否合格；八、思考题：1、用立式光学计测量塞规属于什么测量方法？2、绝对测量和相对测量各有什么特点？3、什么是分度值？刻度间距？4、仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同？一、实验目的三、被测零件：四、测量示意图：六、测量数据记录：（单位：mm）七、测量数据分析并判断被测零件是否合格；八、思考题：1、用内径千分尺和内径量表测量孔的直径是，各属于哪种测量方法？2、内径量表测量孔时“转折点”意味着什么？一旦“零位”确定，百分表指针超过“零位”发生转折，示值为正还是负？百分表指针不过“零位”发生转折，示值为正还是负？3、组合量块组的原则是什么？实验报告：直线度误差的测量（形状公差的测量）一、实验目的：二、实验仪器：四、测量示意图：（要求画出简单的仪器的测量原理图和被测面的测量截面图）六、作图：分别用最小区域法和两端点连线法求直线度误差值，并作出合格性结论。

七、思考题：1、以本实验为例，试比较按最小区域法和两端点连线法评定的直线度误差值何者更合理？2、用作图法求直线度误差值时，如前所述，总是按平行于纵坐标计量，而不是按垂直于两条平行包容直线的距离计量，原因何在？实验报告：平面度误差的测量一、实验目的：四、测量示意图：六、析判断被测平面是否合格？实验报告：平行度误差的测量一、实验目的：四、测量示意图：六、分析判断被测件平行度是否合格？实验报告：表面粗糙度的测量Array一、实验目的：二、实验仪器：三、实验内容：1、用表面粗糙度电感测微仪测量表面粗糙度的R a值；2、用干涉显微镜测量表面粗糙度的R z值。

实验3—1 用光切显微镜测量表面粗糙度 一、实验目的1. 了解用光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。

2. 加深对粗糙度评定参数轮廓最大高度Rz 的理解。

二、实验内容用光切显微镜测量表面粗糙度的Rz 值。

三、测量原理及计量器具说明参看图1，轮廓最大高度Rz 是指在取样长度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 之和称之为轮廓最大高度 。

即Rz = Rp + Rv图1 图2光切显微镜能测量80~1μm 的粗糙度，用参数Rz 来评定。

光切显微镜的外形如图2所示。

它由底座1、工作台2、观察光管3、投射光管11、支臂7和立柱8等几部分组成。

光切显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图3所示。

被测表面为P 1、P 2阶梯表面，当一平行光束从450方向投射到阶梯表面上时，就被折成S 1和S 2两段。

从垂直于光束的方向上就可在显微镜内看到S 1和S 2两段光带的放大象1S '和2S '。

同样，S 1和S 2之间距离h 也被放大为1S '和2S '之间的距离1h '。

通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度 h 。

图4为光切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5成象在目镜分划板上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图5 b ）。

光带边缘即工件表面上被照亮了的h 1的放大轮廓象为h 1′，测量亮带边缘的宽度h 1′，可求出被测表面的不平度高度h 1：1h ＝1h cos450＝Nh'1cos450式中 N —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h 1′成450斜角（图5b ），故目镜测微器刻度套筒上读数值h 1′与不平度高度的关系为：1h ''＝020145cos 45cos Nh h ='所以 h ＝Nh N h 245cos 1021"=" 式中，N21＝C ，C 为刻度套筒的分度值或称为换算系数，它与投射角α、目镜测微器的结构和物镜放大倍数有关。

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。

课题三表面粗糙度的检测表面粗糙度的检测方法主要有比较法、针触法、光切法、光波干涉法。

1．比较法用比较法检验表面粗糙度是生产车间常用的方法。

它是将被测表面与粗糙度样块进行比较来评定表面粗糙度。

如图3-1所示。

比较法可用目测直接判断或借助于放大镜、显微镜比较或凭触觉、来判断表面粗糙度。

缺点是精度较差，只能作定性分析比较。

图3-1表面粗糙度比较样板2．针触法针触法是通过针尖感触被测表面微观不平度的截面轮廓的方法，它实际是一种接触式电量方法。

所用测量仪器为轮廓仪，它可以测定Ra为0.025～5um。

该方法测量范围广，速度可靠、操作简便并易于实现自动测量和微机数据处理。

但被测表面易被触针划伤。

如图3-2所示。

图3-2针触法测量原理图3．光切法光切法就是利用“光切原理”来测量被测零件表面的粗糙度，采用仪器是光切显微镜又称双管显微镜。

该仪器适宜测量车、铣、刨或其它类似的方法加工的金属零件的平面或外圆表面。

光切法通常用于测量Ra=0.5～80µm的表面。

4．光波干涉法干涉显微镜是利用光波干涉原理测量表面粗糙度。

干涉显微镜测量的范围一般为0.03～1µm。

也可作Rz、Ry参数评定。

本课题结合课堂讲授的典型零件的标注，分析并检测表面粗糙度，根据国家标准评定表面粗糙度。

选用方法为光切法和光波干涉法。

实验3-1 用光切显微镜检测表面粗糙度一、实验目的1．了解用光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法2．正确理解表面粗糙度的评定参数，加深对微观不平度十点高度Rz的理解二、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，R=0.8-80um的表面粗糙度。

其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，一般用于测量Z图3-3光切显微镜1—底座；2—立柱；3—升降螺母；4—微调手轮；5—支臂；6—支臂锁紧螺钉；7—工作台；8—物镜组；9—物镜锁紧机构；10—遮光板手轮；11—壳体；12—目镜测微器；13—目镜仪器外型如图3-3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。

互换性与技术测量实验指导书目录实验一通用量具应用及量块组合选择（选用)实验二用比较仪检测工件尺寸误差实验三表面粗糙度的测量实验四直线度误差的测量实验1 通用量具应用及量块组合选择（孔轴测量）（选做）一、实验目的：1.了解量块、千分尺、游标卡尺的构造和工作原理。

2．掌握量块尺寸组合、千分尺、游标卡尺测量尺寸的方法3．掌握由测得数据进行数据处理的一般方法，并分析产生误差的原因及误差类型。

二、实验所需仪器千分尺、游标卡尺 83块一套的量块三、实验步骤1．利用游标卡尺测量工件直径尺寸，共测量十组数据，将测量结果填入实验报告，并对测量数据进行数据处理。

2．利用千分尺测量工件长度尺寸，共测量十组数据，将测量结果填入实验报告，并对测量数据进行数据处理。

3．用83块一套的量块对千分尺测量的数据处理以后的数据进行尺寸组合。

四、测量数据1.用游标卡尺测量直径尺寸2.用千分尺测量的数据3．用83块一套的量块对千分尺测量的数据数据处理以后的数据进行组合的量块尺寸尺寸：第一块量块：第二块量块：第三块量块：第四块量块：六、思考题1：测量误差一般分为几类型，一般各怎么进行数据处理？实验2 用比较仪测量工件尺寸误差1.实验目的1.1 立式光学比较仪工作原理及使用方法。

1.2 熟悉轴的直径误差的测量方法。

1.3 学会基本的测量误差处理方法。

2.设备与器材立式光学比较仪、被测轴和相同尺寸量块3.实验原理与方案立式光学比较仪主要用于作长度比较测量。

要先用量块将标尺和指针调到零位，被测尺寸对量块的偏差可从仪器标尺上读得。

并可对某轴的固定部位进行多次重复测量，计算测量误差。

立式光学计主要组成见外形图2-2。

由底座1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作台11等几部分组成。

立式光学计的光学系统图2-3所示。

光线由进光反射镜6进入光学计管中，由通光棱镜7将光线转折90度，照亮了分划板4上的刻度尺9。

刻度尺上有±100 格的刻线，此处刻线作为目标，位于物镜2的焦平面上。

《互换性与测量技术基础》实验指导书汕头大学机电系实验一、测长仪测长实验一、实验目的1.了解测长仪的结构及操作方法；2.掌握测长仪长度比较测量方法；二、实验设备立式测长仪(JD3投影立式光学计)，测量轴，标准块JD3投影光学器是精密光学机械长度仪器。

它是利用标准量块与被测件性比较的方法来测量零件外形的微差尺寸，是工厂计量器、车间检定站或制造量具、工具与精密零件车间常用的精密仪器之一。

立式光学计主要用于作长度比较测量。

要先用量块将标尺和指针调到零位，被测尺寸对量块的偏差可从仪器标尺上读得。

并可对某轴的固定部位进行多次重复测量，计算测量误差。

根据被测零件表面的几何形状来选择测量头，使测量头与被测表面尽量满足点接触。

测量头有：球形、平面和刀口形三种。

测量平面或圆柱面零件时选用球形测头。

测量球面零件时选用平面形测头。

测量小圆柱面工件时选用刀口形测头。

仪器的基本量度指标如下：1、测量范围（mm）0~1802、投影光学计镜管的主要规格分划板分划值0.001mm（即1微米）分划板分划值范围±0.1mm（即0.001*100小格=0.1mm）测量力（N）2±0.2零位调节范围20格测量杆的自由升降距离：0.5mm投影光学计镜管外径配合尺寸φ28h6测量杆与测帽配合的外径尺寸φ6g63、仪器的准确度0.25μm4、仪器的示值稳定性0.1μm5、仪器的外形尺寸（mm）340×160×7506、仪器重量（KG）21三、光学测量原理当测帽15接触工件后，其测量杆14使平面反光镜倾斜一个角度Φ，在投影屏上就可以看到刻线的像也随着移动了一定的距离，其关系计算图二所示。

测量杆移动的距离为S，平面反光镜以o为轴线摆动Φ角，a为测量杆轴线至平面反光镜13的摆动轴线o的距离。

入射在平面反光镜13上的主光线为MN，当平面反光镜转动了Φ角时，其反射光线与入射光线夹角就为2Φ角，图中MN1=f（准直物镜焦距）。

实验 用光切显微镜测量表面粗糙度一、 目的与要求1、学习光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法；2、了解微观不平度十点高度Rz 的实际含义。

二、 测量原理光切显微镜是利用光切法来测量表面粗糙度的，其原理如图3-1所示。

由光源发出的光经过聚光镜2，穿过狭缝3形成带状光束。

光束再经物镜4以45度角射向工件5，在凹凸不平的表面上呈现出曲折光带，再以45度角反射，经物镜6到达分划板7上。

从目镜看到的曲折亮带，有两个边界，光带影像边界的曲折程度表示影像的峰谷高度h ΄。

h ΄与表面凸起的实际高度h 之间的关系为式中，M 为物镜6的放大倍数。

在目镜视场里，高度h ΄是沿45度方向测量的，若在目镜测微器7的读数值为H ，则h ΄与H 的关系为 h ΄=Hcos45˚,将前后两式代入可得，MH M H h 2245cos 0==，令E M =21，则H E h ∙=。

系数E 作为目镜测微器装在光切显微镜上使用时的分度值。

E 值与物镜的放大倍数M 有关，一般它已由仪器说明书给定。

三、测量仪器光切显微镜１、基座，２、立柱，３、横臂，４、手轮，５、横臂紧固螺丝，６、微调手轮，７、手柄，８、照明灯，９、插座，１０、摄影装置，１１、测微目镜，１２、物镜组，１３、快门线，１４、百分尺，１５、工作台紧固螺丝，１６、壳体，１７、V型块，１８、座标工作台。

１９、测微目镜紧固螺丝，２０、摄影选择旋钮，２１、对焦辅助旋钮四、测量步骤１、按工作粗糙度的估计值，选择适当放大倍数的物镜并装在仪器上；２、将被测工作置于工作台上；３、通过变压器接通电源；４、调整仪器，其步骤如下：（１）松开横臂紧固螺丝５，转动横臂３及手轮４，使镜头对准被测量表面上方，然后锁紧横臂紧固螺丝５；（２）调节微调手轮６，上下移动壳体１６，使目镜视场中出现切削痕纹；（３）转动工作台，使加工痕纹与投射在工作表面上的光带垂直，然后交错调整微调手轮６、对焦辅助旋钮２１，直到获得最清晰光带为止；（４）松开测微目镜紧固螺丝１９，转动目镜，使目镜中的十字线的水平线与光带大致平行。

机加工零件表面质量（粗糙度）检测实验一、实验目的1、了解机床加工刀具对零件加工表面质量的影响。

2、掌握表面粗糙度检测常用仪器的原理及使用方法。

二、实验原理机械加工表面质量，是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度，以Ra Rz Ry三种代号加数字来表示，机械图纸中都会有相应的表面质量要求，一般是工件表面粗糙度Ra<0.8um的表面时称作：镜面。

其加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能。

产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。

一般而言，重要或关键零件的表面质量要求都比普通零件要高。

这是因为表面质量好的零件会在很大程度上提高其耐磨性、耐蚀性和抗疲劳破损能力。

表面粗糙度的概念:在机械学中，粗糙度指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。

它是互换性研究的问题之一。

表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。

由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。

表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。

零件表面经过加工后，看起来很光滑，经放大观察却凹凸不平。

表面粗糙度，是指加工后的零件表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征，一般是由所采取的加工方法或其他因素形成的。

零件表面的功用不同，所需的表面粗糙度参数值也不一样。

零件图上要标注表面粗糙度符号，用以说明该表面完工后须达到的表面特性。

无论采用哪种加工方法所获得的零件表面，都不是绝对平整和光滑的，放在显微镜（或放大镜）下观察，都不得可以看到微观的峰谷不平痕迹。

表面上这种微观不平滑情况，一般是受刀具与零件间的运动、摩擦，机床的振动及零件的塑性变形等各种因素的影响而形成的。

竭诚为您提供优质文档/双击可除机械精度设计实验报告篇一：机械精度设计与质量控制_卓越班_实验报告实验一基本测量工具实验二在立式光学计上测量轴径实验三用光切显微镜测量表面粗糙度1.微观不平度十点高度Ｒｚ的测量实验四正弦规测量锥角篇二：机械基础综合实验精度设计与检测报告零件的精度设计与检测机械产品的精度设计是极其重要的，因为没有足够的几何精度，机械产品就失去了使用价值。

随着机械产品的功能要求和制造—检测技术水平的不断提高，几何精度已经逐渐成为一门独立的技术学科，并越来越受到工程科学与技术界的高度重视。

精度设计就是根据机器的功能要求和零部件的使用寿命，确定其尺寸公差与配合，形位公差值及表面粗糙度参数值的大小，以便保证机器运动的准确性，联接的可靠性，制造的经济性及具有规定的使用寿命等。

精度设计的基本原则是尽可能经济地满足功能要求。

精度设计的基本方法有类比法、计算法和试验法。

类比法就是与经过实际使用证明合理的类似产品上的相应要素相比较，然后再确定所设计零件几何要素的精度。

计算法就是根据由某种理论建立起来的功能要求与几何要素公差之间的定量关系，计算确定零件要素的精度。

试验法就是先根据一定条件初步确定零件要素的精度，并进行试制，再将试制产品在规定的条件下进行试用。

经反复试验和修改，最终确定满足功能要求的最佳设计。

机械基础综合实验精度设计主要是通过类比法，设计确定已通过原理设计、零件设计的轴和齿轮的精度。

并对已加工好的零件进行检测。

一、轴Ⅰ的精度设计1.各主要配合部位的尺寸公差①轴与齿轮的配合应采用基孔制配合，为保证定心精度，选用较紧的过渡配.03?0.039合，配合代号为φ60h7(+0)/n6(0?0.020)。

②轴与联轴器的配合采用基孔制配合，同样为保证定心精度，选用较紧的过.0250.033渡配合，配合代号为φ40h7(+0)/n6(?0?0.017)。

③轴与滚动轴承的内孔配合应采用基孔制配合，因内孔为标准件；轴承承受0.018正常载荷，且内圈为循环负荷，查表选用轴颈处的配合代号为φ55k6(??0.002)④轴上键槽选用一般键联接，φ60n6处槽尺寸为16-00.043，φ40n6处槽尺寸为12-00.043。