1、 互換性與測量技術基礎之表面粗糙度測量 專業：機械設計制造及其自動化1105班 姓名： 高朋 學號： 11041504 2013年12月17日目錄互換性與測量技術基礎之表面粗糙度測量1一實驗目的3二實驗用具3三 實驗內容3（1） 用表面粗糙度樣板確定Ra值。3（2） 用RM-20袖珍式表面粗糙度儀檢測。3(3)用TR220手持式粗糙度儀，測量Ra、Ry、Rz。6四 數據處理7五 實驗感悟與體會9六 上網研究9七. 我的創新131一實驗目的1、掌握表面粗糙度檢測常用儀器的原理與使用方法。2、加深對參數Ra、Rz、Ry的理解。二實驗用具 樣板、RM-20袖珍式表面粗糙度儀、TR220手持式粗糙度儀

2、、信號采集系統、PC機3 實驗內容（1） 用表面粗糙度樣板確定Ra值比較法：將被測表面粗糙度樣板直接進行比較。前提：兩者的加工方法和材料應盡可能相同，否則將產生較大誤差，用肉眼或借助于放大鏡等比較，也可以手摸，指甲劃動的感覺來判斷被測表面的粗糙度（指比較粗糙的工件）。樣板不能用手亂摸，防止生銹。這種方法一般多用于車向或評定Ra值較大的工件。評定的準確性很多程度上取決于檢驗人員的經驗。（2） 用RM-20袖珍式表面粗糙度儀檢測材料：碳化硅 加工方法：電火花注意事項：指定樣件，指定表面才能使用該儀器，粗糙面嚴緊使用，否則損壞一起。Ra最大只能測15um。 圖1 RM-20袖珍型表面粗糙度儀RM-2

3、0袖珍型表面粗糙度儀的使用方法：A.開機 打開電源開關，電源接通，屏幕顯示為0.B.功能選擇如果需要選擇測量參數Rz，將手指輕觸圖一中3鍵，屏幕左上角將會有Rz字樣的顯示，表明現在切換為測量Rz模式。如果需要選擇取樣長度，將手指輕按圖一中4鍵，屏幕右方將會有取樣長度示數的變化，再輕觸4鍵，取樣長度示數會再次發生變化，再輕觸4鍵，屏幕將循環到最初形式。C.參數選擇 如果需要選擇測量參數Ra，將手指輕觸圖1中3鍵，如果需要選擇測量參數Rz，將手指輕觸圖1中3鍵，屏幕將顯示Rz值，再直接按3鍵，屏幕將回到Ra值。如果需要選擇取樣長度，將手指輕觸圖1中4鍵，若此時的取樣長度為0.25mm,再次按此功能

4、鍵，長度變為0.8mm，再一次則為2.5mm，然后再回到0.25mm。取樣長度的選擇根據工件表面質量來選取相應的取樣長度。各取樣長度對應的范圍如下：0.25mm Ra 0.05-0.15（µm）0.8mm Ra 0.1-2.5(µm)2.5mm Ra 6.0-15.0(µm)D.啟動、運行和運行結束 將儀器|對準被測工件表面，用說指輕按1鍵，傳感器開始移動，屏幕自動記錄表面粗糙度的數值，待傳感器返回開始位置，運行結束，即可開始下次測量。 注：運行結束前，儀器不會響應再次測量的命令，完整的測量結束后，才允許進行下次操作。E.充電 當開機后或測量過程中，液晶屏出現閃爍

5、現象，說明電池電壓低于工作電壓下限，應予充電。方法是：關掉電源開關，插上插頭，充電10-15小時，即可使用F.溢出顯示 在液晶屏上出現F時，說明被測量工件的Ra值較小，超出了取樣范圍的測量范圍，應依次選擇2.5-0.8-0.25進行測量，如果出現倒F，說明被測量工件的Ra值較大，應選擇0.25-0.8-2.5。G.校核 儀器使用一段時間后，要求用隨機配置的樣塊進行校對。其值若在隨機樣塊值+-%12內，這可以使用，若不在，這應該回場校。(3)用TR220手持式粗糙度儀，測量Ra、Ry、Rz測量原理：測量工件表面粗糙度時，將傳感器放在被測工件表面，由儀器內部的驅動機構帶動傳感器沿被測表面做等速滑行

6、，使傳感器通過內置的銳利觸針感受被測表面的粗糙度。此時，工件被測表面的粗糙度引起觸針產生位移，該位移使傳感器電感線圈內電感量發生變化從而在機敏整電流器的輸出端產生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號，該信號經過放大及電平轉換之后進入數據采集系統。DSP芯片將采集的數據進行數據濾波和參數計算，測量結果在液晶顯示屏上讀出，可以存儲，也可以在打印機上輸出，還可以與PC機進行通訊。注意：觸針不能用手觸摸，保護套管不能用手隨便碰。TS100傳感器結構圖操作步驟：A.開機，按下電源鍵。B.（a）查電壓(b)擦干凈被測表面(b)檢查儀器是否正確、平穩放在被測表面 (c)傳感器的運行軌跡必須垂直于被測工件表面的加

7、工紋理方向C.零位調整。 輕按回車鍵，顯示當前觸針的相對位置。通過初調，微調保證觸針在零點位置。D.計量條件選擇。 取樣長度2.5mm 評定長度5mm 量程±80umE.與磁性表架連可以在線采集。4 數據處理【實驗1】將樣品與樣板比較得： 材料加工方法表面紋絡粗糙度試件一45號鋼立銑弧形紋絡Ra6.3試件二45號鋼車削直線紋絡Ra3.2【實驗2】材料：碳化硅 加工方法：電火花加工 表一 RM-20袖珍型表面粗糙度儀測量粗糙度數據記錄表 Ra/Rz樣品編號Ra/µmRz/µm取樣長度/mm14.028.32.524.332.22.533.326.22.543.019

8、.72.553.519.82.565.135.22.5 【實驗3】 圖3 儀器測得樣件表面粗糙度濾波輪廓5 實驗感悟與體會在本次試驗中我主要認識了幾種測量樣件粗糙度的儀器和方法，也對不同加工方法加工出來的樣件表面紋絡有了初步的認知，基本能通過與樣板的對比認出所對應的粗糙度值。另外董老師認真維護儀器的態度也是令我十分值得學習的，這是一種嚴謹的習慣，對科學的尊重。此外，老師一直強調創造技法的重要性，通過舉例幾位老師在條件不允許的情況下做出精密測量粗糙度的精密儀器，并應用于實踐中，在科學論文中得到很好的應用。這是對我們的一種實體激勵，時刻提醒著我們保持對創新的熱愛，應用創新解決問題，帶著問題去學習，

9、通過解決問題得到提高，設法將設想變為現實。謝謝老師的指導，我一定會在學習中一直保持激情，在學習中思考。6 上網研究1. 表面粗糙度的檢測方法（1）比較法 將表面粗糙度比較樣塊（簡稱樣塊，圖1）根據視覺和觸覺與被測表面比較，判斷被測表面粗糙度相當于那一數值，或測量其反射光強變化來評定表面粗糙度(見激光測長技術)。樣塊是一套具有平面或圓柱表面的金屬塊，表面經磨、車、鏜、銑、刨等切削加工，電鑄或其他鑄造工藝等加工而具有不同的表面粗糙度。有時可直接從工件中選出樣品經過測量并評定合格后作為樣塊。利用樣塊根據視覺和觸覺評定表面粗糙度的方法雖然簡便，但會受到主觀因素影響，常不能得出正確的表面粗糙度數值。（2

10、）觸針法 利用針尖曲率半徑為 2微米左右的金剛石觸針沿被測表面緩慢滑行，金剛石觸針的上下位移量由電學式長度傳感器轉換為電信號，經放大、濾波、計算后由顯示儀表指示出表面粗糙度數值，也可用記錄器記錄被測截面輪廓曲線。一般將僅能顯示表面粗糙度數值的測量工具稱為表面粗糙度測量儀（見彩圖），同時能記錄表面輪廓曲線的稱為表面粗糙度輪廓儀（簡稱輪廓儀，圖2。這兩種測量工具都有電子計算電路或電子計算機，它能自動計算出輪廓算術平均偏差R，微觀不平度十點高度RZ，輪廓最大高度Ry和其他多種評定參數，測量效率高，適用于測量R為0.0256.3微米的表面粗糙度。（3）光切法 光線通過狹縫后形成的光帶投射到被測表面上，

11、以它與被測表面的交線所形成的輪廓曲線來測量表面粗糙度（圖3）。由光源射出的光經聚光鏡、狹縫、物鏡1后，以45°的傾斜角將狹縫投影到被測表面，形成被測表面的截面輪廓圖形，然后通過物鏡 2將此圖形放大后投射到分劃板上。利用測微目鏡和讀數鼓輪（圖中未示）先讀出h值，計算后得到H 值。應用此法的表面粗糙度測量工具稱為光切顯微鏡。它適用于測量RZ和Ry為0.8100微米的表面粗糙度，需要人工取點，測量效率低。（4）干涉法利用光波干涉原理 (見平晶、激光測長技術)將被測表面的形狀誤差以干涉條紋圖形顯示出來，并利用放大倍數高 （可達500倍）的顯微鏡將這些干涉條紋的微觀部分放大后進行測量，以得出被

12、測表面粗糙度。應用此法的表面粗糙度測量工具稱為干涉顯微鏡。這種方法適用于測量Rz和Ry為 0.0250.8微米的表面粗糙度。2. 表面粗糙度的先進測量儀器工作原理： 針描法又稱觸針法。當觸針直接在工件被測表面上輕輕劃過時，由于被測表面輪廓峰谷起伏， 觸針將在垂直于被測輪廓表面方向上產生上下移動，把這種移動通過電子裝置把信號加以放大， 然后通過指零表或其它輸出裝置將有關粗糙度的數據或圖形輸出來。采用針描法原理的表面粗糙度測量儀由傳感器、驅動器、指零表、記錄器和電感傳感器是輪廓儀的主要部件之一，其工作原理見圖2，在傳感器測桿的一端裝有金剛石觸針，觸針尖 端半徑r很小，測量時將觸針搭在工件上，與被測

13、表面垂直接觸，利用驅動器以一定的 速度拖動傳感器。由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸狀在被測表面滑行時，將產生上下移動。此運動經支點使磁芯同步地上下運動，從而使包圍在磁芯外面的兩個差動電感線圈的電感量發生變化。圖3為儀器的工作原理主框圖。傳感器的線圈與測量線路是直接接入平衡電橋的，線圈電感量的變化使電橋失 去平衡，于是就輸出一個和觸針上下的位移量成正比的信號，經電子裝置將這一微弱電量的變化放大、 相敏檢波后，獲得能表示觸針位移量大小和方向的信號。此后，將信號分成三路：一路加到指零表上， 以表示觸針的位置，一路輸至直流功率放大器，放大后推動記錄器進行記錄；另一路經濾波和平均表放大 器放大之后，進入積分

14、計算器，進行積分計算，即可由指示表直接讀出表面粗糙度Ra值。圖3 傳統表面粗糙度測量儀工作原理框圖指零表的作用反映鐵芯在差動電感線圈中所處的位置。當鐵芯處于差動電感線圈的中間位置時，指零表指針指示出零位，即保證處于電感變化的線性范圍之內。所以，在測量之前，必須調整指零表，使其處于零位。經過噪聲濾波和波度濾波以后，剩下來的就是與被測表面粗糙度成比例的信號，再經平均表放大器后，所輸出的電流I與被測表面輪廓各點偏離中線的高度y的絕對值成正比，然后經積分器完成的積計算，得出Ra值，由指零表顯示出來。這種儀器適用于測定0.02-10m的Ra值，其中有少數型號的儀器還可測定更小的參數值，儀器配有各種附件，

15、以適應平面、內外圓柱面、圓錐面、球面、曲面、以及小孔、溝槽等形狀的工件表面測量。測量迅速方便，測值精度高。3. 石油領域粗糙度的應用在鉆井采油與油井平臺上各種管道的表面都有一定的粗糙度要求，而且在管道的內部一般對粗糙度的要求更高，這樣有助于石油的傳輸與運送，還有助于管道之間的連接與配合。7. 我的創新一種新型拖把背景技術： 家居、辦公和商業場所常使用拖把來清潔地面以及立壁、玻璃門窗。目前市場上常見的拖把的共同特點是：在使用拖把清潔被清潔面時，往往在清潔不大的面積后，拖把本身就容易臟污，容易在已清潔的表面留下污跡。特別是地面較臟需要多次拖擦時，更容易造成污物的散布，需要再次拖擦，但此時又會將污水污物帶回，造成越擦越臟的事情發生。創新內容：本創新中的拖把，其在使用中可以雙向拖擦，并且可以減少或避免污跡、污物在拖擦過程中隨拖把移動散布，減少拖把在使用過程中的清洗次數。這種拖把，