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表面粗糙度檢測(cè)
日期：2025-01-11 22:29
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摘要：
表面粗糙度的檢測(cè)方法有比較測(cè)量法、非接觸測(cè)量法、接觸測(cè)量法和模法
比較法是將被測(cè)表面與已知其評(píng)定參數(shù)值的粗糙度樣板相比較，如被測(cè)表面較光滑時(shí)，可借肋于放大鏡、比較顯微鏡進(jìn)行比較，以提高檢測(cè)精度。比較樣板的選擇應(yīng)使其材料、形狀和加方法與被測(cè)工件盡量相同。比較法簡(jiǎn)便實(shí)用，適合于車(chē)間條件下判斷中、低精度的表面。比較法的判斷準(zhǔn)確程度在很大程度上與檢驗(yàn)人員的技術(shù)熟練程度有關(guān)。
非接觸測(cè)量法包括光切法、干涉法、激光反射法和激光全息法。光切法顯微鏡是利用“光切原理”測(cè)量表面粗糙度的方法。干涉法是干涉顯微鏡利用光波干涉原理在被測(cè)表面上產(chǎn)生干涉條紋，通過(guò)測(cè)量表面干涉條紋的彎曲度，實(shí)現(xiàn)對(duì)表面粗糙度的測(cè)量。激光反射法是通過(guò)激光束以一定的角度照射到被測(cè)表面，通過(guò)觀測(cè)反射強(qiáng)弱測(cè)出表面粗糙度。激光全息法的基本原理是以激光照射被測(cè)表面，利用相干輻射，拍攝被測(cè)表面的全息照片獲得一組表面輪廓的干涉圖形，然后用硅光電池測(cè)量黑白條紋的強(qiáng)度分布，測(cè)出黑白條紋反差比，從而評(píng)定被測(cè)表面的粗糙度程度。
接觸測(cè)量法常用的是針描法。針描法是利用儀器的觸針在被測(cè)表面上輕輕劃過(guò)，被測(cè)表面的微觀不平輪廓將使觸針作垂直方向的位移。再通過(guò)傳感器將位移變化量轉(zhuǎn)換成電量的變化，經(jīng)信號(hào)放大和積分計(jì)算后，在顯示器上示出被測(cè)表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)值。亦可由記錄器繪制出被測(cè)表面的微觀輪廓圖形。按針描法原理設(shè)計(jì)制造的表面粗糙度測(cè)量?jī)x器通常稱(chēng)為輪廓儀。根據(jù)轉(zhuǎn)換原理的不同，可以有電感式輪廓儀、電容式輪廓儀、壓電式輪廓儀等。輪廓儀可測(cè)Ra、Rz、 Ry 、S、Sm及tp等多個(gè)參數(shù)。
印模法是用塑性材料將被測(cè)表面復(fù)制下來(lái)制成印模，再對(duì)印模進(jìn)行測(cè)量的間接方法。常用的印模材料有川蠟、石臘、塞璐珞、低熔點(diǎn)合金等。由于印模材料不可能完全填滿被測(cè)表面的谷底，取下印模時(shí)又會(huì)使波峰被削平，因此印模的高度參數(shù)值通常比被測(cè)表面的高度參數(shù)實(shí)際值小，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正。印模法一般適用于內(nèi)表面粗糙度的檢測(cè)。
螺紋的檢測(cè)
螺紋的檢測(cè)分綜合檢驗(yàn)和單項(xiàng)測(cè)量。
綜合檢驗(yàn)常用的量規(guī)是螺紋量規(guī)和光滑極限量規(guī)。用它們檢驗(yàn)螺紋時(shí)，只能判斷被檢測(cè)螺紋是否合格，而不能測(cè)出螺紋參數(shù)的具體數(shù)值。螺紋量規(guī)分為螺紋塞規(guī)和環(huán)規(guī)，螺紋塞規(guī)和環(huán)規(guī)又分為“通規(guī)”和“止規(guī)”。綜合檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是效率高，適用于大批量生產(chǎn)。
單項(xiàng)測(cè)量是對(duì)螺紋的各參數(shù)如中徑d2、螺距p、牙型半角α/2等分別進(jìn)行測(cè)量，主要用于精密螺紋，如螺紋量規(guī)、測(cè)微螺桿等；其次在加工過(guò)程中，為分析工藝因素對(duì)各參數(shù)加工精度的影響，也要進(jìn)行單項(xiàng)測(cè)量。該測(cè)量主要用于單件或小批量生產(chǎn)。常用的測(cè)量器具有螺紋百分尺、萬(wàn)能工具顯微鏡等。
圓柱漸開(kāi)線齒輪的綜合測(cè)量
綜合測(cè)量可以分為單面嚙合測(cè)量和雙面嚙合綜合測(cè)量?jī)煞N。
單面嚙合測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合，測(cè)量運(yùn)動(dòng)接近于使用過(guò)程，測(cè)量結(jié)果能連續(xù)地反映出齒輪所有嚙合點(diǎn)上的誤差，以及包括切向誤差和徑向誤差的綜合（如幾何偏心與運(yùn)動(dòng)偏心，兩偏心在工作中可能互相抵消，也可能彼此迭加，故單項(xiàng)誤差評(píng)定齒輪質(zhì)量是不完善的），能更充分而**的反映使用質(zhì)量，且測(cè)量效率高，因此常用于成批生產(chǎn)的完工檢驗(yàn)。單面嚙合測(cè)量是在單嚙儀上進(jìn)行的。檢測(cè)時(shí)使被測(cè)齒輪在公稱(chēng)中心距下與測(cè)量組件（測(cè)量齒輪或測(cè)量螺桿）單面嚙合，測(cè)量其回轉(zhuǎn)角的變化。
雙面嚙合綜合測(cè)量是通過(guò)測(cè)量雙嚙中心距的變動(dòng)來(lái)測(cè)量徑向綜合誤差ΔF″i和一齒徑向綜合誤差Δf″i的。齒輪雙面嚙合綜合測(cè)量可在雙面嚙合綜合檢查儀進(jìn)行。雙面嚙合綜合測(cè)量的缺點(diǎn)是與齒輪工作狀態(tài)不相符。其測(cè)量結(jié)果是輪齒兩齒面誤差的綜合反映，且只能反映齒輪徑向誤差。
圓柱漸開(kāi)線齒輪的單項(xiàng)參數(shù)測(cè)量
圓柱漸開(kāi)線齒輪單項(xiàng)參數(shù)測(cè)量的主要參數(shù)有齒距的測(cè)量、齒圈徑向跳動(dòng)誤差的測(cè)量、公法線長(zhǎng)度的測(cè)量、齒形誤差的測(cè)量、基節(jié)偏差的測(cè)量、齒厚偏差的測(cè)量
齒距的測(cè)量包括齒距累積誤差(ΔFp)及齒距偏差(ΔFpt)兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量。各種齒距誤差(ΔFp、、Δfpt)的測(cè)量?jī)x器和方法雖各不相同，但其基本原理是相同的，可分為相對(duì)測(cè)量和**測(cè)量?jī)煞N。將測(cè)量所得數(shù)據(jù)按不同方法進(jìn)行處理，可以得到相應(yīng)的誤差值。
齒圈徑向跳動(dòng)ΔFr可以在專(zhuān)用齒輪跳動(dòng)檢查儀或萬(wàn)能測(cè)齒儀上測(cè)量，也可以用普通**座和千分表、圓棒、表架組合測(cè)量。該法效率較低，適用于單件、小批生產(chǎn)。
公法線長(zhǎng)度可用公法線千分尺或公法線卡規(guī)測(cè)量。測(cè)量公法線長(zhǎng)度時(shí)，要求測(cè)量器具的兩平行測(cè)量面與被測(cè)齒輪的異側(cè)齒面在分度圓附近相切。對(duì)于齒形角α=60º的齒輪，按n=（Z/9）+0.5選擇跨齒數(shù)。
模數(shù)為中等大小的齒輪，其齒形誤差一般在專(zhuān)用的漸開(kāi)線檢查儀上測(cè)量，小模數(shù)齒輪的齒形誤差則可在投影儀或萬(wàn)能工具顯微鏡上測(cè)量。
基節(jié)偏可用基節(jié)儀、萬(wàn)能測(cè)齒儀測(cè)量，也可在萬(wàn)能工具顯微鏡上測(cè)量。測(cè)量前，先按公稱(chēng)基節(jié)Pb=πmcosα組合量塊，并夾持在量塊夾中，再以此調(diào)整活動(dòng)量腳與固定量腳間距離，并把指示表對(duì)零。然后在均布方位測(cè)量6處，取其**值**的實(shí)際偏差作測(cè)量結(jié)果。
由于測(cè)量弧齒厚比較困難，通常都是測(cè)量弦齒厚，并以弦齒厚偏差代替弧齒厚偏差。通常用游標(biāo)式或光學(xué)式齒厚卡尺以齒頂圓為定位基準(zhǔn)測(cè)量齒厚，齒厚卡尺多用于測(cè)量中等精度以下的齒輪。因齒頂圓直徑存在加工誤差，為消除其對(duì)測(cè)量的影響，應(yīng)用實(shí)際弦齒高代替
比較法是將被測(cè)表面與已知其評(píng)定參數(shù)值的粗糙度樣板相比較，如被測(cè)表面較光滑時(shí)，可借肋于放大鏡、比較顯微鏡進(jìn)行比較，以提高檢測(cè)精度。比較樣板的選擇應(yīng)使其材料、形狀和加方法與被測(cè)工件盡量相同。比較法簡(jiǎn)便實(shí)用，適合于車(chē)間條件下判斷中、低精度的表面。比較法的判斷準(zhǔn)確程度在很大程度上與檢驗(yàn)人員的技術(shù)熟練程度有關(guān)。
非接觸測(cè)量法包括光切法、干涉法、激光反射法和激光全息法。光切法顯微鏡是利用“光切原理”測(cè)量表面粗糙度的方法。干涉法是干涉顯微鏡利用光波干涉原理在被測(cè)表面上產(chǎn)生干涉條紋，通過(guò)測(cè)量表面干涉條紋的彎曲度，實(shí)現(xiàn)對(duì)表面粗糙度的測(cè)量。激光反射法是通過(guò)激光束以一定的角度照射到被測(cè)表面，通過(guò)觀測(cè)反射強(qiáng)弱測(cè)出表面粗糙度。激光全息法的基本原理是以激光照射被測(cè)表面，利用相干輻射，拍攝被測(cè)表面的全息照片獲得一組表面輪廓的干涉圖形，然后用硅光電池測(cè)量黑白條紋的強(qiáng)度分布，測(cè)出黑白條紋反差比，從而評(píng)定被測(cè)表面的粗糙度程度。
接觸測(cè)量法常用的是針描法。針描法是利用儀器的觸針在被測(cè)表面上輕輕劃過(guò)，被測(cè)表面的微觀不平輪廓將使觸針作垂直方向的位移。再通過(guò)傳感器將位移變化量轉(zhuǎn)換成電量的變化，經(jīng)信號(hào)放大和積分計(jì)算后，在顯示器上示出被測(cè)表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)值。亦可由記錄器繪制出被測(cè)表面的微觀輪廓圖形。按針描法原理設(shè)計(jì)制造的表面粗糙度測(cè)量?jī)x器通常稱(chēng)為輪廓儀。根據(jù)轉(zhuǎn)換原理的不同，可以有電感式輪廓儀、電容式輪廓儀、壓電式輪廓儀等。輪廓儀可測(cè)Ra、Rz、 Ry 、S、Sm及tp等多個(gè)參數(shù)。
印模法是用塑性材料將被測(cè)表面復(fù)制下來(lái)制成印模，再對(duì)印模進(jìn)行測(cè)量的間接方法。常用的印模材料有川蠟、石臘、塞璐珞、低熔點(diǎn)合金等。由于印模材料不可能完全填滿被測(cè)表面的谷底，取下印模時(shí)又會(huì)使波峰被削平，因此印模的高度參數(shù)值通常比被測(cè)表面的高度參數(shù)實(shí)際值小，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正。印模法一般適用于內(nèi)表面粗糙度的檢測(cè)。
螺紋的檢測(cè)
螺紋的檢測(cè)分綜合檢驗(yàn)和單項(xiàng)測(cè)量。
綜合檢驗(yàn)常用的量規(guī)是螺紋量規(guī)和光滑極限量規(guī)。用它們檢驗(yàn)螺紋時(shí)，只能判斷被檢測(cè)螺紋是否合格，而不能測(cè)出螺紋參數(shù)的具體數(shù)值。螺紋量規(guī)分為螺紋塞規(guī)和環(huán)規(guī)，螺紋塞規(guī)和環(huán)規(guī)又分為“通規(guī)”和“止規(guī)”。綜合檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是效率高，適用于大批量生產(chǎn)。
單項(xiàng)測(cè)量是對(duì)螺紋的各參數(shù)如中徑d2、螺距p、牙型半角α/2等分別進(jìn)行測(cè)量，主要用于精密螺紋，如螺紋量規(guī)、測(cè)微螺桿等；其次在加工過(guò)程中，為分析工藝因素對(duì)各參數(shù)加工精度的影響，也要進(jìn)行單項(xiàng)測(cè)量。該測(cè)量主要用于單件或小批量生產(chǎn)。常用的測(cè)量器具有螺紋百分尺、萬(wàn)能工具顯微鏡等。
圓柱漸開(kāi)線齒輪的綜合測(cè)量
綜合測(cè)量可以分為單面嚙合測(cè)量和雙面嚙合綜合測(cè)量?jī)煞N。
單面嚙合測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是被測(cè)齒輪與測(cè)量齒輪單面嚙合，測(cè)量運(yùn)動(dòng)接近于使用過(guò)程，測(cè)量結(jié)果能連續(xù)地反映出齒輪所有嚙合點(diǎn)上的誤差，以及包括切向誤差和徑向誤差的綜合（如幾何偏心與運(yùn)動(dòng)偏心，兩偏心在工作中可能互相抵消，也可能彼此迭加，故單項(xiàng)誤差評(píng)定齒輪質(zhì)量是不完善的），能更充分而**的反映使用質(zhì)量，且測(cè)量效率高，因此常用于成批生產(chǎn)的完工檢驗(yàn)。單面嚙合測(cè)量是在單嚙儀上進(jìn)行的。檢測(cè)時(shí)使被測(cè)齒輪在公稱(chēng)中心距下與測(cè)量組件（測(cè)量齒輪或測(cè)量螺桿）單面嚙合，測(cè)量其回轉(zhuǎn)角的變化。
雙面嚙合綜合測(cè)量是通過(guò)測(cè)量雙嚙中心距的變動(dòng)來(lái)測(cè)量徑向綜合誤差ΔF″i和一齒徑向綜合誤差Δf″i的。齒輪雙面嚙合綜合測(cè)量可在雙面嚙合綜合檢查儀進(jìn)行。雙面嚙合綜合測(cè)量的缺點(diǎn)是與齒輪工作狀態(tài)不相符。其測(cè)量結(jié)果是輪齒兩齒面誤差的綜合反映，且只能反映齒輪徑向誤差。
圓柱漸開(kāi)線齒輪的單項(xiàng)參數(shù)測(cè)量
圓柱漸開(kāi)線齒輪單項(xiàng)參數(shù)測(cè)量的主要參數(shù)有齒距的測(cè)量、齒圈徑向跳動(dòng)誤差的測(cè)量、公法線長(zhǎng)度的測(cè)量、齒形誤差的測(cè)量、基節(jié)偏差的測(cè)量、齒厚偏差的測(cè)量
齒距的測(cè)量包括齒距累積誤差(ΔFp)及齒距偏差(ΔFpt)兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量。各種齒距誤差(ΔFp、、Δfpt)的測(cè)量?jī)x器和方法雖各不相同，但其基本原理是相同的，可分為相對(duì)測(cè)量和**測(cè)量?jī)煞N。將測(cè)量所得數(shù)據(jù)按不同方法進(jìn)行處理，可以得到相應(yīng)的誤差值。
齒圈徑向跳動(dòng)ΔFr可以在專(zhuān)用齒輪跳動(dòng)檢查儀或萬(wàn)能測(cè)齒儀上測(cè)量，也可以用普通**座和千分表、圓棒、表架組合測(cè)量。該法效率較低，適用于單件、小批生產(chǎn)。
公法線長(zhǎng)度可用公法線千分尺或公法線卡規(guī)測(cè)量。測(cè)量公法線長(zhǎng)度時(shí)，要求測(cè)量器具的兩平行測(cè)量面與被測(cè)齒輪的異側(cè)齒面在分度圓附近相切。對(duì)于齒形角α=60º的齒輪，按n=（Z/9）+0.5選擇跨齒數(shù)。
模數(shù)為中等大小的齒輪，其齒形誤差一般在專(zhuān)用的漸開(kāi)線檢查儀上測(cè)量，小模數(shù)齒輪的齒形誤差則可在投影儀或萬(wàn)能工具顯微鏡上測(cè)量。
基節(jié)偏可用基節(jié)儀、萬(wàn)能測(cè)齒儀測(cè)量，也可在萬(wàn)能工具顯微鏡上測(cè)量。測(cè)量前，先按公稱(chēng)基節(jié)Pb=πmcosα組合量塊，并夾持在量塊夾中，再以此調(diào)整活動(dòng)量腳與固定量腳間距離，并把指示表對(duì)零。然后在均布方位測(cè)量6處，取其**值**的實(shí)際偏差作測(cè)量結(jié)果。
由于測(cè)量弧齒厚比較困難，通常都是測(cè)量弦齒厚，并以弦齒厚偏差代替弧齒厚偏差。通常用游標(biāo)式或光學(xué)式齒厚卡尺以齒頂圓為定位基準(zhǔn)測(cè)量齒厚，齒厚卡尺多用于測(cè)量中等精度以下的齒輪。因齒頂圓直徑存在加工誤差，為消除其對(duì)測(cè)量的影響，應(yīng)用實(shí)際弦齒高代替
