表面粗糙度测量实验三实验3--1用双管显微镜测量表面粗糙度实验目的2.了解用双管显微镜测量表面粗横度的原理和方法3.加深对粗糖度评定参数不平度平均高度Rz的理解。点实验内容用双管显微镜测量表面粗度的Rz值。测量原理及计量器具说明参看图1，不平度平均高度R是指在基本长度1内，从平行于轮库中线m的任意一条线算起，到被测轮席的五个最高点（蜂）和五个最低点（谷）之间的平均距离，即：(h,+h,+..+ho)-(h+h+.+h,)5图1图2双管显微镜能测量80-1μm的粗横度，用参数Rz米评定，双管显微镜的外形如图2所示。它由底座1、工作台2、观察光管3、投射光管11、支臀7和立柱8等几部分组成双管显微镜是利用光切原理来测量表面粗措度的，如图3所示。被测表面为PI、P阶价梯表面，当一平行光束从45方向投射到阶梯表面上时，就被折成S和S两段，从垂直于光东的方向上就可在显微镜内看到S，和S2两段光带的放大象S和S，同样，S和S之间距离h也被放大为S和S之间的距离片通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度h8
潮表画图3图4图4为双管显微镜的光学系统图，由光源1发出的光，经聚光镜2、狭缝3、物镜4以45°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5成象在目镜分划板上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图5b）光带边缘印工可求出被测表面的不件表面上被照亮了的的放大轮席象为，测量亮带边缘的宽度比平度高度h：Nh,=h.cos45°COS45°N式中N一物镜放大倍数。为了测量和计算方便，测微目镜中十字线的移动方向（图5a）和被测量光带边缘宽度片成45°斜角（图5b），故目镜测微器刻度套简上读数值码与不平度高度的关系为NhHcOs45°COS450=h=h.cos45所以N2N1C为刻度套筒的分度值或称为换算系数，它与投射角。、目镜测微器的结式中，2N构和物镜放大倍数有关
英现片1上有可好放离片2上十晚取招族定制院刻度购外百锁内税界装老十字线移动的机递(6)Ea图5四、测量步骤1。根据被测工件表面粗糙度的要求，按表1选择合适的物镜组，分别安装在投射光管和观察光管的下端。表1测量范视场直径物镜工作距总放大倍数物镜放大倍离（(mm）表面光洁度级别Rz(um)(mm)数NV3-510-802.517.860XTXV5-73.2—106.81.314X120X1.6V7-81.66.30.6260X30XV8-90.83.20.650.360X520X2.按通电源操净被测工件，把它安放在工作台上，并使被测表面的切削痕迹的方向与光带垂真。3.当测量圆柱形工件时，应将工置于V型块上。4，粗调节：参看图2，用手托住支7，松开锁紧螺钉9，缓慢旋转支臂调节螺母10，使支臂7上下移动，直到目镜中观察到绿色光带和表面轮摩不平度的影象（图5b）然后，将媒灯9固紧。要注意防止物镜与工件表面相碰，以免损坏物镜组，5.细调节：缓慢面往复转动调节手轮6，调焦环12和调节螺钉13，使目镜中光带最狭窄，轮廊影象最清晰并位于视场的中央。6.松开螺钉5，转动目镜测微器4，使日镜中十字线的一根线与光带轮麻中心线大致平行（此线代替平行于轮席中线的直线）然后，将螺钉5固紧。7.根据被制表面的相枪度级别，按国家标准GB1031-68的规定选取基本长度和测量长度。8.旋转自镜测微器的刻度套俏，使目镜中十字线的一根线与光带轮廊一边的峰（或谷）相切，如图5b实线所示，并从测微器读出被测表面的峰（或谷）的数值。以此类推，在基本长度范图内分别测出五个最高点（峰）和五个最低点（谷）的数值。然后计算出R的数值，9.纵向移动工作台，在测量范围长度内，共测出n个基本长度的R值，取它们的平均10
值作为被测表面的不平度乎均高度，按下式计算，#ZRR(净的)n10.根据计算结果，判断被测表面粗度的适用性。附：目镜测微器分度值C的确定。由前述可知，目镜测微器套简上每一格刻度间距所代表的实际表面不平度高度的数值（分度值）与物镜放大倍率有关。由于仪器生产过程中的加工和装配误差，以及仪器在使用过程中可能产生的误差，会使物镜的实际倍率与表1所列的公称值之间有某些差异。因此，仪器在投入使用时以及经过较长时间的使用之后，或者在调修董新安装之后，要用玻璃标准刻度尺来确定分度值C，即确定每一格刻度间距所代表的不平度高度的实际数值，确定方法如下：（1）将玻璃标准刻度尺置于工作合上，光带调节显微镜的焦距，并移动标准刻度尺，使在WNY目镜视场内能看到清晰的刻度尺刻线（图6），（2）参看图2，松开螺钉5.转动日镜atxi测微器4，使十字线交点移动方向与刻度尺象平行：然后固紧螺钉5。（3）按表2选定标准刻度尺线格数云将十字线焦点移室与某刻线重合（图6中实线位置），读出第一次读致然后，将十阳6字线焦点移动乙格（图6中虚线位置），读出第二次读数m，两次读数差为：A=z-ml表2物镜标称倍率N7X10x30X60X标准刻度尺刻线格数Z100503020"(4)计算测微器刻度套简上一格刻度间距所代表的实际被测值（即分度值）CtC=1Z2A式中T标准刻度尺的刻度间距（10um）。把从自镜测微器测得的十点读数的平均值乘上C值，即可求得R，值：R,=Ch思考题1为什么只测量光带一边的最高点（蜂）和最低点（谷）？2.测量表面粗糙度还有哪些方法？其应用范围如何？3.用双管显微镜测量表面粗精度为什么要确定分度值C？如何确定？11
用千涉显微镜测量实验3—2表面粗糙度一、实验目的2.熟悉用干涉显微镜测量表面粗槛度的原理和方法3.加深对不平度平均高度R的理解二、实验内容.用6JA型干涉显微镜测量表面粗糙度的R，值。三、测量原理及计量器具说明干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合，用光波干涉原理来反映出被测工件的粗糙程度。由于表面粗糙度是微观不平度，所以用昱微镜进行高倍放大后以便观察和测量，干沙显微镜一般用于测量0.8-0.025um的R值，图1为6JA型干涉墨微镜的外观图图2为该仪器的光学系统图，由光源1发出的光束，通过聚光镜2、4、8（3是德色片），经分光镜9分成两束。其中一束经补偿板10、物镜11至被测表面18，再经原光路返回至分光镜9，反射至目镜19.另一光束由分光错9反射（避光板20移出），经物镜12射至参考镜13上，再由原光路返回，并适过分光镜9，也射向目镜19.两路光束相遇送加产生干涉，通过目镜19来观察。由于被测表面有微小的峰、谷存在，峰、谷处的光程不一样，造成干涉条纹的弯曲。相应部位蜂、谷的高度差h，与干涉条纹湾曲量a和干沙条纹间距b有关（图5b），其关系式为：a元h=b2式中，入为测量中的光波长。本实验就是利用测量干涉条纹弯曲量a和干涉条纹间距b来确定R值的。10图212