?粗糙度測(cè)量?jī)x(表面粗糙度儀)是用于檢測(cè)物體表面微觀不平度(粗糙度)的精密儀器,通過(guò)接觸式或非接觸式方法測(cè)量表面輪廓參數(shù),廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、汽車制造、航空航天等領(lǐng)域,確保產(chǎn)品表面質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
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粗糙度測(cè)量?jī)x的使用需遵循 “準(zhǔn)備→校準(zhǔn)→測(cè)量→數(shù)據(jù)處理” 的流程,確保操作規(guī)范以獲得準(zhǔn)確結(jié)果。以下是詳細(xì)步驟及注意事項(xiàng):
一、測(cè)量前準(zhǔn)備
1. 環(huán)境與設(shè)備檢查
環(huán)境要求:
溫度控制在 20±2℃(避免溫度劇烈變化導(dǎo)致儀器或工件熱變形);
遠(yuǎn)離振動(dòng)源(如機(jī)床、風(fēng)扇)和強(qiáng)電磁干擾(如電焊機(jī)),必要時(shí)使用防震臺(tái);
清潔工作臺(tái)面,避免粉塵、油污影響工件放置穩(wěn)定性。
設(shè)備檢查:
確認(rèn)儀器電源連接正常(電池款需電量充足),開(kāi)機(jī)后自檢無(wú)報(bào)錯(cuò)(如 “E01” 等錯(cuò)誤代碼需排查故障);
檢查探針(接觸式):金剛石針尖無(wú)磨損、變形,若針尖有缺口需更換(磨損會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值偏?。?br>檢查光學(xué)鏡頭(非接觸式):鏡頭表面無(wú)灰塵、指紋,可用專用鏡頭紙輕輕擦拭。
2. 工件處理
用無(wú)水乙醇或?qū)S们鍧崉┎潦帽粶y(cè)表面,去除油污、鐵屑、氧化皮等雜質(zhì)(雜質(zhì)會(huì)被誤判為粗糙度特征);
若工件有磁性,需先消磁(如用退磁器),避免吸附鐵屑影響探針或光學(xué)測(cè)量;
對(duì)于曲面、內(nèi)孔等特殊表面,準(zhǔn)備適配的工裝夾具(如 V 型塊固定軸類工件,內(nèi)孔專用測(cè)桿)。
二、儀器校準(zhǔn)(關(guān)鍵步驟,確保精度)
校準(zhǔn)是消除系統(tǒng)誤差的核心,需使用標(biāo)準(zhǔn)粗糙度樣塊(需經(jīng)計(jì)量認(rèn)證,如 Ra=0.8μm、Ra=3.2μm):
接觸式測(cè)量?jī)x校準(zhǔn):
將標(biāo)準(zhǔn)樣塊平穩(wěn)放置在工作臺(tái)上,確保樣塊表面與儀器測(cè)量方向平行;
選擇與樣塊參數(shù)匹配的測(cè)量模式(如 “Ra”“Rz”)和取樣長(zhǎng)度(如 0.8mm、2.5mm,需與樣塊標(biāo)注一致);
移動(dòng)探針至樣塊平整區(qū)域,降下探針使其輕觸表面(接觸壓力約 0.1-0.5mN,避免用力過(guò)大損壞針尖);
啟動(dòng)校準(zhǔn)程序,儀器自動(dòng)測(cè)量樣塊并與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比,偏差需≤10%(如標(biāo)準(zhǔn) Ra=0.8μm,測(cè)量值應(yīng)在 0.72-0.88μm 范圍內(nèi)),否則需通過(guò)儀器 “校準(zhǔn)” 功能修正。
非接觸式測(cè)量?jī)x校準(zhǔn):
放置標(biāo)準(zhǔn)樣塊,調(diào)整激光 / 白光光路,確保光斑清晰聚焦在樣塊表面(通過(guò)屏幕觀察圖像清晰度);
選擇對(duì)應(yīng)參數(shù)模式,執(zhí)行校準(zhǔn)程序,儀器通過(guò)樣塊反射光校準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)偏差,完成后保存校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
三、正式測(cè)量操作
1. 放置工件與定位
將工件固定在工作臺(tái)上(平面工件用夾具壓緊,軸類工件用 V 型塊支撐),確保測(cè)量過(guò)程中無(wú)晃動(dòng);
調(diào)整工件位置,使被測(cè)區(qū)域位于探針 / 鏡頭的測(cè)量范圍內(nèi),且測(cè)量方向與表面加工紋理垂直(如車床加工的軸向紋理,測(cè)量方向需沿徑向,避免紋理方向影響結(jié)果)。
2. 設(shè)置測(cè)量參數(shù)
取樣長(zhǎng)度(Lc):根據(jù)表面粗糙度等級(jí)選擇(如 Ra≤0.025μm 選 0.08mm;0.025μm<Ra≤0.1μm 選 0.25mm;Ra>0.1μm 選 0.8mm 或 2.5mm,具體參考 GB/T 1031 標(biāo)準(zhǔn));
評(píng)定長(zhǎng)度(Ln):通常為取樣長(zhǎng)度的 5 倍(如 Lc=0.8mm 時(shí),Ln=4mm),確保覆蓋足夠多的表面特征;
測(cè)量參數(shù):根據(jù)需求選擇(如機(jī)械加工常用 Ra,涂層表面常用 Rz),部分儀器可同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù)。
3. 執(zhí)行測(cè)量
接觸式:
手動(dòng)或電動(dòng)控制探針移動(dòng)至被測(cè)區(qū)域上方,緩慢降下探針至接觸表面(聽(tīng)到 “嘀” 聲或屏幕顯示 “接觸”);
按下 “測(cè)量” 鍵,探針沿設(shè)定方向勻速掃描(速度通常 1-5mm/s),屏幕實(shí)時(shí)顯示輪廓曲線;
測(cè)量結(jié)束后,探針自動(dòng)抬起,記錄顯示的參數(shù)值(如 Ra=1.2μm)。
非接觸式(激光 / 白光):
調(diào)整鏡頭焦距,使屏幕上的表面圖像清晰(聚焦不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致高度測(cè)量誤差);
框選測(cè)量區(qū)域(避免包含工件邊緣或缺陷),啟動(dòng)掃描,儀器通過(guò)光學(xué)信號(hào)重建輪廓并計(jì)算參數(shù);
復(fù)雜曲面測(cè)量時(shí),需設(shè)置多角度掃描或聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng),確保全面覆蓋被測(cè)區(qū)域。
四、數(shù)據(jù)處理與記錄
單次測(cè)量完成后,建議在同一區(qū)域重復(fù)測(cè)量 3-5 次,取平均值(減少隨機(jī)誤差,如表面局部缺陷的影響);
若測(cè)量值波動(dòng)過(guò)大(偏差>15%),需檢查工件是否固定牢固、探針是否磨損或光路是否偏移;
保存測(cè)量數(shù)據(jù)(可存儲(chǔ)在儀器內(nèi)存或?qū)С鲋岭娔X),記錄關(guān)鍵信息:工件編號(hào)、測(cè)量位置、參數(shù)值、測(cè)量日期、操作人員,便于追溯。
五、測(cè)量后維護(hù)
關(guān)閉儀器前,確保探針(接觸式)處于抬起狀態(tài),避免碰撞;
清潔探針或鏡頭:接觸式探針用軟布蘸酒精輕輕擦拭,非接觸式鏡頭用專用鏡頭紙清潔;
標(biāo)準(zhǔn)樣塊放回干燥盒保存,避免磕碰或污染;
儀器長(zhǎng)期不用時(shí),需斷開(kāi)電源,覆蓋防塵罩。
注意事項(xiàng)
軟質(zhì)材料(如橡膠、塑料)測(cè)量:接觸式需減小探針壓力(≤0.1mN),避免表面變形;優(yōu)先用非接觸式儀器。
內(nèi)孔測(cè)量:使用長(zhǎng)測(cè)桿(長(zhǎng)度需>孔深),確保探針能到達(dá)孔壁,測(cè)量方向與孔軸線垂直。
超光滑表面(Ra<0.02μm):需選擇高分辨率儀器(垂直分辨率≤0.001μm),并在無(wú)塵環(huán)境中測(cè)量。
通過(guò)規(guī)范操作,粗糙度測(cè)量?jī)x的測(cè)量誤差可控制在 5% 以內(nèi),為產(chǎn)品表面質(zhì)量判定提供可靠依據(jù)。