- 質(zhì)保:一年
- 特點:測量精準(zhǔn)
粗糙度測量儀是一種用于精/確測量工件表面微觀幾何形狀特性(即粗糙度)的精密儀器,主要用于評估表面加工質(zhì)量、控制工藝精度和確保產(chǎn)品性能。以下從原理、分類、應(yīng)用、操作及選型等方面詳細(xì)介紹:
一、工作原理
粗糙度測量基于對表面輪廓的捕捉與分析,主要分為兩種技術(shù)路徑:
1. 接觸式(觸針式)
核心部件:金剛石觸針(尖端半徑通常為 2μm-5μm)、位移傳感器(電感式 / 壓電式)、信號處理器。
測量過程:觸針沿工件表面勻速滑行,隨表面起伏產(chǎn)生垂直位移,傳感器將位移轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)濾波、放大后,通過算法計算出粗糙度參數(shù)(如 Ra、Rz 等)。
特點:成本較低、通用性強,但觸針可能劃傷敏感表面,且測量速度較慢。
2. 非接觸式
技術(shù)類型:
光學(xué)測量:激光干涉法(如白光干涉儀)、共聚焦顯微鏡、激光三角法,通過光信號反射或干涉獲取輪廓數(shù)據(jù)。
電磁感應(yīng):利用渦流傳感器檢測金屬表面微小起伏。
圖像分析:通過高清相機拍攝表面圖像,結(jié)合算法計算粗糙度參數(shù)。
特點:無接觸損傷、適合軟質(zhì) / 精密元件(如半導(dǎo)體、光學(xué)鏡片),但易受表面反光、顏色干擾,設(shè)備成本較高。
二、分類與典型型號
分類維度 | 類型 | 典型型號 / 品牌 | 精度范圍 | 適用場景 |
---|---|---|---|---|
按測量方式 | 觸針式粗糙度測量儀 | 三豐 SJ-410、馬爾 MarSurf CM 200 | Ra 0.001μm-100μm | 金屬加工件、常規(guī)工業(yè)檢測 |
非接觸式粗糙度測量儀 | 霍梅爾 WLI 白光干涉儀、基恩士 VR 系列 | Ra 0.001μm-50μm | 精密模具、半導(dǎo)體、光學(xué)元件 | |
按便攜性 | 臺式粗糙度測量儀 | 泰勒 Surtronic 3+、東京精密 Surfcorder | Ra 0.001μm-50μm | 實驗室精密測量、計量校準(zhǔn) |
便攜式粗糙度測量儀 | 時代 TIME3230、三豐 SJ-210 | Ra 0.02μm-200μm | 車間現(xiàn)場、大型工件快速檢測 | |
按行業(yè)專用性 | 汽車零部件專用 | 霍梅爾 C4000 | Ra 0.1μm-10μm | 發(fā)動機缸體、齒輪表面檢測 |
半導(dǎo)體專用 | 基恩士 VR-3000 系列 | Ra 0.001μm-2μm | 晶圓表面、芯片封裝基板粗糙度檢測 |
三、操作流程與注意事項
1. 觸針式測量步驟
準(zhǔn)備:
清潔工件表面,去除油污、毛刺;安裝對應(yīng)觸針(粗糙表面用大半徑觸針,精細(xì)表面用小半徑觸針)。
校準(zhǔn)儀器:用標(biāo)準(zhǔn)樣板(如 Ra=0.8μm、Ra=3.2μm)驗證測量值,誤差需控制在 ±10% 以內(nèi)。
設(shè)置:
選擇取樣長度(如 Ra≤0.2μm 時取 0.8mm,Ra>0.2μm 時取 2.5mm)和評定長度(通常為 5 倍取樣長度)。
設(shè)置測量速度(0.05-0.5mm/s,低速可提高精度)。
測量:
將儀器平穩(wěn)放置,確保觸針垂直于加工紋理方向(如車削表面沿軸向測量)。
啟動掃描,重復(fù)測量 3 次取平均值,避免偶然誤差。
2. 關(guān)鍵注意事項
觸針保養(yǎng):避免觸針碰撞硬物,使用后用無水酒精擦拭,長期不用需放入保護套。
環(huán)境控制:測量需在恒溫(20±5℃)、無振動環(huán)境下進行,避免溫度導(dǎo)致工件熱脹冷縮誤差。
紋理方向:粗糙度參數(shù)與加工紋理密切相關(guān),需沿垂直于紋理方向測量(平行方向測量值可能偏低)。
量程匹配:避免超范圍測量(如儀器最/大量程 Ra=10μm 時,勿測 Ra=20μm 的表面)。