粗糙度是指工作已加工表面不光滑的程度。在切削加工過(guò)程中由進(jìn)給而造成的切削痕跡是以波峰波谷形式出現,而峰谷高度很小,一般多為零點(diǎn)幾微米,因此表面粗糙度屬于零件表面的微觀(guān)形狀誤差.其測量方法:
(1) 直接量法:利用光學(xué)、電動(dòng)儀器對零件表面直接量取有關(guān)參數,確定粗糙度等級。
直接測量又分為接觸測量和非接觸測量。
(2)比較測量法:將被測表面與標準粗糙度樣板作比較,評定粗糙度等級。粗糙度樣板(又稱(chēng)粗糙度標準塊),是以不同的加工方法(車(chē)、刨、平銑、立銑、磨等)制成的一組金屬塊。
(3)印模法:此種方法多用于不能用儀器直接測量的或內表面,可用塑性材料作成塊狀的印模,貼合在被測表面上,待取下后貼合面上即復制出被測表面的輪廓狀況,然后對此印模進(jìn)行測量,確定其粗糙度等級。
(4)綜合測量法:它是利用被測表面的某種特征來(lái)間接評定表面粗糙度的級別,而不能測峰谷不平高度的具體數值。
表面粗糙度表征了機械零件表面的微觀(guān)幾何形狀誤差。對粗糙度的評定,主要分為定性和定量?jì)煞N評定方法,所謂定性評定就是將待測表面和已知的表面粗糙度比較樣塊相互比較,通過(guò)目測或者借助于顯微鏡來(lái)判別其等級;而定量評定則是通過(guò)某些測量方法和相應的儀器,測出被測表面的粗糙度的主要參數,這些參數是Ra,Rq,Rz,Ry
;
他們代表的意義是:Ra
是輪廓的算術(shù)平均偏差,即在取樣長(cháng)度內被測輪廓偏距絕對值之和的算術(shù)平均值。
Rq
是輪廓的均方根偏差:在取樣長(cháng)度內輪廓偏距的均方根值。
Rz
是微觀(guān)不平度的10點(diǎn)高度:在取樣長(cháng)度內5個(gè)最大的輪廓峰高與5個(gè)最大的輪廓谷深的平均值之和。
Ry
是輪廓的最大高度:在取樣長(cháng)度內輪廓的峰頂線(xiàn)與輪廓谷底線(xiàn)中線(xiàn)的最大距離。
目前常用的表面粗糙度測量方法主要有樣板比較法,光切法,干涉法,觸針?lè )ǖ取?/p>
1.
比較法
它是在工廠(chǎng)里常用的方法,
用眼睛或放大鏡,對被測表面與粗糙度樣板比較,或用手摸靠感覺(jué)來(lái)判斷表面粗糙度的情況;這種方法不夠準確,憑經(jīng)驗因素較大,只能對粗糙度參數值較大情況,給個(gè)大概范圍的判斷。
2.
光切法
它是利用光切原理來(lái)測量表面粗糙度的方法。在實(shí)驗室中用光切顯微鏡或者雙管顯微鏡就可實(shí)現測量,它的測量準確度較高,但它是與對Rz,Ry
以及較為規則的表面測量,不適用于對測量粗糙度較高的表面及不規則表面的測量。
3.
干涉法
它是利用光學(xué)干涉原理測量表面粗糙度的一種方法。這種方法要找出干涉條紋,找出相鄰干涉帶距離和干涉帶的彎曲高度,就可測出微觀(guān)不平度的實(shí)際高度;這種方法調整儀器比較麻煩,不太方便,其準確度和光切顯微鏡差不多;
4.
觸針?lè )?/p>
它是利用儀器的測針與被測表面相接觸,并使測針沿其表面輕滑過(guò)測量表面粗糙度的測量方法。采用這種方法的儀器最廣泛的就是電動(dòng)輪廓儀,它的特點(diǎn)是:顯示數值直觀(guān),可測量許多形狀的被測表面,如軸類(lèi),孔類(lèi),錐體,球類(lèi),溝槽類(lèi)工件,測量時(shí)間少,方便快捷。
它可分為便攜式和臺式電動(dòng)輪廓儀,
便攜式儀器可在現場(chǎng)進(jìn)行測量,攜帶方便;帶記錄儀的電動(dòng)輪廓儀,可繪制出表面的輪廓曲線(xiàn),帶微機的輪廓儀可顯示輪廓的形狀情況,并有打印機打印出數據和表面的輪廓線(xiàn),便于分析和比較。它的測量范圍較大:Ra
值一般在0.02—50μm
這里我們對電動(dòng)輪廓儀的原理和儀器常見(jiàn)的故障排除方法進(jìn)行討論;
電動(dòng)輪廓儀的工作原理采用的是觸針?lè )āx器利用驅動(dòng)箱拖動(dòng)電感傳感器在工件表面上以一定的速度滑行,電感傳感器觸針隨同被測表面輪廓的峰谷起伏,產(chǎn)生上下位移,這個(gè)線(xiàn)值位移量引起傳感器內測量橋路兩臂中電感量的變化,從而使得電橋輸出與觸針位移成比例的條幅信號,這個(gè)微弱的電信號經(jīng)過(guò)電子裝置放大整流后,成了代表工件截面輪廓的信號。
將它輸入記錄儀,就得到了截面輪廓的放大圖;或者把信號通過(guò)適當的環(huán)節進(jìn)行濾波和計算后,由電表直接讀出Ra
參數評定的表面粗糙度的值。
表面粗糙度表征了機械零件表面的微觀(guān)幾何形狀誤差。
對粗糙度的評定,主要分為定性和定量?jì)煞N評定方法,所謂定性評定就是將待測表面和已知的表面粗糙度比較樣塊相互比較,通過(guò)目測或者借助于顯微鏡來(lái)判別其等級;而定量評定則是通過(guò)某些測量方法和相應的儀器,測出被測表面的粗糙度的主要參數,這些參數是Ra,Rq,Rz,Ry;他們代表的意義是:Ra是輪廓的算術(shù)平均偏差,即在取樣長(cháng)度內被測輪廓偏距絕對值之和的算術(shù)平均值。Rq是輪廓的均方根偏差:在取樣長(cháng)度內輪廓偏距的均方根值。
Rz是微觀(guān)不平度的10點(diǎn)高度:在取樣長(cháng)度內5個(gè)最大的輪廓峰高與5個(gè)最大的輪廓谷深的平均值之和。Ry是輪廓的最大高度:在取樣長(cháng)度內輪廓的峰頂線(xiàn)與輪廓谷底線(xiàn)中線(xiàn)的最大距離。
目前常用的表面粗糙度測量方法主要有樣板比較法,光切法,干涉法,觸針?lè )ǖ取?.比較法它是在工廠(chǎng)里常用的方法,用眼睛或放大鏡,對被測表面與粗糙度樣板比較,或用手摸靠感覺(jué)來(lái)判斷表面粗糙度的情況;這種方法不夠準確,憑經(jīng)驗因素較大,只能對粗糙度參數值較大情況,給個(gè)大概范圍的判斷。
2.光切法它是利用光切原理來(lái)測量表面粗糙度的方法。在實(shí)驗室中用光切顯微鏡或者雙管顯微鏡就可實(shí)現測量,它的測量準確度較高,但它是與對Rz,Ry以及較為規則的表面測量,不適用于對測量粗糙度較高的表面及不規則表面的測量。
3.干涉法它是利用光學(xué)干涉原理測量表面粗糙度的一種方法。這種方法要找出干涉條紋,找出相鄰干涉帶距離和干涉帶的彎曲高度,就可測出微觀(guān)不平度的實(shí)際高度;這種方法調整儀器比較麻煩,不太方便,其準確度和光切顯微鏡差不多;4.觸針?lè )ㄋ抢脙x器的測針與被測表面相接觸,并使測針沿其表面輕滑過(guò)測量表面粗糙度的測量方法。
采用這種方法的儀器最廣泛的就是電動(dòng)輪廓儀,它的特點(diǎn)是:顯示數值直觀(guān),可測量許多形狀的被測表面,如軸類(lèi),孔類(lèi),錐體,球類(lèi),溝槽類(lèi)工件,測量時(shí)間少,方便快捷。它可分為便攜式和臺式電動(dòng)輪廓儀,便攜式儀器可在現場(chǎng)進(jìn)行測量,攜帶方便;帶記錄儀的電動(dòng)輪廓儀,可繪制出表面的輪廓曲線(xiàn),帶微機的輪廓儀可顯示輪廓的形狀情況,并有打印機打印出數據和表面的輪廓線(xiàn),便于分析和比較。
它的測量范圍較大:Ra值一般在0.02—50μm。這里我們對電動(dòng)輪廓儀的原理和儀器常見(jiàn)的故障排除方法進(jìn)行討論;電動(dòng)輪廓儀的工作原理采用的是觸針?lè )ā?/p>
儀器利用驅動(dòng)箱拖動(dòng)電感傳感器在工件表面上以一定的速度滑行,電感傳感器觸針隨同被測表面輪廓的峰谷起伏,產(chǎn)生上下位移,這個(gè)線(xiàn)值位移量引起傳感器內測量橋路兩臂中電感量的變化,從而使得電橋輸出與觸針位移成比例的條幅信號,這個(gè)微弱的電信號經(jīng)過(guò)電子裝置放大整流后,成了代表工件截面輪廓的信號。將它輸入記錄儀,就得到了截面輪廓的放大圖;或者把信號通過(guò)適當的環(huán)節進(jìn)行濾波和計算后,由電表直接讀出Ra參數評定的表面粗糙度的值。
表面粗糙度測量方法:1、比較法比較法測量簡(jiǎn)便,使用于車(chē)間現場(chǎng)測量,常用于中等或較粗糙表面的測量。
方法是將被測量表面與標有一定數值的粗糙度樣板比較來(lái)確定被測表面粗糙度數值的方法。比較時(shí)可以采用的方法:Ra>1.6μm時(shí)用目測,Ra1.6~Ra0.4μm時(shí)用放大鏡,Ra<0.4μm時(shí)用比較顯微鏡。
比較時(shí)要求樣板的加工方法,加工紋理,加工方向,材料與被測零件表面相同。2、觸針?lè )ɡ冕樇馇拾霃綖?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(xué)式長(cháng)度傳感器轉換為電信號,經(jīng)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(xiàn)。
一般將僅能顯示表面粗糙度數值的測量工具稱(chēng)為表面粗糙度測量?jì)x,同時(shí)能記錄表面輪廓曲線(xiàn)的稱(chēng)為表面粗糙度輪廓儀。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(dòng)計算出輪廓算術(shù)平均偏差Ra,微觀(guān)不平度十點(diǎn)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Ra為0.025~6.3微米的表面粗糙度。
3、光切法雙管顯微鏡測量表面粗糙度,可用作Ry與Rz參數評定,測量范圍0.5~50。4、干涉法利用光波干涉原理(見(jiàn)平晶、激光測長(cháng)技術(shù))將被測表面的形狀誤差以干涉條紋圖形顯示出來(lái),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(guān)部分放大后進(jìn)行測量,以得出被測表面粗糙度。
應用此法的表面粗糙度測量工具稱(chēng)為干涉顯微鏡。這種方法適用于測量Rz和Ry為0.025~0.8微米的表面粗糙度。
表面粗糙度(surfaceroughness)是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離(波距)很小(在1mm以下),它屬于微觀(guān)幾何形狀誤差。
表面粗糙度越小,則表面越光滑。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的,例如加工過(guò)程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時(shí)表面層金屬的塑性變形以及工藝系統中的高頻振動(dòng)等。
由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。
表面粗糙度怎么檢測表面粗糙度的檢測,我們最常用的有以下幾中方法1.顯微鏡比較法,Ra0.32;將被測表面與表面粗糙度比較樣塊靠近在一起,用比較顯微鏡觀(guān)察兩者被放大的表面,以樣塊工作面上的粗糙度為標準,觀(guān)察比較被測表面是否達到相應樣塊的表面粗糙度;從而判定被測表面粗糙度是否符合規定。
此方法不能測出粗糙度參數值2.光切顯微鏡測量法,Rz:0.8~100;光切顯微鏡(雙管顯微鏡)是利用光切原理測量表面粗糙度的方法。從目鏡觀(guān)察表面粗糙度輪廓圖像,用測微裝置測量Rz值和Ry值。
也可通過(guò)測量描繪出輪廓圖像,再計算Ra值,因其方法較繁而不常用。必要時(shí)可將粗糙度輪廓圖像拍照下來(lái)評定。
光切顯微鏡適用于計量室3.樣塊比較法,直接目測:Ra2.5; 用放大鏡:Ra0.32~0.5;以表面粗糙度比較樣塊工作面上的粗糙度為標準, 用視覺(jué)法或觸覺(jué)法與被測表面進(jìn)行比較,以判定被測表面是否符合規定 用樣塊進(jìn)行比較檢驗時(shí),樣塊和被測表面的材質(zhì)、加工方法應盡可能一致;樣塊比較法簡(jiǎn)單易行,適合在生產(chǎn)現場(chǎng)使用4.電動(dòng)輪廓儀比較法,Ra:0.025~6.3;Rz:0.1~25;電動(dòng)輪廓儀系觸針式儀器。測量時(shí)儀器觸針尖端在被測表面上垂直于加工紋理方向的截面上,做水平移動(dòng)測量,從指示儀表直接得出一個(gè)測量行程Ra值。
這是Ra值測量最常用的方法。或者用儀器的記錄裝置,描繪粗糙度輪廓曲線(xiàn)的放大圖,再計算Ra或Rz值。
此類(lèi)儀器適用在計量室。但便攜式電動(dòng)輪廓儀可在生產(chǎn)現場(chǎng)使用5干涉顯微鏡測量法,Rz:.032~0.8;涉顯微鏡是利用光波干涉原理,以光波波長(cháng)為基準來(lái)測量表面粗糙度的。
被測表面有一定的粗糙度就呈現出凸凹不平的峰谷狀干涉條紋,通過(guò)目鏡觀(guān)察、利用測微裝置測量這些干涉條紋的數目和峰谷的彎曲程度,即可計算出表面粗糙度的Ra值。必要時(shí)還可將干涉條紋的峰谷拍照下來(lái)評定。
干涉法適用于精密加工的表面粗糙度測量。適合在計量室使用而在現場(chǎng)工作中,我們用的最多的是:樣塊比較法和電動(dòng)輪廓檢測法,樣塊比較法要求對粗糙度的敏感要求比較高,有些老師傅還是可以做到的,畢竟是憑經(jīng)驗和感覺(jué)去比較的,而電動(dòng)輪廓檢測法是靠?jì)x器測量,這樣測量出來(lái)的準確度就大大提高了,所以說(shuō),我們建議用電動(dòng)輪廓檢測法.。
1.基本概念 經(jīng)過(guò)機械加工的零件表面,總會(huì )出現一些宏觀(guān)和微觀(guān)上幾何形狀誤差,零件表面上的微觀(guān)幾何形狀誤差,是由零件表面上一系列微小間距的峰谷所形成的,這些微小峰谷高低起伏的程度就叫零件的表面粗糙度。
表面粗糙度是衡量零件表面加工精度的一項重要指標,零件表面粗糙度的高低將影響到兩配合零件有接觸表面的摩擦、運動(dòng)面的磨損、貼合面的密封、配面的工作精度、旋轉件的疲勞強度、零件的美觀(guān)等等,甚至對零件表面的抗腐蝕性都有影響。在工程中,評定表面粗糙度的高度參數,有輪廓算術(shù)平均偏差(R),微觀(guān)不平度十 圖1 輪廓算術(shù)平均偏差 輪廓算術(shù)平均偏差的定義是:在取樣長(cháng)度L(用上判別具有表面粗糙度特征的一段基準線(xiàn)長(cháng)度)內,輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值即為Ra,如圖1所示。
在圖中,x軸為基準線(xiàn),輪廓線(xiàn)上的各點(diǎn)到基準線(xiàn)之間的偏距為Y1,Y2,…Yp…Yn,Rs只為輪廓算術(shù)平均偏差值,則其數學(xué)表達式為 式中 n 測點(diǎn)數; Yi 峰谷任一測點(diǎn)到基準的偏距。 Rs的值越大,表面就越粗糙。
輪廓算術(shù)平均偏差Rs的數值見(jiàn)表1設計時(shí)應優(yōu)先選用表中的第一系列值。 在圖紙上規定表面粗糙度要求時(shí),還必須給出測定粗糙度的取樣長(cháng)度,必要時(shí)還可以敘定其它附加條件和要求。
但是,若測量R時(shí)的取樣長(cháng)度按表2的對應值選取時(shí)。在圖樣上L值可省略不標。
粗糙度儀是適用于生產(chǎn)現場(chǎng),可測量多種機加工零件的粗糙度,根據選定的測量條件計算出相應的參數,在液晶顯示器上清晰地顯示出全部測量參數。
粗糙度儀測量方法:
1、干涉法
干涉法是利用光波干涉原理來(lái)測量表面粗糙度。
2、針描法
針描法是利用觸針直接在被測表面上輕輕劃過(guò),從而測出表面粗糙度的Ra值。
3、比較法
比較法是車(chē)間常用的方法。將被測表面對照粗糙度樣板,用肉眼判斷或借助于放大鏡、比較顯微鏡比較;也可用手摸,指甲劃動(dòng)的感覺(jué)來(lái)判斷被加工表面的粗糙度。此法一般用于粗糙度參數較大的近似評定。
4、光切法
光切法是利用"光切原理"來(lái)測量表面粗糙度。
測量工件粗糙度時(shí),將傳感器放在工件被測表面上,由儀器內部的驅動(dòng)機構帶動(dòng)傳感器沿被測表面做等速滑行,傳感器通過(guò)內置的銳利觸針感受被測表面的粗糙度,此時(shí)工件被測表面的粗糙度引起觸針產(chǎn)生位移,該位移使傳感器電感線(xiàn)圈的電感量發(fā)生變化,從而在相敏整流器的輸出端產(chǎn)生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號,該信號經(jīng)過(guò)放大及電平轉換之后進(jìn)入數據采集系統,DSP芯片將采集的數據進(jìn)行數字濾波和參數計算,測量結果在液晶顯示器上讀出,也可在打印機上輸出,還可以與PC機進(jìn)行通訊。
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