表面粗糙度的测量 (精品)

实验二 表面粗糙度测量表面粗糙度的测量方法常用的有光切法,光波干涉法及针触法等.工厂的车间中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表面的加工痕迹复印下来，然后再测量复印的印模，从而确定被测工件的表面粗糙度级别的印模法。

实验目的1. 建立对表面粗糙度评定的感性知识；2. 学习用双管显微镜（光切法）和干涉显微镜（干涉法）及电动式轮廓仪（针描法）测量表面粗糙度的方法。

实验2-1 用双管显微镜测量表面粗糙度Rz 值一、测量原理及计量器具说明参看图2-1，微观不平度十点高度Rz 是在取样长度l 内，从平行于轮廓中线m 的任意一条线算起，到被测轮廓的五个最高点（峰）和五个最低点（谷）之间的平均距离，即 135********Z (h +h +h +h +h )(h +h +h +h +h )R =5图2-1图2-2双管显微镜能检测1-80μm的表面粗糙度的Rz值。

双管显微镜的外形如图2-2所示。

它有1-光源；2-立柱；3-锁紧螺钉；4-微调手轮；5-横臂；6-升降螺母； 7-底座；8-纵向千分尺9-工作台固紧螺钉；10-横向千分尺；11-工作台；12-物镜组；13-手柄；14-壳体；15-测微鼓轮；16-目镜；17-照相机安装孔等部分组成。

双管显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图3所示，被测表面为P1、P2阶梯表面，当一平行光束从45°方向投射到阶梯表面上时，就被折成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S2两段光带的放大象S1ˊ和S2ˊ。

同样，S1和S2之间的距离h也被放大为S1ˊ和S2ˊ之间的距离h1ˊ。

通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度h。

图4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°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，通过目镜可观察到不平的光带（图5b）。

表面粗糙度的测量目录一、表面粗糙度的检测 (2)二、表面粗糙度的测量 (3)三、参考标准 (4)四、参考文献 (5)一、表面粗糙度的检测表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。

其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。

表面粗糙度越小，则表面越光滑。

表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面：1）表面粗糙度影响零件的耐磨性。

表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。

2）表面粗糙度影响配合性质的稳定性。

对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。

3）表面粗糙度影响零件的疲劳强度。

粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。

4）表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。

粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。

5）表面粗糙度影响零件的密封性。

粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。

6）表面粗糙度影响零件的接触刚度。

接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。

机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。

7）影响零件的测量精度。

零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。

此外，表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。

表面粗糙度基本术语：取样长度：评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。

应与表面粗糙度的大小相适应。

规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含5个以上的波峰和波谷。

评定长度：为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。

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。

表面粗糙度是对工件质量进行评估的重要指标之一，对于其在使用过程中的配合质量、运动精度以及耐磨损性等都有着不容忽视的影响，因此，想要保证工件的加工质量，就必须采取有效措施，降低表面粗糙度。

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。

一般标注采用Ra。

表面粗糙度测量方法一、接触式测量方法接触式测量方法指的是，在测量设备中的探测位置会直接与表面接触，可以帮助人们获取被测表面的信息。

但是这种测量方式不适用于刚性强度偏高、容易发生磨损的表面。

1、比较测量方法在车间普遍应用的测量方法是比较法。

比较法指的是将对比粗糙度样板与被测表面进行比较，测量人员直接用手的触摸来确定表面的粗糙度，或者通过肉眼观察，也可以使用放大镜、比较显微镜来对比。

通常情况下，当粗糙度评定参数值偏高时，可以运用比较法，但是很可能造成很大的误差。

2、印模法印模法指的是采用一些塑性材料当做块状印模，然后将其与被测表面互相贴合，再取下时，印模上会出现表面的具体轮廓，测量人员可以开始测量印模的表面，这种方式可以获取部件的表面粗糙度。

一些规模大的零件内表面测量工作无法通过设备来完成，可以使用印模法来实现。

然而印模法也存在一定缺陷，它的准确性不强，而且操作过程很复杂。

3、触针法触针法的另一种名称是针描法。

这种方法是在被测表面上放置一根很尖的触针，测量过程中需要垂直放置，使触针做横向移动。

根据被测表面的轮廓，触针会自行做垂直起伏运动。

把触针所做的位移活动利用电路转变为电信号后，可以将其方法，分析与计算后就可以获取表面粗糙度的指数。

触针法主要包括感应式、压电式以及电感式等几种方法。

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。

项目四表面粗糙度测量教学目标通过本项目学习和实践，使学生了解表面粗糙度的概念和主要术语；掌握表面粗糙度的主要评定参数、表面粗糙度的标注及表面粗糙度的选择；掌握（利用粗糙度标准样板）目测工件表面粗糙度的技能；掌握双管显微镜测量Rz值的方法。

教学重点和难点重点：表面粗糙度主要评定参数、表面粗糙度的标注、表面粗糙度的选择、正确使用双管显微镜测量Rz值的方法难点：表面粗糙度的标注、表面粗糙度的选择、正确使用双管显微镜测量Rz值的方法学时分配教学内容一、概述1．表面粗糙度概念λ/h>1000（宏观）——形状误差λ/h =40～1000——波度误差λ/h<40（微观）——表面粗糙度图4-12．表面粗糙度对零件使用性能的影响（1）对摩擦和磨损的影响表面越粗糙，摩擦系数越大，两相对表面运动时，磨损越快。

（2）对配合性质的影响如果是间隙配合，磨损后，间隙增大；如果是过盈配合，由于峰值的存在，压入后，过盈量不足。

（3）对疲劳强度的影响表面越粗糙，凹谷越深，应力集中越严重，容易产生疲劳破坏。

（4）对接触刚度的影响表面越粗糙，峰值越大，实际接触面小，单位面积受力增加。

（5）对耐腐蚀性能的影响表面越粗糙容易将腐蚀物存于谷中，造成对工件表面的腐蚀。

二、表面粗糙度的评定1．主要术语及定义（1）取样长度l——用来判断表面粗糙度特征的一段基准长度。

一般情况下，取样长度至少包括5个峰和5个谷，如图4-2所示。

图4-2（2）评定长度l n——评定轮廓粗糙度所必须的一段长度，一般情况下取 l n=5l，如图4-3所示。

图4-3若表面加工不均匀，应取l n>5l ；反之，取l n<5l（3）轮廓中线（基准线）——评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线。

①轮廓最小二乘中线——轮廓上的点到轮廓偏距的平方和为最小。

如图4-4所示。

图4-4=⎰lx d y 02最小值②轮廓算术平均中线——在轮廓上找到一条直线，该直线使上、下部分的面积相等。

表⾯粗糙度评定参数及测量⽅法表⾯粗糙度评定参数及测量⽅法⼀、表⾯粗糙度评定参数1.⾼度特征参数Ra轮廓算术平均偏差：在取样长度（lr）内轮廓偏距优良值的算术平均值。

在实际测量中，测量点的数⽬越多，Ra越准确。

Rz轮廓最⼤⾼度：轮廓峰顶线和⾕底线之间的距离。

在幅度参数常⽤范围内优先选⽤Ra。

在2006年以前国家标准中还有⼀个评定参数为“微观不平度⼗点⾼度”⽤Rz表⽰，轮廓*⼤⾼度⽤Ry表⽰，在2006年以后国家标准中取消了微观不平度⼗点⾼度，采⽤Rz表⽰轮廓*⼤⾼度。

2.间距特征参数Rsm轮廓单元的平均宽度。

在取样长度内，轮廓微观不平度间距的平均值。

微观不平度间距是指轮廓峰和相邻的轮廓⾕在中线上的⼀段长度。

相同的Ra值的情况下，其Rsm值不⼀定相同，因此反映出来的纹理也会不相同，重视纹理的表⾯通常会关注Ra与Rsm这两个指标。

Rmr形状特征参数⽤轮廓⽀承长度率表⽰，是轮廓⽀撑长度与取样长度的⽐值。

轮廓⽀承长度是取样长度内，平⾏于中线且与轮廓峰顶线相距为c的直线与轮廓相截所得到的各段截线长度之和。

⼆、表⾯粗糙度测量⽅法1.⽐较法使⽤于车间现场测量，常⽤于中等或较粗糙表⾯的测量。

⽅法是将被测量表⾯与标有⼀定数值的粗糙度样板⽐较来确定被测表⾯粗糙度数值的⽅法。

2.触针法表⾯粗糙度利⽤针尖曲率半径为2微⽶左右的⾦刚⽯触针沿被测表⾯缓慢滑⾏，⾦刚⽯触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放⼤、滤波、计算后由显⽰仪表指⽰出表⾯粗糙度数值，也可⽤记录器记录被测截⾯轮廓曲线。

⼀般将仅能显⽰表⾯粗糙度数值的测量⼯具称为表⾯粗糙度测量仪，同时能记录表⾯轮廓曲线的称为表⾯粗糙度轮廓仪。

这两种测量⼯具都有电⼦计算电路或电⼦计算机，它能⾃动计算出轮廓算术平均偏差Ra，微观不平度⼗点⾼度Rz，轮廓最⼤⾼度Ry和其他多种评定参数，测量效率⾼，适⽤于测量Ra为0.025～6.3微⽶的表⾯粗糙度。

SJ325便携式粗糙度仪SJ5730表⾯粗糙度轮廓仪。

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;必要时还可将干涉条纹的峰谷拍照下来评定;干涉法适用于精密加工的表面粗糙度测量;适合在计量室使用而在现场工作中,我们用的多的是:样块比较法和电动轮廓检测法,样块比较法要求对粗糙度的敏感要求比较高,有些老师傅还是可以做到的,毕竟是凭经验和感觉去比较的,而电动轮廓检测法是靠仪器测量,这样测量出来的准确度就大大提高了,所以说,我们建议用电动轮廓检测法.用什么方法去检测1．比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较,多用于车间,评定表面粗糙度值较大的工件;2．光切法：是应用光切原理来测量表面粗糙度的一种测量方法;常用仪器——光切显微镜,双管显微镜; 该仪器适用于车.铣.刨等加工方法获得的金属平面;或外圆表面;主要测量Rz值,测量范围为~60μm;3、干涉法：是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的一种测量方法;常用仪器是干涉显微镜;主要用于测量Rz值;测量范围为~μm;一般用于测量表面粗糙度要求高的表面;4、针描法：是一种接触式测量表面粗糙度的方法,常用的仪器是电动轮廓仪,该仪器可直接显示Ra值,适宜于测量Ra值~μm;5、印摸法：在实际测量中,常会遇到深孔,盲孔;凹槽,内螺纹等既不能使用仪器直接测量,也不能使用样板比较的表面;这是常用印摸法;印摸法是利用一些无流动性和弹性的塑性材料如石蜡等贴合在被测表面上;将被测表面的轮廓复制成模;然后测量印模,从而来评定被测表面的粗糙度;内容来源网络,由深圳机械展收集整理更多相关内容,就在深圳机械展。

众所周知，表面粗糙度表征了机械零件表面的微观几何形状误差。

对粗糙度的评定，主要分为定性和定量两种评定方法，所谓定性评定就是将待测表面和已知的表面粗糙度比较样块相互比较，通过目测或者借助于显微镜来判别其等级；而定量评定则是通过某些测量方法和相应的仪器，测出被测表面的粗糙度的主要参数，这些参数是Ra，Rq，Rz，Ry ；他们代表的意义是：Ra 是轮廓的算术平均偏差，即在取样长度内被测轮廓偏距绝对值之和的算术平均值。

Rq 是轮廓的均方根偏差：在取样长度内轮廓偏距的均方根值。

Rz 是微观不平度的10点高度：在取样长度内5个最大的轮廓峰高与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。

Ry 是轮廓的最大高度：在取样长度内轮廓的峰顶线与轮廓谷底线中线的最大距离。

目前常用的表面粗糙度测量方法主要有样板比较法，光切法，干涉法，触针法等。

1. 比较法它是在工厂里常用的方法，用眼睛或放大镜，对被测表面与粗糙度样板比较，或用手摸靠感觉来判断表面粗糙度的情况；这种方法不够准确，凭经验因素较大，只能对粗糙度参数值较大情况，给个大概范围的判断。

2. 光切法它是利用光切原理来测量表面粗糙度的方法。

在实验室中用光切显微镜或者双管显微镜就可实现测量，它的测量准确度较高，但它是与对Rz，Ry 以及较为规则的表面测量，不适用于对测量粗糙度较高的表面及不规则表面的测量。

3. 干涉法它是利用光学干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。

这种方法要找出干涉条纹，找出相邻干涉带距离和干涉带的弯曲高度，就可测出微观不平度的实际高度；这种方法调整仪器比较麻烦，不太方便，其准确度和光切显微镜差不多；4. 触针法它是利用仪器的测针与被测表面相接触，并使测针沿其表面轻滑过测量表面粗糙度的测量方法。

采用这种方法的仪器最广泛的就是电动轮廓仪，它的特点是：显示数值直观，可测量许多形状的被测表面，如轴类，孔类，锥体，球类，沟槽类工件，测量时间少，方便快捷。

它可分为便携式和台式电动轮廓仪，便携式仪器可在现场进行测量，携带方便；带记录仪的电动轮廓仪，可绘制出表面的轮廓曲线，带微机的轮廓仪可显示轮廓的形状情况，并有打印机打印出数据和表面的轮廓线，便于分析和比较。