平面表面波纹度测量装置

摘要

平面表面波纹度测量装置，是用于零件平面加工后表面波纹度的测量装置；由数显千分表、工字型滑块、紧固螺钉、测量头、测量基座、固紧螺钉和标准半圆杆组成；将两个标准半圆杆用固紧螺钉固定在测量基座下端上，将数显千分表的表轴装在工字型滑块的孔中，用紧固螺钉固定，将工字型滑块装在测量基座顶面上制出的卡槽内，工字型滑块在卡槽内可自由滑动，将测量头装在数显千分表表轴的下端上；优点：为测量表面波纹度提供了测量装置；平面表面波纹度测量装置结构紧凑，使用方便。

说明书

技术领域：

本发明创造是用于零件平面加工后表面波纹度的测量装置。

背景技术：

表面波纹度是指零件平面在加工过程中，由于机床、零件、刀具系统刚性不足而引起的振动，在零件平面表面形成波纹状的加工痕迹。表面波纹度是由重复出现的峰和谷组成，峰和谷各有明显周期性。

平面的表面特征一般由表面粗糙度、表面波纹度和表面几何形状误差三个参数确定，其中表面粗糙度属微观量，通常波长小于1mm，相应的测量仪器有轮廓仪等；表面几何形状误差属宏观量，波长在10mm以上，相应的测量仪器有电子测微仪及其它的大型测量设备；表面波纹度介于微观量和宏观量之间波长在1～10mm，目前没有检测该参数的测量设备。

发明内容：

本发明创造的目的是提供一种能测量表面波纹度的平面表面波纹度测量装置；本发明创造的目的是通过下述的技术方案实现的：平面表面波纹度测量装置，其特征在于由数显千分表、工字型滑块、紧固螺钉、测量头、测量基座、固紧螺钉和标准半圆杆组成；标准半圆杆上面制成平面，下面制成半圆面，在半圆面上制出两个凹槽；工字型滑块上制有游标，中心制有装数显千分表表轴的孔及侧面制出紧固螺钉的安装螺孔；测量基座上制有标尺，在测量基座顶面上制有装工字型滑块的卡槽及在中部制有长槽通孔；将两个标准半圆杆用固紧螺钉固定在测量基座下端上，将数显千分表的表轴装在工字型滑块的孔中，用紧固螺钉固定，将工字型滑块装在测量基座顶面上制出的卡槽内，工字型滑块在卡槽内可自由滑动，将测量头装在数显千分表表轴的下端上。

本发明创造的优点：为测量表面波纹度提供了测量装置；平面表面波纹度测量装置结构紧凑，使用方便。

附图说明：

图1是平面表面波纹度测量装置结构示意图；

图2是带标尺的测量基座的俯视示意图；

图3是带游标的工字型滑块俯视示意图；

图4是图3的侧视示意图；

图5是平面表面波纹度测量装置中的标准半圆杆结构示意图；

图6是波纹度波形示意图；

图7是图6局部放大图(粗糙度波形示意图)；

图8是Φ3mm测量头示意图；

图9是滤除表面粗糙度参数示意图；

图10是带有平面度误差的波纹度波形示意图；

图11是平面表面波纹度测量装置测量前将数显千分表清零示意图；

图12是平面表面波纹度测量装置测量过程示意图；

图13是平面表面波纹度测量装置数据采集点示意图。

图1至图5中的：1、数显千分表  2、工字型滑块  3、紧固螺钉  4、测量头  5、测量基座  6、固紧螺钉  7、标准半圆杆

具体实施方式：

平面表面波纹度测量装置，其特征在于由数显千分表、工字型滑块、紧固螺钉、测量头、测量基座、固紧螺钉和标准半圆杆组成；标准半圆杆上面制成平面，下面制成半圆面，在半圆面上制出两个凹槽；工字型滑块上制有游标，中心制有装数显千分表表轴的孔及侧面制出紧固螺钉的安装螺孔；测量基座上制有标尺，在测量基座顶面上制有装工字型滑块的卡槽及在中部制有长槽通孔；将两个标准半圆杆用固紧螺钉固定在测量基座下端上，将数显千分表的表轴装在工字型滑块的孔中，用紧固螺钉固定，将工字型滑块装在测量基座顶面上制出的卡槽内，工字型滑块在卡槽内可自由滑动，将测量头装在数显千分表表轴的下端上。

平面表面波纹度参数测量需要解决两个关键问题：

问题1、如何在零件平面表面的三个特征参数中将微观量表面粗糙度参数滤除。

解决办法：本发明在设计时充分考虑了微观量表面粗糙度参数滤除问题，由于微观量表面粗糙度参数的波长都小于1mm，而波纹度的波长在1～10mm之间，如图6、7所示，所以将平面表面波纹度测量装置的测量头触测部位标准球的直径设计为1.5mm和3mm，如图8所示，这样在波纹度测量的过程中，可以目测被测表面波纹度轮廓的波长选择不同的测量头，在保证标准球的直径远远大于粗糙度参数的波长的同时，保证测量头能与被测表面波纹度轮廓完全接触，由于标准球的直径远远大于粗糙度参数的波长，就可以将微观量表面粗糙度参数有效滤除，如图9所示。

问题2、如何在零件平面表面的三个特征参数中将宏观量表面几何形状误差滤除。

解决办法：一般平面的宏观量表面几何形状误差是由平面的平面度参数确定的，如图10所示，为了滤除如图10所示的表面宏观几何形状平面度将会引入的0.02mm的误差，在测量前先将平面表面波纹度测量装置放置在标准平面上，在该装置的测量基准线位置将数显千分表清零，如图11所示。

如图12所示，测量时将该装置放在带有波纹度的被测面上，测量基座底部上两个标准半圆杆与被测面波纹的两个最高点成线接触，在测量头沿被测平面移动的过程中，数显千分表显示的拐点值为波峰波谷相对于标准半圆杆测量基准线的变化量，如图12中的h1、h2所示，与实际平面的平面度无关，这样就有效的滤除了表面宏观几何形状平面度的影响。

检测过程如下：

测量前，先将平面表面波纹度测量装置放置在标准平面上，将数显千分表在该装置的测量基准线位置清零。清零后将该装置放置在被测面上，测量方向的选择应使数显千分表的测量头移动方向与被测面的加工痕迹方向垂直，将游标零点与标尺零点的重合位置作为测量头移动的起始点，滑动带游标的工字型滑块，带动测量头移动，在移动的过程式中，分别记录数显千分表的拐点值即波峰波谷相对于标准半圆杆测量基准线的变化量h1、h2、h3...，并同时通过标尺和游标记录在每个拐点处测量头的移动量即波纹的波长值L1、L2、L3...，如图13所示。

上述过程即是测量数据的收集过程，依据数据处理方法的不同，波纹度参数有几种不同的表达方式，如波纹度轮廓最大高度W₁、波纹度轮廓不平的平均高度W_C等，可以依据客户不同的检测需求做相应的数据处理。