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第二次实验报告
表面粗糙度的测量
一、实验目的
（1）了解表面粗糙度的测量原理、常用方法以及需要测定的参量
（2）学习掌握TIME3202粗糙仪的使用方法
（3）加深对粗糙度Ra、Rz、Ry的理解
二、实验设备
TIME3202粗糙测试仪、表面粗糙度样板
三、实验内容
（1）、用表面粗糙度样板对12个6种加工方法的工件进行比较。
确定Ra、加工方法，记录试件号、Ra、加工方法、试件盒号。
（2）、用TIME3202粗糙仪测量待测试件的表面相关的参数
（3）使用TIME3202粗糙度计检测工件表面的粗糙度值，传输进入计算机软件，绘制成为精确地曲线。
四、实验结果
（1）比较法：
将被测表面直接与表面粗糙度样板（图一）直接进行比较，前提是两者的加工方法和材料应该尽可能相同，否则将产生较大的误差。
可以用眼或者放大镜比较，也可用手摸，用指甲划动的感觉来判断被测表面的粗糙度，但是用于比较粗糙度的样板不能用手直接触摸，防止生锈——这种方法用于车间或者Ra值比较，这个比较的准确性很大程度上取决于检验人员的经验。
盘号
试件号
Ra（μm）
加工方法
材料
2
A
6.3
车床
45号钢
O
6.3
刨床
I
6.3
平铣
C
1.6
车床
K
1.6
平铣
E
6.3
立铣
Q
0.8
刨床
G
1.6
立铣
S
0.8
平磨
Y
0.1
外磨
U
0.1
平磨
W
0.4
外磨
图一
如图二所示为测量的结果
图二
（2）TIME3202粗糙仪测量
——测量原理：
测量表面粗糙度是，将传感器放在工件被测表面上，由仪器内部的驱动机构带动传感器沿被测表面做等速滑行，传感器通过内置的锐利触针感受被测表面的粗糙度，此时工件被测表面的粗糙度电感线圈的电感量发生变化，从而在相敏整流器的输出端产生与被测表面粗糙度成比例的模拟信号，该信号经过放大及电平转换之后进入数据采集系统，DSP芯片将采集的数据进行数字滤波和参数计算，测量结果在液晶显示器上读出，可以存储，也可以在打印机上输出，还可以与PC机进行通讯。
测量结果如图三
图三
工件材料：
碳化硅;加工方法：
电火花
可测量多种机加工零件的表面粗糙度，根据选定的测量条件计算相应的参数，在液晶显示器上清晰地显示出全部测量参数和轮廓图形。
下面介绍一下该粗糙度仪的各部分名称：
TS100传感器结构图
控制面板图
操作步骤：
五、注意事项
（1）实验时要戴上干净的白手套
（2）试件不要随意乱放，要从固定的盒中取出
（3）操作粗糙度测量仪时控制好下降的速度
（4）不要用手触摸测量头
六、其他表面粗糙度测量方法
（1）AFM的工作原理如图所示。
当将一个对微弱力极其敏感的微悬臂一端固定,另一端带有一微小探针（约10nm）接近被测试样至纳米级距离范围时,根据量子力学理论,在这个微小间隙内由于针尖尖端原子与样品表面原子间产生极微弱的原子排斥力。
由驱动控制系统控制X、Y、Z三维压电陶瓷微位移工作台带动其上的被测样品逼近探针并使探针相对扫描被测样品。
通过在扫描时控制该原子力的恒定,带有针尖的微悬臂在扫描被测样品时由于受针尖与样品表面原子间的作用力的作用而在垂直于样品表面的方向起伏运动。
利用微悬臂弯曲检测系统可测得微悬臂对应于各扫描点位置的弯曲变化,从而可以获得样品表面形貌的三维信息,其高度方向和水平方向的分辨力可分别达到0.1nm和1nm。
（2）178系列—便携式表面粗糙度测量仪
配备有符合最新ISO,DIN,ANSI,和JIS标准的36种粗糙度评价参数。
•一个宽范围、高分辨率的检测器和一个直接驱动元件，提供了在同类产品中更优越的高精度测量。
<范围／分辨率>——800μm/0.000125μm（8μm测量范围）<直线度／移动长度>——SJ-401驱动部:
0.3μm/25mm
•无轨检测器和弧形表面补偿功能使它能有效地评价圆柱体表面粗糙度。
•特细的阶差，直线度、波度均可用无轨测量功能测出。
•测量数据可通过RS-232C接口电缆（选件）由外部PC输出。
•带有粗糙度标准板。
•由数字滤波功能可得到全真的表面粗糙度轮廓图。
•GO/NG判断功能。
•自动校正功能。
七、实验总结
这次实验我们对于粗糙度有了一定的了解和掌握，我们知道面粗糙度影响零件的耐磨性。
表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。
通过查资料得知，表面粗糙度影响配合性质的稳定性，影响零件的疲劳强度，影响零件的抗腐蚀性，影响零件的密封性，影响零件的接触刚度，影响零件的测量精度。
这次实验是应用精密仪器测量实验数据的例子，为了保证实验的误差尽可能的符合理论值，一个办法就是应用精密仪器进行测量，这样在仪器上的误差就会大大减少。
创新无处不在，只要我们肯动脑子多去想想，多去观察生活中的事情，可能会有新的灵感和发现。
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