表面粗糙度的测量方法
表面粗糙度的测量方法
环境振动和噪声会影响测量结果的准确性，应采取措施减小或消除这些因素的 影响。
测量误差的来源与控制
误差来源分析
表面粗糙度的测量误差可能来源于测 量设备、被测表面、操作人员和环境 条件等多个方面。
误差控制措施
为减小测量误差，应对各个方面的误 差源进行分析和控制，如提高操作人 员的技能水平、加强设备维护和校准 等。
触针法
总结词
利用触针接触表面并测量其微观不平度的度测量方法之一。它通过将一个微小的触针置于 待测表面上，利用传感器记录触针在表面上的起伏变化，从而测量表面的微观不 平度。该方法精度高，适应性强，但可能会对表面造成轻微划痕。
印模法
总结词
通过复制表面微观形貌并进行分析的方法。
表面粗糙度的测量方法
目录 CONTENT
• 表面粗糙度概述 • 接触式测量方法 • 非接触式测量方法 • 测量方法的选用与注意事项
01
表面粗糙度概述
定义与重要性
定义
表面粗糙度是指物体表面微观不 平度的程度，通常是指在加工过 程中留下的痕迹。
重要性
表面粗糙度对物体的使用性能和 寿命有着重要影响，如耐磨性、 抗腐蚀性、接触刚度等。
光学显微镜法
总结词
利用光学显微镜观察表面形貌来测量表 面粗糙度
VS
详细描述
光学显微镜法是利用光学显微镜观察表面 形貌，通过观察到的表面形貌特征来测量 表面粗糙度的一种非接触式测量方法。通 过调整显微镜的放大倍数和焦距，可以观 察到不同尺度下的表面形貌特征，从而测 量表面粗糙度的大小。
扫描隧道显微镜法
糙度值增大。
工件材料
工件材料的硬度、韧性 等物理性质对表面粗糙
度有影响。
表面粗糙度的测量
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。
粗糙度仪的四种测量
粗糙度仪的四种测量粗糙度是表面质量的重要指标之一，它描述了表面细微的起伏和不规则程度。
粗糙度仪是一种用来测量物体表面粗糙度的工具。
本文将介绍粗糙度仪的四种常见测量方法。
1. Ra值测量Ra值是表面粗糙度的一个常见指标，表示表面上大量读数的平均值。
粗糙度仪通过使用一个滑动头，在物体表面采集多个数据点，并计算这些点之间的平均高度差来计算Ra值。
在Ra值测量中，需要将测量仪放在尽可能平整的表面上，按下开始按钮。
滑动头将沿着表面移动，采集多个数据点。
采集后，测量仪将计算这些点之间的平均高度差，并显示Ra值。
2. Rz值测量Rz值是描述表面粗糙度的另一种常见指标，表示整个表面上高度极差的平均值。
Rz值测量与Ra值测量类似，但是它使用的是高度极差而不是平均高度差来计算表面粗糙度。
在Rz值测量中，需要将测量仪放在尽可能平整的表面上，按下开始按钮。
滑动头将沿着表面移动，采集多个数据点。
采集后，测量仪将计算这些点之间的高度极差，并显示Rz值。
3. Rmax值测量Rmax值是表面粗糙度的最大值，表示表面上任意两个数据点之间的最大高度差。
Rmax值测量可以帮助确定表面在给定沟槽或凸起的区域上的极值。
在Rmax值测量中，需要将测量仪放在尽可能平整的表面上，按下开始按钮。
滑动头将沿着表面移动，采集多个数据点。
采集后，测量仪将计算这些点之间的高度差的最大值，并显示Rmax值。
4. Rt值测量Rt值表示表面上任意两个数据点之间的总高度差。
Rt值测量可以帮助确定表面的整体粗糙度程度，并帮助评估表面的适用性。
在Rt值测量中，需要将测量仪放在尽可能平整的表面上，按下开始按钮。
滑动头将沿着表面移动，采集多个数据点。
采集后，测量仪将计算这些点之间的总高度差，并显示Rt值。
总结粗糙度仪有多种测量方法，其中包括Ra值测量、Rz值测量、Rmax值测量和Rt值测量。
这些测量方法可以帮助确定表面的粗糙度程度和适用性，帮助有效地评估表面质量。
无论是在工业生产还是个人使用中，粗糙度仪都是非常有用的工具。
表面粗糙度的检测方法
表面粗糙度的检测方法
表面粗糙度的检测是通过测量表面的微观形状和轮廓来评估表面质量的过程。
有多种方法可以用于表面粗糙度的检测，其中一些常见的方法包括：
表面轮廓仪（Surface Profilometer）：表面轮廓仪是一种用于测量物体表面轮廓的设备。
它通过沿表面滑动或扫描，利用探测器检测高度变化，并生成相应的高度剖面图。
通过分析这些剖面图，可以得出表面的粗糙度参数。
激光干涉仪（Laser Interferometer）：激光干涉仪利用激光光束的干涉效应来测量表面的高度变化。
这种方法对于高精度的表面粗糙度测量很有效，可以提供亚微米级别的分辨率。
原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）：AFM是一种在原子尺度上测量表面形状和粗糙度的工具。
它使用微小的探针扫描样品表面，通过探测器的运动来生成高分辨率的表面图像。
表面粗糙度仪（Surface Roughness Tester）：这是一种专门用于测量表面粗糙度的便携式仪器。
通常采用钻头或球形探头，测量表面在垂直方向的高低变化，并输出相应的粗糙度参数，如Ra、Rz等。
光学显微镜：在一些情况下，使用光学显微镜可以对表面进行观察和评估。
虽然其分辨率较低，但对于一些较大尺度的粗糙度评估仍然有效。
在选择适当的检测方法时，需要考虑表面的特性、粗糙度范围和检测精度的要求。
根据具体的应用场景，可以选择最合适的工具和技术。
表面粗糙度量测方法
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。
表面粗糙度的测量
光切法测量原理为从光源发出的光线经聚光镜和狭缝形成一束扁 平光带，通过物镜组以45°方向投射在被测表面上。由于被测表面上 存在微观不平的峰谷，被具有平直边缘的狭缝像的亮带照亮后，表面 的波峰在S点产生反射，波谷在S′点产生反射，在与被测表面成另一 个45°方向经物镜放大后反射到目镜分划板上。从目镜中可以看到被 测表面实际轮廓的影像各自成像在分划板的a和a′处，若两点之间的 距离为N，用目镜上的测微百分表测出轮廓影像的高度N，根据物镜组 的放大倍数K，即可算出被测轮廓的实际高度h。
公差配合与要进行尺寸和形位误差的 测量，还要进行表面粗糙度的测量。其测量方法很多，下面 仅介绍几种常见的测量方法。 一、比较法
比较法是将被测表面与表面粗糙度样块相比较来判断工 件表面粗糙度是否合格的检验方法。
表面粗糙度样块的材料、加工方法和加工纹理方向最好 与被测工件相同，这样有利于比较，提高判断的准确性。另 外，也可以从生产的零件中选择样品，经精密仪器检定后， 作为标准样板使用。
公差配合与测量技术
用样板比较时，可以用肉眼判断，也可以用手触摸感觉， 为了提高比较的准确性，还可以借助放大镜和比较显微镜。 这种测量方法简便易行，适于在车间现场使用，常用于评定 中等或较粗糙的表面。 二、光切法
光切法就是利用“光切原理”来测量零件表面的粗糙度； 工厂中常用的光切显微镜（又称为双管显微镜），就是根 据光切原理制成的测量粗糙度仪器。
光切显微镜
三、针描法 针描法的工作原理是利用金刚石触针在被测表面上等速
缓慢移动，由于实际轮廓的微观起伏，迫使触针上下移动， 该微量移动通过传感器转换成电信号，并经过放大和处理得 到被测参数的相关数值。按照针描法原理测量表面粗糙度的 常用量仪有电动轮廓仪。
粗糙度测量标准
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。
粗糙度的测量方法
粗糙度的测量方法
粗糙度是表面不光滑程度的度量，它描述了一个表面的凹凸不平程度。
以下是一些常见的粗糙度测量方法：
1. 雷达测高仪：雷达测高仪通过测量信号的反射来确定表面的高度
差异，从而得出粗糙度参数。
2. 表面轮廓仪：表面轮廓仪使用感应器或探针扫描表面，记录并测
量高度变化，然后产生表面轮廓数据，可用于计算粗糙度参数。
3. 光学测量方法：光学测量技术利用光学干涉、散射或反射等原理，测量表面特征以确定表面的粗糙度。
4. 表面比对法：将待测表面与标准表面进行比对或触摸，使用人工
或机械测量工具测量其间的高度变化，从而计算粗糙度。
5. 飞行式触针仪：飞行式触针仪通过感应探针接触表面，并探测探
针的垂直运动，从而测量表面的凹凸程度。
6. 拉伸法：拉伸样本并测量其表面的拉伸载荷与位移变化，通过分析位移数据得出粗糙度参数。
7. 静电传感器：静电传感器可以测量电荷在表面上的分布情况，进而估计表面的粗糙度。
请注意，粗糙度的测量方法因应用领域、表面条件和预期结果而异。
选择合适的测量方法需要考虑以上因素，并结合仪器设备的可用性和适应性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实用文档
1、轮廓算术平均偏差Ra
在取样长度L内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。
用公式表示为：
1l
Ra L 0 y(x)dx
Ra
1 n
n i1
yi
Rz
图4-3 表面粗实用糙文度档的高度参 数
2．微观不平度十点高度
❖ 含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度 Sm(图4-4），称为轮廓微观不平度间距。
Sm
1 n
n i1
Smi
5．轮廓单峰平均间距S
❖ 两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度S （图4-4），称为轮廓单峰的间距。
1
n
n i1
S
S
i
=
实用文档
6．轮廓支承长度率tp ❖ 一根平行于中线且与轮廓峰顶线相距为C的线与轮廓峰相截
❖ 在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮
廓谷深的平均值之和，如图4-3所示。用公式表示为：
5
5
ypi yvi
Rz i1
i1
5
❖ 在取样长度内，也可从平行于轮廓中线m的任意一根线算起， 计算被测轮廓的五个最高点（峰）到五个最低点（谷）之间 的平均距离
Rz
= (h2h4...h10)(h1h3...h9) 5
3．评定长度L ： 评定轮廓所必须的一段长度，它包括一个或数个取样长 度。
❖ 目的： 为充分合理地反映某一表面的粗糙度特征。 （加工表面有着不同程度的不均匀性）。
❖ 选择原则：一般按五个取样长度来确定。 4．轮廓中线m：是评定表面粗糙度数值的基准线。具有几
何轮廓形状与被测表面几何形状一致，并将被测轮廓加 以划分的线。类型有： ❖ （1）最小二乘中线：
削加工表面，在横向轮廓上测得的粗糙度数值比较大，只是有的该铣加
工和个别端铣加工表面，在纵向轮廓上会有较大的数值。 如果在被测
表面上难以确定加工纹理方向，以及某些加工纹理紊乱或不存在固定方
向的表面，应分别在多个方向上测量，以获取最大参故值为结果．或取
其峰谷高度的最大值，计算一个区域的测量结果。
❖
实用文档
实用文档
部分，在取得表面测量信号以后，亦可用人工进行计算处理给出结果。
实用文档
❖ 15.2 表面粗糙度测量的基本原则
❖
(1)测量方向
❖
按现行标准所定义的各种粗糙度评定参数，是基于轮廓法确定数值，
是在被测表面的法向截面上的实际轮廓上进行测量的结果。由于垂直于
被测表面的法向截面存在各种不同的测量方向．试验表明，大多数的切
实用文档
果并附加说明
第二节表面粗糙度的测 量方法
主要内容：
1、光切法量表面粗糙度 2、干涉显微镜测量表面粗糙度 3、触针法测量表面粗糙度
(2)表面缺陷 在表面上偶然出现的微观不平度，如划痕、碰伤，以及并非由
于加工造成的材料缺陷，如气孔．裂纹、砂眼均属于表面缺陷。在 表面祖糙度的评定中不应把表面缺陷包含进去，因此在测量时．原 则上应将其影响排除在外，尤其是对于比—股加工痕迹(微观不平度) 的深度或宽度大得多的缺陷要特别注意。如果零件表面不允许有某 种缺陷或对它要加以控制，应另作规定。
实用文档
3．轮廓最大高度 ❖ 在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离
（图4-3）。
Ryypm axyvm ax
实用文档
表面粗糙度的三个水平参数： 轮廓微观不平度的平均间距Sm 轮廓单峰平
均间距S 轮廓支承长度率tp
图4-4 表实面用粗文糙档 度的水平参数
4．轮廓微观不平度的平均间距Sm
方法以外，并逐步实现了用数值确定表面粗糙度参数值的定量测量。从
本世纪30年代陆续提出了测量粗糙度的方法原理和仪器以来，已发展了
一系列利用光学、机械、电气原理的表面粗糙度专用测量仪器，其基本
结构模式如图9—7所示。
❖ 粗糙度测量方法主要是以不同类型的传感器所反映的测量原理来分类 的。表9—l 4列出了各类转换形式的传感器。运算装置包括信号放大器、 滤波器和各种型式的计算处理(如信号变换、模数转换、时控、数字计 算等)装置。输出设备包括指针式电量表、记录器、光电输出器、电传 打字机、磁带输出器、Tv显示屏、绘图仪等。其中，传感器是基本组成
实际轮廓图
实用文档
横向实际轮廓图
2．取样长度l：用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基
准线长度。 ❖ 量取方向：它在轮廓总的走向上。 ❖ 目的：限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响。
(几何滤波)
❖ 选择原则： 5≤ l p /3 Nhomakorabea❖ 常用的取样长度见表4-1。
实用文档
实用文档
实用文档
3)测量部位 为了完整地反映零件表面的实际状况，需要在其若干具有代表 性的位置上进行测量，一般可采取在均匀分布的三个以上的位置上 取其平均值作为最终结果。如果几个位置上的粗糙度数值相差甚大， 例如大于一个系列值(公比为2)．则应再多测几个部位，判断其均匀 性情况，此时最好将各部位的测量结果分别注出，或给出平均值结
所得到的各段截线bi之和，称为轮廓支承长度p n p ＝ b i i1
❖ 轮廓支承长度与取样长度之比，就是轮廓支承长度率。 tp = (p /L) ×100%
实用文档
轮廓支承长度率
实用文档
1．5 表而粗糙度测量方法综述及测量的基本原则
❖ 15．1 测量方法综述
❖
对加工表面质量的评定，除了用视觉和触觉进行定性地比较检验的
使轮廓上各点的轮廓偏转距y（在测量方向上轮廓上 的点至基准线的距离）的实用平文档方和为最小的基准线。
❖ （２）算术平均中线： 在取样长度范围内，划分实际轮廓为上、下两部分，
且使上下两部分面积相等的线。
轮廓的算术平均中线
实用文档
二、评定参数及数值：
❖ 对评定参数的基本要求： （1）正确、充分反映表面微观几何形状特征； （2）具有定量的结果； （3）测量方便。
表面粗糙度的测量
实用文档
第一节表面粗糙度的评定参数
主要内容：
1、主要术语及定义 取样长度L 评定长度L
n
轮廓中线m 2、6个评定参数
3个基本、3个附加 3、一般规定
重点： 3个基本评定参数
实用文档
一．主要术语及定义
1．实际轮廓：平面与实际表面相交所得的轮廓线。
按照相截方向的不同，它又可分为横向实际轮廓和纵向实 际轮廓。在评定或测量表面粗糙度时，除非特别指明，通 常均指横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的 轮廓。