Методы и средства измерения шероховатости поверхности. Способы оценки шероховатости.

Микронеровности оказывают большое влияние на эксплуатационные качества деталей: износостойкость, трение, усталостную прочность, антикоррозийную стойкость, прочность и др. Следовательно, существенным вопросом является количественная оценка микронеровностей. Для нормирования и оценки шероховатости используют следующие стандарты: ГОСТ 2789 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики», ГОСТ 2.309 «ЕСКД. Обозначения шероховатости поверхностей». Согласно ГОСТ 2789-73 шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами на базовой длине.

Существуют три способа определения шероховатости:

1 Визуальный. Величину шероховатости устанавливают сравнивая контролируемую поверхность с поверхностью образцов (эталонов).

2. Оптический. Величину шероховатости измеряют на оптических приборах методом интерференции или светового сечения.

3. Щуповой. На специальных приборах профилометрах или профилографах с помощью щупа воспроизводят профиль поверхности. Шероховатость определяют по шкале прибора, цифровому табло или по профилограмме, записанной на ленте (по любому критерию).

Определение шероховатости визуальным способом

Визуально шероховатость устанавливают в основном на рабочих местах в цехе. Образцы шероховатости поверхности (ГОСТ 9378) предназначены для сравнения визуально и на ощупь с поверхностями изделий, полученными обработкой резанием, полированием, электроэрозионной и пескоструйной обработкой. Образцы шероховатости (рис. 9.2) представляют собой бруски 1, поверхности которых имеют известную шероховатость, полученную определенным способом обработки. Ширина образца должна быть не менее 20 мм, а длина колеблется от 20 до 50 мм в зависимости от величины шероховатости. Визуально можно удовлетворительно оценить поверхности с Ra=0,6…0,8 мкм и более. Стандартные образцы должны быть изготовлены из тех же материалов, из которых изготавливаются детали, подлежащие контролю.

Оптические средства измерения шероховатости

Для измерения шероховатости оптическим способом применяют приборы светового сечения типа МИС-11 и ПСС-2, микроинтерферометры типа МИИ-4, МИИ-9, МИИ-11, МИИ-12, растровые измерительные микроскопы типа ОРИМ-1 и др. При выборе метода и типа прибора необходимо учитывать возможность контроля предписанного чертежом параметра, пределы измерения, допускаемые отклонения контролируемого параметра, погрешность измерения и прибора, форму, размеры и материал детали и другие факторы. Наибольшее распространение из бесконтактных методов получили методы светового сечения, теневой проекции, метод с применением растров, микроинтерфереционные методы.

Щуповые приборы для измерения шероховатости

К щуповым приборам относят профилографы–профилометры мод. 201, 202, 252 и профилометры мод. 240 и 253. Принцип работы этих приборов основан на ощупывании контролируемой поверхности алмазной иглой и преобразование колебаний иглы в соответствующие изменения напряжений, величина которого может быть протарирована относительно величины шероховатости, воспроизводящейся на шкале прибора, либо подающейся в записывающее устройство, повторяющее профиль шероховатости в увеличенном виде. Контактные профилографы и профилометры, имеющие высокую точность, применяют для контроля наиболее ответственных измерений. Игла прибора оставляет след на поверхности детали, поэтому для контроля деталей из мягких материалов их применять не рекомендуется. Профилометр портативный модели 253 является высокочувствительным измерительным прибором для измерения шероховатости металлических и неметаллических (пластмасса, стекло и т. п.) изделий без повреждения их поверхности. Он предназначен для измерения шероховатости поверхности изделий в цеховых условиях. Измерение шероховатости производится путем ощупывания иглой исследуемой поверхности и отсчета результатов измерений по шкале показывающего прибора, градуированной по параметру Ra.

Действие прибора основано на принципе ощупывания алмазной иглой исследуемой поверхности и преобразования колебаний иглы в изменения напряжения при помощи мехатронного преобразователя. Сигнал с датчика подается на электронный усилитель, проходит через фильтры базовых длин и

поступает на показывающий прибор, который одновременно является интегрирующим устройством. Шкала прибора отградуирована в значениях Ra. Профилометр мод. 253 состоит из следующих основных узлов (рис. 9.5): датчика 1 , привода 2 , электронного блока 3 , стойки 4 и призмы 5 со столиком 6. Щуп датчика заканчивается алмазной иглой 7 с радиусом закругления 10 мкм. На переднем конце корпуса датчика расположена твердосплавная опора 8. Фиксация датчика в приводе осуществляется винтом 9. Высотное положение датчика с приводом осуществляется маховичком 10 стойки 4.

Неразрушающие методы контроля материалов и изделий. Визуальный и измерительный, оптический контроль. Основные достоинства. Область применения.