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表面粗糙度檢測
日期：2025-05-09 19:10
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摘要：
表面粗糙度的檢測方法有比較測量法、非接觸測量法、接觸測量法和模法
比較法是將被測表面與已知其評定參數(shù)值的粗糙度樣板相比較，如被測表面較光滑時，可借肋于放大鏡、比較顯微鏡進(jìn)行比較，以提高檢測精度。比較樣板的選擇應(yīng)使其材料、形狀和加方法與被測工件盡量相同。比較法簡便實(shí)用，適合于車間條件下判斷中、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表面上產(chǎn)生干涉條紋，通過測量表面干涉條紋的彎曲度，實(shí)現(xiàn)對表面粗糙度的測量。激光反射法是通過激光束以一定的角度照射到被測表面，通過觀測反射強(qiáng)弱測出表面粗糙度。激光全息法的基本原理是以激光照射被測表面，利用相干輻射，拍攝被測表面的全息照片獲得一組表面輪廓的干涉圖形，然后用硅光電池測量黑白條紋的強(qiáng)度分布，測出黑白條紋反差比，從而評定被測表面的粗糙度程度。
接觸測量法常用的是針描法。針描法是利用儀器的觸針在被測表面上輕輕劃過，被測表面的微觀不平輪廓將使觸針作垂直方向的位移。再通過傳感器將位移變化量轉(zhuǎn)換成電量的變化，經(jīng)信號放大和積分計(jì)算后，在顯示器上示出被測表面粗糙度的評定參數(shù)值。亦可由記錄器繪制出被測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量儀器通常稱為輪廓儀。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Ra、Rz、 Ry 、S、Sm及tp等多個參數(shù)。
印模法是用塑性材料將被測表面復(fù)制下來制成印模，再對印模進(jìn)行測量的間接方法。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表面的谷底，取下印模時又會使波峰被削平，因此印模的高度參數(shù)值通常比被測表面的高度參數(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。
螺紋的檢測
螺紋的檢測分綜合檢驗(yàn)和單項(xiàng)測量。
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，只能判斷被檢測螺紋是否合格，而不能測出螺紋參數(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)測量是對螺紋的各參數(shù)如中徑d2、螺距p、牙型半角α/2等分別進(jìn)行測量，主要用于精密螺紋，如螺紋量規(guī)、測微螺桿等；其次在加工過程中，為分析工藝因素對各參數(shù)加工精度的影響，也要進(jìn)行單項(xiàng)測量。該測量主要用于單件或小批量生產(chǎn)。常用的測量器具有螺紋百分尺、萬能工具顯微鏡等。
圓柱漸開線齒輪的綜合測量
綜合測量可以分為單面嚙合測量和雙面嚙合綜合測量兩種。
單面嚙合測量的優(yōu)點(diǎn)是被測齒輪與測量齒輪單面嚙合，測量運(yùn)動接近于使用過程，測量結(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)。單面嚙合測量是在單嚙儀上進(jìn)行的。檢測時使被測齒輪在公稱中心距下與測量組件（測量齒輪或測量螺桿）單面嚙合，測量其回轉(zhuǎn)角的變化。
雙面嚙合綜合測量是通過測量雙嚙中心距的變動來測量徑向綜合誤差ΔF″i和一齒徑向綜合誤差Δf″i的。齒輪雙面嚙合綜合測量可在雙面嚙合綜合檢查儀進(jìn)行。雙面嚙合綜合測量的缺點(diǎn)是與齒輪工作狀態(tài)不相符。其測量結(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。
圓柱漸開線齒輪的單項(xiàng)參數(shù)測量
圓柱漸開線齒輪單項(xiàng)參數(shù)測量的主要參數(shù)有齒距的測量、齒圈徑向跳動誤差的測量、公法線長度的測量、齒形誤差的測量、基節(jié)偏差的測量、齒厚偏差的測量
齒距的測量包括齒距累積誤差(ΔFp)及齒距偏差(ΔFpt)兩個參數(shù)的測量。各種齒距誤差(ΔFp、、Δfpt)的測量儀器和方法雖各不相同，但其基本原理是相同的，可分為相對測量和**測量兩種。將測量所得數(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ΔFr可以在專用齒輪跳動檢查儀或萬能測齒儀上測量，也可以用普通**座和千分表、圓棒、表架組合測量。該法效率較低，適用于單件、小批生產(chǎn)。
公法線長度可用公法線千分尺或公法線卡規(guī)測量。測量公法線長度時，要求測量器具的兩平行測量面與被測齒輪的異側(cè)齒面在分度圓附近相切。對于齒形角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用的漸開線檢查儀上測量，小模數(shù)齒輪的齒形誤差則可在投影儀或萬能工具顯微鏡上測量。
基節(jié)偏可用基節(jié)儀、萬能測齒儀測量，也可在萬能工具顯微鏡上測量。測量前，先按公稱基節(jié)Pb=πmcosα組合量塊，并夾持在量塊夾中，再以此調(diào)整活動量腳與固定量腳間距離，并把指示表對零。然后在均布方位測量6處，取其**值**的實(shí)際偏差作測量結(jié)果。
由于測量弧齒厚比較困難，通常都是測量弦齒厚，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)測量齒厚，齒厚卡尺多用于測量中等精度以下的齒輪。因齒頂圓直徑存在加工誤差，為消除其對測量的影響，應(yīng)用實(shí)際弦齒高代替
比較法是將被測表面與已知其評定參數(shù)值的粗糙度樣板相比較，如被測表面較光滑時，可借肋于放大鏡、比較顯微鏡進(jìn)行比較，以提高檢測精度。比較樣板的選擇應(yīng)使其材料、形狀和加方法與被測工件盡量相同。比較法簡便實(shí)用，適合于車間條件下判斷中、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表面上產(chǎn)生干涉條紋，通過測量表面干涉條紋的彎曲度，實(shí)現(xiàn)對表面粗糙度的測量。激光反射法是通過激光束以一定的角度照射到被測表面，通過觀測反射強(qiáng)弱測出表面粗糙度。激光全息法的基本原理是以激光照射被測表面，利用相干輻射，拍攝被測表面的全息照片獲得一組表面輪廓的干涉圖形，然后用硅光電池測量黑白條紋的強(qiáng)度分布，測出黑白條紋反差比，從而評定被測表面的粗糙度程度。
接觸測量法常用的是針描法。針描法是利用儀器的觸針在被測表面上輕輕劃過，被測表面的微觀不平輪廓將使觸針作垂直方向的位移。再通過傳感器將位移變化量轉(zhuǎn)換成電量的變化，經(jīng)信號放大和積分計(jì)算后，在顯示器上示出被測表面粗糙度的評定參數(shù)值。亦可由記錄器繪制出被測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量儀器通常稱為輪廓儀。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Ra、Rz、 Ry 、S、Sm及tp等多個參數(shù)。
印模法是用塑性材料將被測表面復(fù)制下來制成印模，再對印模進(jìn)行測量的間接方法。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表面的谷底，取下印模時又會使波峰被削平，因此印模的高度參數(shù)值通常比被測表面的高度參數(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。
螺紋的檢測
螺紋的檢測分綜合檢驗(yàn)和單項(xiàng)測量。
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，只能判斷被檢測螺紋是否合格，而不能測出螺紋參數(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)測量是對螺紋的各參數(shù)如中徑d2、螺距p、牙型半角α/2等分別進(jìn)行測量，主要用于精密螺紋，如螺紋量規(guī)、測微螺桿等；其次在加工過程中，為分析工藝因素對各參數(shù)加工精度的影響，也要進(jìn)行單項(xiàng)測量。該測量主要用于單件或小批量生產(chǎn)。常用的測量器具有螺紋百分尺、萬能工具顯微鏡等。
圓柱漸開線齒輪的綜合測量
綜合測量可以分為單面嚙合測量和雙面嚙合綜合測量兩種。
單面嚙合測量的優(yōu)點(diǎn)是被測齒輪與測量齒輪單面嚙合，測量運(yùn)動接近于使用過程，測量結(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)。單面嚙合測量是在單嚙儀上進(jìn)行的。檢測時使被測齒輪在公稱中心距下與測量組件（測量齒輪或測量螺桿）單面嚙合，測量其回轉(zhuǎn)角的變化。
雙面嚙合綜合測量是通過測量雙嚙中心距的變動來測量徑向綜合誤差ΔF″i和一齒徑向綜合誤差Δf″i的。齒輪雙面嚙合綜合測量可在雙面嚙合綜合檢查儀進(jìn)行。雙面嚙合綜合測量的缺點(diǎn)是與齒輪工作狀態(tài)不相符。其測量結(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。
圓柱漸開線齒輪的單項(xiàng)參數(shù)測量
圓柱漸開線齒輪單項(xiàng)參數(shù)測量的主要參數(shù)有齒距的測量、齒圈徑向跳動誤差的測量、公法線長度的測量、齒形誤差的測量、基節(jié)偏差的測量、齒厚偏差的測量
齒距的測量包括齒距累積誤差(ΔFp)及齒距偏差(ΔFpt)兩個參數(shù)的測量。各種齒距誤差(ΔFp、、Δfpt)的測量儀器和方法雖各不相同，但其基本原理是相同的，可分為相對測量和**測量兩種。將測量所得數(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ΔFr可以在專用齒輪跳動檢查儀或萬能測齒儀上測量，也可以用普通**座和千分表、圓棒、表架組合測量。該法效率較低，適用于單件、小批生產(chǎn)。
公法線長度可用公法線千分尺或公法線卡規(guī)測量。測量公法線長度時，要求測量器具的兩平行測量面與被測齒輪的異側(cè)齒面在分度圓附近相切。對于齒形角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用的漸開線檢查儀上測量，小模數(shù)齒輪的齒形誤差則可在投影儀或萬能工具顯微鏡上測量。
基節(jié)偏可用基節(jié)儀、萬能測齒儀測量，也可在萬能工具顯微鏡上測量。測量前，先按公稱基節(jié)Pb=πmcosα組合量塊，并夾持在量塊夾中，再以此調(diào)整活動量腳與固定量腳間距離，并把指示表對零。然后在均布方位測量6處，取其**值**的實(shí)際偏差作測量結(jié)果。
由于測量弧齒厚比較困難，通常都是測量弦齒厚，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)測量齒厚，齒厚卡尺多用于測量中等精度以下的齒輪。因齒頂圓直徑存在加工誤差，為消除其對測量的影響，應(yīng)用實(shí)際弦齒高代替
