表面粗糙度试验及其测量方法
表面粗糙度的检测
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。
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。
表面粗糙度测量技术方法与设备介绍
表面粗糙度测量技术方法与设备介绍表面粗糙度是指物体表面的不均匀性或不平整程度。
在许多工业领域中，表面粗糙度的测量非常重要，因为它直接影响到物体的功能和性能。
本文将介绍一些常用的表面粗糙度测量技术方法与设备。
一、光学方法光学方法是一种非接触式测量表面粗糙度的技术。
例如，白光干涉法和激光扫描仪是其中常用的两种方法。
1. 白光干涉法白光干涉法是通过观察物体表面反射光的干涉图案来测量表面粗糙度的方法。
它利用白光经过物体表面反射时，不同高度的表面会产生不同的光程差，从而形成干涉条纹。
通过分析干涉条纹的特征，可以计算出表面的粗糙度参数。
2. 激光扫描仪激光扫描仪是一种使用激光束来扫描物体表面的设备。
它通过激光从不同角度照射物体表面，并通过接收器接收反射回来的激光信号，根据信号的强度和相位变化来计算表面的粗糙度参数。
激光扫描仪具有高精度和高分辨率的优点，适用于复杂曲面的粗糙度测量。
二、机械方法机械方法是一种通过机械设备对物体表面进行接触式测量的技术。
它常用于工业生产线上的实时检测。
1. 探针测量法探针测量法是一种常见的机械测量方法。
它使用一根装有传感器的探针，通过垂直移动探针并记录表面高度的变化，从而测量表面的粗糙度。
探针测量法可以适用于不同形状和材质的表面，但是由于是接触式测量，可能会对物体造成轻微的损伤。
2. 高斯仪测量法高斯仪是一种利用一个平面平行于被测表面的高斯孔隙板的装置进行测量的方法。
通过将高斯孔隙板压在物体表面上，并测量孔隙板下的气压变化，可以计算出表面的粗糙度参数。
高斯仪具有简单、准确的特点，被广泛应用于工业生产中。
三、电子方法电子方法是利用电子设备对物体表面的电信号进行测量和分析的技术。
1. 扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种利用电子束扫描表面，并通过接收被扫描物体表面反射的电子信号来观察和测量物体表面形貌的设备。
SEM具有非常高的分辨率和放大倍率，可以用于微观尺度下的表面粗糙度测量。
表面粗糙度怎么测量 测量表面粗糙度的方法 详解
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。
表面粗糙度实验报告
法
车 6.3 刨 6.3 平 6.3 端 6.3 镗 6.3 研 0.1 外 0.80 平 0.80
削 3.2
3.2 铣 3.2 铣 3.2
3.2 磨 0.05 磨 0.40 磨 0.40
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
0.025
0.20
0.20
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.012
0.10
0.10
实训三：表面粗糙度 一、 实验目的及要求：
二、 实验工具及设备：
三、 实验原理： 本试验主要采用比较法，通过将被测表面与比较样板进行对比，来得 出被测表面粗糙度的一种方法． 比较法是测量表面粗糙度常用的方法，这种方法不够严谨，但测量方 便，成本低，对环境要求不高，因而在生产检测中被广泛应用．
实训三：表面粗糙度 四、实验内容：
五、实验方法： １．测量前将被测工件：连杆、活塞销、缸盖螺栓擦拭干净．
２． 2．取出比较样板，观察各比较样块的表面，对比不同加工方法所得 到相同表面粗糙度的异同，对比同种方法得到不同的表面粗糙度的差异。 ３．将被测工件和比较样板并排放置实验台，用眼睛依次反复比较被
测工件与比较样块间加工痕迹的异同、反光强弱、色彩差异，必要时可借 助放大镜进行比较，判断出各被测工件表面的粗糙度数值并记录结论。
判断结果
七、实验收获和思考建议：
实训三：表面粗糙度
六、实验数据及分析：
零
名称
件
活塞销
比
名称和型号
较
表面粗糙度比较样板
样
板
GB6060.2
比较样板
加 Ra 加 Ra 加 Ra 加 Ra 加 Ra 加 Ra 加 Ra 加 Ra
实验二 表面粗糙度测量
实验二用双管显微镜测量表面粗糙度表面粗糙度的测量方法常用的有光切法、光波干涉法及触针法等。
工厂常用的还有用表面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。
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．加深对粗糙度评定参数轮廓的最大高度R z 的理解。
二、实验内容用双管显微镜测量表面粗糙度的R z 值。
三、计量器具及测量原理双管显微镜用于测量Ｒz 值1–80μm 。
仪器的视场直径为0.3~2.5mm 。
微轮廓的最大高度R z 是在取样长度l 内，最大轮廓峰高y Pmax 和最大轮廓谷深y vmax 之和，如图2–1所示。
其计算公式为：R z =y Pmax +y vmax图2–1轮廓的最大高度Rz双管显微镜的外形如图2–2所示，底座１、工作台６、立柱３、升降螺帽４、升降手柄５、可调视度目镜７、可调“＋”字线千分尺筒８、横向移动千分尺２、（一般仪器调好后，２是不允许动的）、被测量件９，紧固螺钉10。
仪器是根据光切原理进行表面粗糙度测量的。
光线经过光栏和物镜射向工件的被检验表面（入射角为45°），由于入射的扁平光束有一定的厚度，当被检验表面粗糙不平时，在目镜视场中观察到的轮廓影像是与被测表面成45°方向截面上的凸凹不平的弯曲状光带，并放大了M 倍。
因而微观不平度的实际高度h 与目镜中见到的影像h′之间的关系由下式表示：Mh h °=45cos '为了测量和计算方便，显微镜在结构上使目镜分划板十字线沿着目镜百分尺螺杆移动方向成45°的方向移动，移动量从目镜百分尺上读取，因此在目镜视场内光带峰谷之间的距图2–2双管显微镜示意图离h′与从目镜百分尺上读取的数值H 之间的关系为：h′=H ·cos45°所以MH H h 21M 45cos 2•=°•=令则E M=21H E h •=根据被测工件表面粗糙度的要求，按国家标准GB10131–83的规定选取物镜放大倍数与系数E 值。
表面粗糙度检测
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。
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表面粗糙度
表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。
其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。
表面粗糙度越小，则表面越光滑。
高度特征参数
∙轮廓算术平均偏差R a：在取样长度（lr）内轮廓偏距绝对值的算
术平均值。
在实际测量中，测量点的数目越多，Ra越准确。
∙轮廓最大高度R z：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，轮廓最大高度用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表示轮廓最大高度。
间距特征参数
用轮廓单元的平均宽度 Rsm 表示。
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。
形状特征参数
用轮廓支承长度率Rmr(c) 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。
表面粗糙度符号：
表面粗糙度
0.025～6.3微米的表面粗糙度。
光切法
双管显微镜测量表面粗糙度，可用作Ry与Rz参数评定，测量范围0.5~50。
干涉法
利用光波干涉原理(见平晶、激光测长技术)将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来，并利用放大倍数高（可达500倍）的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面粗糙度。
应用此法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜。
这种方法适用于测量Rz和Ry为0.025～0.8微米的表面粗糙度。