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表面粗糙度的測量方法主要有:比較法光切法、干涉法和接觸法四種。
(1)比較法
比較法是將被測要素表面與表面粗糙度樣板直接進(jìn)行比較,兩者的加工方法和材料應(yīng)盡可能相同,從而用視覺或觸覺來直接判斷被加工表面的粗糙度。這種方法簡單適用于現(xiàn)場車間使用。但評定的可靠性很大程度上取決于檢測人員的經(jīng)驗(yàn),僅適用于評定表運(yùn)相而面粗糙度要求不高的零件。
(2)光切法
光切法是利用光切原理來測量表面粗糙度的Rz值。常用的儀器是光切顯微鏡(又稱雙管顯微鏡),如圖7-51所示為雙管顯微鏡外觀。它可用于測量車、銑、刨及其他類似方法加工的零件表面,也可用于觀察術(shù)材、紙張、塑料、電鍍層等表面的粗糙度。對于大型零件的內(nèi)表面,河以采用印模法(即用石蠟、塑料或低熔點(diǎn)合金,將被測表面印模下來)印制表面模型,再用光切顯微鏡對其表面模型進(jìn)行測量。
(3)干涉法
干涉法是利用光波干涉的原理來測量表面粗糙度的一種方法。被測表面直接參與光路,用它與標(biāo)準(zhǔn)反射鏡比較,以光波波長來度量干涉條紋彎曲程度,從而測得該表面的粗糙度。該方法常用于測量表面粗糙度的Rz值,其測量范圍是0.025~0.8μm。常用的儀器是干涉顯微鏡。
(4)針描法
針描法是利用觸針直接在被測量零件表面上輕輕劃過,從而測量出零件表面粗糙度的一種方法。最常用的儀器是電動輪廓儀:
其原理是將被測量零件放在工作臺的V形塊上,調(diào)整零件或驅(qū)動箱的傾斜角度,使零件被測表面平行于傳感器的滑行方向。
調(diào)整傳感器及觸針(材料為金剛石)的高度,使觸針與被測零件表面適當(dāng)接觸,利用驅(qū)動器以一定的速度帶動傳感器,此時觸針在零件被測表面上滑行,使觸針在滑行的同時還沿著加工紋理的垂直方向運(yùn)動,觸針的運(yùn)動情況實(shí)際反映了被測零件表面輪廓的情況。
當(dāng)傳感器勻速移動時,觸針將隨著表面輪廓的幾何形狀作垂直起伏運(yùn)動,把這個微小的位移經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號,經(jīng)過放大、濾波、運(yùn)算處理,即可獲得表面粗糙度的參數(shù)Ra值。
針描法測量表面粗糙度的最大優(yōu)點(diǎn)是可以直接讀取Ra值,測量效率高。此外,它還能測量平面、內(nèi)(外)圓柱面、圓錐面、球面、任意曲面以及小孔、槽等形狀的零件表面的測量。
但由于觸針與被測零件表面接觸應(yīng)可靠,故需要適當(dāng)?shù)臏y量力,這對材料較軟或粗糙度Ra值很小的零件表面容易產(chǎn)生劃痕,且過于光滑的被測表面,由于表面凹谷細(xì)小,針尖難以觸及凹谷底部,而使測量不出輪廓的真實(shí)情況。另外,由于觸針的針尖圓弧半徑的限制,在測量過于粗糙的零件表面,則會損傷觸針。所以針描法測量零件表面粗糙度Ra值的范圍一般在0.2-5μm。