表面粗糙度测量方法

《表面粗糙度测量方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、表面粗糙度测量-表面粗糙度测量  表面粗糙度测量-正文 　　长度计量技术中对工件加工表面的微观几何形状特性的测量。常用的测量方法有比较法、触针法、光切法和干涉法等。　　比较法 　将表面粗糙度比较样块（简称样块,图1）根据视觉和触觉与被测表面比较，判断被测表面粗糙度相当于那一数值，或测量其反射光强变化来评定表面粗糙度(见激光测长技术)。样块是一套具有平面或圆柱表面的金属块，表面经磨、车、镗、铣、刨等切削加工，电铸或其他铸造工艺等加工而具有不同的表面粗糙度。有时可直接从工件中选出样品经过测量并评定合格后作为样块。利用样块根据视觉和触觉评定表面粗糙度的方法虽然简便,但会受到

2、主观因素影响,常不能得出正确的表面粗糙度数值。  　　触针法 　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（见彩图），同时能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪（简称轮廓仪,图2。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Rα,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Rα为0.02

3、5～6.3微米的表面粗糙度。　　光切法 　光线通过狭缝后形成的光带投射到被测表面上，以它与被测表面的交线所形成的轮廓曲线来测量表面粗糙度（图3）。由光源射出的光经聚光镜、狭缝、物镜1后,以45°的倾斜角将狭缝投影到被测表面，形成被测表面的截面轮廓图形，然后通过物镜2将此图形放大后投射到分划板上。利用测微目镜和读数鼓轮（图中未示）先读出h值,计算后得到H值。应用此法的表面粗糙度测量工具称为光切显微镜。它适用于测量RZ和Ry为0.8～100微米的表面粗糙度，需要人工取点，测量效率低。　　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

4、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。 3D表面粗糙度的测量方法分析[2009-03-26]关键字：测量      用于表面微观形貌分析的测量系统，按基于不同的物理原理，可将它们分为参数方法和轮廓方法。参数法所产生的参数表示所检测表面的一些平均性能；而轮廓法逐点扫描获得形貌信息。轮廓法被认为是可以测量真实的3D形貌，给出相对于位置高度的定量信息。　　按传统的分类方式，表面测量又可分为接触式

5、和非接触式。触针式仪器是典型的接触方法，而光学仪器是非接触式方法，扫描探针显微镜既是接触式又是非接触式。1　触针方法　　触针法自1927年以来就一直被采用，目前仍然被广泛地用于表面粗糙度测量，而且用它所获得的结果经常作为评价其它方法的参考标准。　　在传统的2D测量中，触针装在具有滑橇的测杆上，沿一个方向在水平面上“爬行”，而且它的垂直位移是相对于滑橇的位置。滑橇“走过”的迹线作为基准线。　　在3D分析中，在具有同一个采样步距的平行平面内，测得许多轮廓。这种情况下，不能使用滑橇，因为所有的轮廓必须具有相同的参考基准面，以便不丢失信息。严格地讲，应采用一个独立的表面作为基

6、准。由于同样的原因，数据在获取过程中，不能象在2D仪器中那样被滤波。如果需要滤波，可以在获取数据以后进行数字化滤波。应该注意的是，对于2D仪器新的标准同样也需要一个独立的基准。　　当用X-Y平台获取三维表面的z值时，基准由工作台的移动而产生。移动精度在整个的测量精度中起着基准的作用。有些制造者给出平台的偏差图，以便使用数字技术校正基准。　　在2D和3D分析中，触针的几何形状对于测量的准确性影响很大，而且一直是设计和制造者考虑的重要因素之一。它的形状以锥角和顶尖球半径R表示[1]；的标准值是60°和90°，R的标准值是2、5和10m;三种半径的最大载荷分别是0.7、4、

7、16mN。　　针尖中心点的坐标被认为是测量表面点的坐标，但是实际的接触点根据表面邻近点的形状和高度而变化。在假定触针和表面均是刚性的情况下，触针具有一个自由度，其垂直位移仅由与表面的点接触而定义。然而，这些点的顺序不是包含在一个垂直平面内，而是依赖于表面的斜率分散在一个“带”内，测量误差是表面结构的函数。在对随机的、各向异性的结构表面进行分析时，如磨削表面，Whitehouse[2]指出用2m的半径触针并未减少表面的RMS值，而使用10m的半径触针却减少10%～15%。　　一些描述表面形状的参数直接受触针的几何形状的影响，例如：　　①针尖的半径R增加