张亭亭，宋晓波，胡波，张慧，王宏强

(洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

钢球表面粗糙度是指钢球加工表面上具有较小的间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，由切削过程中的刀痕、切屑分裂时的塑性变形和振动等原因造成，与其加工方法有直接联系，通常用Ra，Rz，Ry表示[1]。钢球表面粗糙度的优劣直接影响着钢球精度和质量评定，一般用触针式轮廓仪或激光式表面粗糙度仪、干涉仪测量[1]。老式粗糙度仪在测量过程中存在测量精度差、效率低、易损伤钢球等问题，现对老式测量仪机械结构进行改进，开发出可对钢球表面粗糙度进行光电式快速测量的新型测量仪器。

1 测量原理

测量原理如图1所示，激光散斑理论和试验表明，光核部分的光能量D2与散斑部分的光能量D1的比值与被测表面粗糙度呈单值对应关系，即

图1 测量原理图

Ra=K(D1/D2)，

式中：K为修正系数。被测表面的粗糙度值越小，其中心光核项的光能量占整个衍射图样的比重越大，而散斑项占的比重越小。随着表面粗糙度值的增大，光核项占的比重减小，散斑项占的比重增加。因此在被测表面衍射图样的光强区域中，可用光核区域光能量与散斑区域光能量的比值来评定(测量)表面粗糙度[2]。

在对被测钢球进行检测时，激光管发射激光，照射到钢球的最顶端(中心)，经反射后形成的光核和光带分别由相应的传感器接收，经电路按给定的函数关系运算后得到相应的表面粗糙度值。

2 技术指标

(1)测量范围：Ra为0.005 ～ 0.32 μm，Ry为0.01 ～ 0.32 μm。……