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粗糙度测量仪使用说明

粗糙度测量仪使用说明

表面粗糙度及检测装备
表面粗糙度及检测装备
发布时间:
2020-11-15 18:33
表面粗糙度是指在机械加工过程中,由于切削刀痕,表面撕裂,工艺系统中的振动以及刀具与被加工表面的摩擦等原因,在被加工表面上所产生的间距较小的高低不平的几何形状。零件表面的粗糙程度直接影响零件的配合性质、疲劳强度,耐磨性,抗腐蚀性以及密封性等。此外,表面粗糙度对零件的检测精度以及外形的美观也有影响。因此,表面粗糙度是评定机器零件和产品质量的重要指标。

    国家标准规定,采用表面微观几何形状高度,间距和形状等三方面特征评定粗糙度。常用的特征参数包括轮廓算术平均偏差尺n和轮廓最大高度Rz。

    轮廓算术平均偏差只n是指在取样长度内,被测轮廓上各点至基准线距离的算术平均值。

    轮廓最大高度Az是指在取样长度内,最高轮廓峰顶线与最低轮廓谷底线之间的距离。

    表面粗糙度的检测方法较多,从测量原理来看有比较法、光切法、光波干涉法和针描法等。

    直  比较法

    比较法又称标准样板法,是把零件上被检测的表面与标有一定评定参数值的粗糙度样板靠在一起,通过目测或凭检测者的感觉进行比较,来判断被测表面粗糙度参数值的一种方法。

    实践表明,不同的加工方法所形成的表面,由于表面的特征不同,即使各表面的粗糙度参数值相同或相近,而在视觉和感触上的反映往往也不一样。因此,在选择表面粗糙度样板时,样板材料,表面形状及加工方法应尽量与被测零件表面相同,否则可能会产生较大的误差。实际生产中,也可直接从工件中挑选样品,用仪器测定表面粗糙度参数值后作样板使用。

    光切法

应用光切原理测量表面粗糙度参数值的方法称为光切法:图2.30为采用光切法原理制成的9j型光切显微镜的外形,它足测量表面粗糙度/2z值的常用仪器之一,测量范围为0.8—80f真m。该仪器含有照明管和观察管,两管轴线相互垂直:在照明管中,光源发出的光线通过聚光镜照到狭缝上,形成一条扁平的光带,并通过物镜以倾斜45-的方向照射在被测表面上:由于被测表面高低不平,因此,在与表面成另一个45。倾斜方向的目镜分划板上,可以看到表面反射所形成的齿形表面。通过观察管可测出反射光带上峰和谷的坐标值,经过适当换算,即可推算出被测表面某点的微观不平度高度的具体数值。

   干涉法

    干涉法是指利用光波干涉原理来测量表面粗糙度的一种方法?图2,312,为国产6JA型干涉显微镜的外形,仪器的光学系统

    光源5发出的光线,经聚光镜O。、O,,滤色片F、反射镜Sl,可变光阑Q!,视物光阑Q,、聚光镜O,,射到分光镜T上,光束到达分光镜后即被分为两束:一束光线通过分光镜T,补偿镜Tl、物镜O:至被测表面P:,再经原路返回至分光镜T并反射至目镜O,;另一束光由分光镜T反射后通过物镜O:射至标准镜n上,由P1反射后经原路透过分光镜T也射向目镜Ol。在目镜焦平面上,由于两束光线之间有光程差,相遇叠加寸便产生光波干涉,形成明暗交错的干涉条纹。如果被测表面为理想表面,则下涉条纹是一组等距离平行的直条纹线。若被测表面高低不平,则干涉条纹为弯曲状,其弯曲程度与被测表面微观不平度的高度值存在着固定的比例关

系,测㈩干涉条纹的弯曲程度即可算出被测表面微观不平度的高度值。通常,千涉显微镜用于测量0.05—0.8 lzm的Rz参数值。

 针描法

    针描法是利用触针例如机械式触针,压电式触针或非接触式的光学触针直接在被测表面上以一定速度轻轻划过,测山表面粗糙度Ro参数的数值。

    针描法测量表面粗糙度的仪器很多,其中用的最多的是电动轮廓仪。图2.32为针描法测量表面粗糙度的电动轮廓仪的外形。针描法一般用于测定Ro参数值的范围为0.025-3.2Fm!

    测量饭钮

                                                       

    电动轮廓仪由传感器(测量头),传动器和电子装置等部分组成,其工作原理如图2.33所示。传感器是电动轮廓仪的关键部件,其顶部有触针,测量时,触针与被测表面轻轻接触。在驱动箱的拖动下,传感器(连同触针)按一定速度作水平运动。显然,触针将随被测表面的轮廓形状作上下运动,与触针相连的杠杆使铁芯作相应的上下运动,从而使线圈内的电感量发生变化,再经过放大和处理,即可将触针所接触过的表面轮廓形状用图形记录下来,或由指示表直接显示出所要求的评定参数值。

   

 
表面粗糙度评定参数允许值的选择原则是什么?
表面粗糙度评定参数允许值的选择原则是什么?
 

选择表面粗糙度评定参数的允许值时,首先应根据机件表面的工作条件和机件的使用性能来选择,同时还要考虑到工艺上的可能与加工成本。因为表面粗糙度评定参数的允许数值越小,则加工就难于进行,成本也就越高。图加工时间(成本)与Ra的典型关系。由此图可知、当选用的R值较小时,要慎重考虑,否则成本将急剧增加.

 



 

因此,对表面粗糙度评定参数允许数值的选择应在满足机件表面的使用功能基础上,尽可能地降低要求,使其具有较好的经济性。

除此而外,还应考虑下述因素

(1)同一机件上工作表面比非工作表面的粗糙度要求高些,即其数值应小些。但有装饰性要求的菲工作表面有时表面粗糙度要求也较高。

(2)在工作中摩擦的表面(用于摩擦传动的表面除外)比非摩擦表面对粗糙度的要求高些;运动速度高或单位压力大的摩擦表面应比运动速度低、单位压力小的摩表面的粗糙度要求高些。

(3)对于承受交变载荷的机件,在其容易引起应力集中的圆角、沟槽等处的粗糙度要求高些。

(4)承受腐蚀的机件表面,其粗糙度要求高些。

(5)在配合性质相同时,尺寸小的机件,其粗糙度要求高些;对同一公差等级的机件,小尺寸比大尺寸的、轴比孔的粗糙度要求也要高些。
什么是表面粗糙度?为什么将表面光洁度改称为表面粗糙度?
什么是表面粗糙度?为什么将表面光洁度改称为表面粗糙度?
 

表面粗糙度是指加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。一般由所采用的加工方法和其他因素形成。

 



 

①中线是测量表面粗糙度参数时的一条基准线。

②轮廓偏距y时在测量方向上,轮廓线上的任一点到基准线之间的距离

③轮廓与中线相交,连接两相邻交点向外(从材料到周围介质)的轮廓部分叫做峰。而连接两相邻交点向外(从周围介质到材料)的轮廓部分叫做谷。

④间距就是含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度。

⑤L长是测量表面粗糙度参数时的一段限定长度,它叫做取样长度。我们讨论表面粗糙度问题时,都是在l长度内进行的。

《表面粗糙度》标准规定,机件加工表面的微观几何形状特性一定要由“较小间距和峰谷所组成”。在实际生产中,根据机件轮廓的间距和峰谷的不同大小,人们把机件加工表面的几何特性分为形状误差、波纹度表面粗糙度三类,如图。

 



 

(1)形状误差——机件的被测实际形状对理想形状的变动量(例如平面度、直线度、圆度、圆柱度等限定的误差)。机件加工表面的轮廓间距和峰谷较大,因此它是一种宏观结构偏差。它是由加工该机件时所使用的机床的几何精度、加工时工件的安装误差、热处理的变形等因素造成的。机件的形状误差在测量时要排除粗糙度的影响。

(2)波纹度——也有人称它为波度,是机件在加工过程中由于刀具的偏心装夹或铣刀的形状误差、机床一工件一刀具系统的振动而造成的,它在机件表面上形成具有一定周期性的高低起伏,该起伏呈波浪形。波纹度的轮廓起伏高度和间距的大小般介于宏观几何形状偏差和微观几何形状偏差两者之间。在测量时,要通过选择合适的取样长度来限制和减弱加工表面的粗糙度和形状误差的成份,从而得到其测量结果。

波纹度至今尚未有国家标准,但机械工业部已制定了指导性技术文件“B/Z168-81磨削表面波纹度”,可供使用时参考

(3)表面粗糙度——微观结构偏差,是机件加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。它是由刀具刃口形状、进刀和走刀、切屑形成过程(切削刀具对工件表面的摩擦、裂屑、剪切、屑瘤)等因素造成的。它对机件的使用性能有多方面的影响(如对配合的可靠性、疲劳强度、摩擦力、耐腐蚀性、耐磨性,对涂层的附着强度、导热性、机楲结构的传动精度等方面)。它是表征机件表面质量的一项重要的技术指标。它在测量时要与波纹度区分开,通过选择不同的取样长

度来达到。

加工表面的这种微观几何特性原来被称为表面光洁度。这种称呼很容易被人误解为机件表面的光泽性、洁净的程度等,所以现在改称为表面粗糙度。表面粗糙度的这种叫法与国际上的称呼相一致。
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