互换性与技术测量课程实验

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1、互换性与技术测量课程实验第一节表面粗糙度测量实验一、实验目的1．了解用光切显微镜和手持式粗糙度仪测量表面粗糙度的原理和方法。2．加深对表面粗糙度和微观不平度十点高度RZ的理解。3．熟悉表面粗糙度RZ、Ra、Ｒt、Rq等参数并加强理解。二、实验仪器及设备1．光切显微镜；2．手持式粗糙度仪三、实验内容（一）用光切显微镜测量表面粗糙度RZ的值微观不平度十点高RZ是指在取样长度内，5个最大的轮廓峰高平均值与5个最大的轮廓谷深平均值之和。图5—1为微观不平度十点高RZ的示意图，表面粗糙度参数RZ的计算公式如下，RZ=式中：ypi—第i个最大的轮廓峰高yvi—第i个最大的轮廓谷深1．实验仪器介绍

2、光切显微镜主要用于测量表面粗糙度参数RZ，也可测量Ry。测量范围为RZ80~0.8um。图5—2为9j型光切显微镜的外形图。底座６上装有立柱５，显微镜主体通过横臂2与立柱联结。转动升降螺母4可使横臂连同显微镜主体沿立柱上下移动，进行粗调焦，用紧定螺钉1将横臂固定在立柱上，手轮3可对显微镜进行微调焦。2．实验测量原理光切显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图5—3所示，被测表面为P1P2阶梯表面，当一束平行光以45º方向投射至阶梯表面上时，就被折射成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S2两段光带的放大像S和S。同样，S1和S2之间的距离h也被放大为S和S

3、之间的距离h。通过测量与计算，可求得被测表面的阶梯高度h。图5—4为光切显微镜的光学系统图。由光源⑴发出的光经聚光镜⑵，狭缝⑶，物镜⑷以45o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⑸成像于目镜分划板G上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带，如图5—5所示，光带边缘即工件表面上被照亮了的h1的放大轮廓像h'，测量出h'并通过计算即可求得被测表面的不平度高度h。h=h1cos45o=cos45o　式中：N—为物镜放大倍数为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向（如图5—6）和被测量光带边缘h成45o斜角（图5—5所示），故目镜测微器刻度套筒上

4、的读数值与不平度关系为==所以2．光切显微镜实验操作（测量）步骤（1）按被测工件表面粗糙度要求，从表1中选择合适的物镜组，安装在燕尾导板9上；（2）接通电源；（3）擦净被测工件。把它安放在工作台上，并使被测表面的加工纹理方向与光带垂直；（4）调整升降螺母4进行粗调焦，再用微调手轮3进行微调，使视场中央出现最清晰的狭缝像和表面轮廓像；（5）松开目镜筒的螺钉转动测微目镜，使目镜中十字线的水平线与狭缝像平行后，将螺钉紧固；（6）旋转目镜测微器的刻度套筒，使目镜十字线与光带轮廓某一边的峰或谷相切如图1—5所示。并从测微器读出被测表面的峰或谷的数值，依次类推。在取样长度范围内分别测出5个最大的

5、峰的轮廓高和5个最大轮廓谷深的数值，然后计算出RZ的数值；（7）纵向移动工作台，在评定长度范围内，测出三个取样长度的RZ值，取它们的平均值作为被测表面的不平度平均高度，按下式计算。RZ（平均）=（8）根据计算结果，判断被测表面粗糙度的适用性；（9）将该工件表面用相应加工方法的表面粗糙度样板做目测评定Ra值。表1物镜放大倍数N总放大倍数视场直径（mm）物镜工作距离（mm）测量范围RZ（um）7X60X2.517.810—8014X120X1.36.83.2—1030X260X0.61.61.6—6.360X520X0.30.650.8—3.23．目镜测微器分度值C的确定（1）将玻璃标准

6、刻度尺置于工作台上，调节显微镜焦距并移动标准刻度尺，使在目镜视场内能看到清晰的刻度尺刻线，如图5—7。（2）参看图5—2松开螺钉，转动目镜测微器，使十字线交点运动方向与刻度尺平行然后紧固螺钉。（3）按表2选定标准刻度线格数Z，将十字线交点移至与某条刻度线重合（如图5—7的实线位置），读出第一读数n1，然后将十字线交点移动Z格（如图5—7虚线位置），读出第二读数n2，两次的读数差为：A=│n1—n2│（4）计算测微器刻度套筒上一个刻度间距所代表的实际被侧值(即分度值C)。C=式中T—标准刻度尺的刻度间距（10um）把从目镜测微器测得的十点读数平均值乘上C值即求得RZ值RZ=Ch’表2物

7、镜标准倍数N7X14X30X60X标准刻度尺刻线数Z100503020（二）用手持式粗糙度仪测量表面粗糙度等参数的值1．实验仪器介绍图5—8为TR200手持式粗糙度仪外形结构图。该粗糙度仪采用最新的微电子高科技产品。它适用于生产现场，可测量多种机加工零件的表面粗糙度，根据选定的测量条件计算相应的参数，在液晶显示器上清晰地显示出全部测量参数和轮廓图形。2．手持式粗糙度仪的测量原理该仪器在测量工件表面时，将传感器放在工件被测表面上，由仪器内部的驱动机构带动传感