чем замерить шероховатость поверхности

Способы и методы измерения шероховатости поверхности.

Любая, обработанная даже тщательнейшим образом поверхность детали, не может быть полностью идеально ровной. Значение гладкости и ровности поверхности детали в любом случае будет отличаться от заданного чертежом значения, т.е. от номинального значения. При этом, отклонение может быть либо макрогеометрическим, либо микрогеометрическим. Макро геометрические отклонения могут быть охарактеризованы волнистостью детали и несоответствием форме. Микрогеометрические отклонения, в свою очередь, определяются не чем иным, кроме шероховатости поверхности.

Вообще, принято выделять три вида шероховатости объекта:

Параметры шероховатости определены в ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения». Согласно этому документу, выделяют такие показатели шероховатости, как:

При задании шероховатости, как правило, используется параметр ср. арифм-го. отклонения профиля (Ra).

Оценка шероховатости может производиться двумя способами:

Наиболее точным, на момент написания статьи, является поэлементный способ, который может быть осуществлен различными методами определения шероховатости:

Алмазная игла прижимается и перемещается параллельно исследуемой поверхности. В местах возникновения микронеровностей (выступов и впадин), возникают механические колебания измерительной головки иглы. Эти колебания передаются в датчик, преобразующий механическую энергию колебания в электрический сигнал, который усиливается преобразователем и измеряется. Записанные параметры этого сигнала в точности повторяют неровности на шероховатой поверхности детали.

Профилометры, по признаку типа преобразователя сигналов, разделяют на пьезоэлектрические, электронные, индукционные и индуктивные. Наиболее распространены приборы, использующие индуктивные преобразователи.

В качестве примера профилометра можно привести приборы моделей «СЕЙТРОНИК-ПШ8» (модели СЕЙТРОНИК-ПШ8-1, СЕЙТРОНИК-ПШ8-2, СЕЙТРОНИК-ПШ8-3 и СЕЙТРОНИК-ПШ8-4) а также старый-добрый «профилометр модели 130».

Помимо профилометров существуют также профилографы, которые позволяют не просто измерить, но и записать параметры шероховатого профиля в заранее выбранном масштабе.

Исследование поверхностней щуповым методом производится в несколько этапов: так, сначала профиль исследуемого объекта «ощупывается» несколько раз, а только затем, на основании серии измерений вычисляется усредненное значение параметра, характеризующегося как количественное выражение неровности относительно длины участка.

— метод светового свечения и теневой метод,

Итак, растровый метод предполагает следующую последовательность действий: на исследуемую поверхность кладется стеклянная пластинка, с нанесенной на неё растровой сеткой (т.е. системой равноудаленных параллельных линий), с маленьким шагом. Затем, на пластинку подаются световые лучи под наклоном. При падении световых лучей под наклоном в местах микроскопических неровностей, штрихи отраженной растровой сетки накладываются на штрихи реально нарисованной сетки, в результате чего возникают муаровые полосы, которые и свидетельствуют о наличии выступов или впадин на поверхности изучаемого объекта. При помощи растрового микроскопа и определяют параметры неровности. Точную методику определения параметров можно посмотреть в соответствующем ГОСТе. Отметим, что растровый метод применим для обследования поверхностей, следы неровностей на которых имеют преимущественно одинаковое направление (например, царапины в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания).

Источник

Шероховатость поверхности

Одним из самых важных параметров при обработке деталей является шероховатость поверхности. Именно чистота обработки имеет определяющее значение для надежности и долговечности детали и при ее несоответствии проектным значениям, мы получим преждевременный выход детали или целого узла из строя и его дорогостоящий ремонт. Например, если не придать значения этому фактору при изготовлении деталей двигателя, результатом будет быстрый выход всего агрегата из строя.

Что такое шероховатость поверхности

Как обозначается шероховатость поверхности

На рисунке ниже показаны основные способы схематического обозначения, а так же обозначения шероховатости на чертежах

Описание того, как правильно располагать на чертежах обозначения, подробно описано в ГОСТ стандартах и специальной технической литературе, поэтому не будем останавливаться на этом. Рассмотрим основные параметры, по которым оценивается шероховатость поверхности.

В чем измеряется шероховатость поверхности

Примерное соответствие этих параметров друг другу с привязкой к классу чистоты шероховатости поверхности смотрите в таблице приведенной ниже:

Средства измерения шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности можно измерить двумя способами:

Для экспресс оценки в машиностроительной, ремонтной и приборостроительной отраслях промышленности, где допускаются отклонения от проектной величины, как правило, используют визуальный метод сравнения. В качестве эталонов используют образцы шероховатости, полученные различными способами обработки и имеющие заранее известное значение шероховатости.

Для более точного измерения шероховатости поверхности, в местах где требуется строгое соответствие проектным величинам, применяют специальные приборы: профилометры или профилографы. С помощью профилографа получают так называемую профилограмму, которая требует дополнительной расшифровки, в то время как профилометр сразу показывает точное значение неровности по заданным параметрам. Существуют как портативные профилометры применяемые в «полевых» условиях, так и стационарные приборы, которые используются в метрологических лабораториях для непосредственной калибровки эталонов шероховатости, а так же в учебных целях.

Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что контроль поверхности важно проводить в тех случаях, когда необходимо износостойкость, антикоррозийную стойкость и исключить возможность появления поверхностных трещин от усталости металла. Иногда низкий уровень шероховатости нужно получить не только для технических характеристик детали, но и для ее эстетического вида.

Источник

Приборы для измерения шероховатости. Профилометры, профилографы и их модификации

Таким образом, на поверхностях рабочих деталей постоянно происходят процессы, которые могут оказывать на них негативное влияние. К таким процессам относят: появление трещин, механический износ, обуславливаемый трением, эрозия, коррозия металла, смятие, появление заусенцев. Такие дефекты могут оказывать даже большее негативное влияние на работу всего механизма, чем деформация тел, в результате перегрева или гидроудара. Кстати, перегрев может возникать и от усиленного трения, в том числе, вызванного повышенной шероховатостью.

Если придать поверхности некоторые микрогеометрические свойства, то можно повысить сопротивляемость детали различным внешним воздействиям, и тем самым, улучшить параметры прочности и надежности.

Но рассмотрим эти приборы более подробно:

Попробуем вкратце описать, как же работает профилометр, из чего состоит, на чем базируется принцип его действия.

Профилометры принято различать в зависимости от вида трассы интегрирования.

По этому признаку выделяют приборы:

— Профилометр с постоянной трассой интегрирования, трасса ощупывания в которых, равна, по длине, трассе интегрирования. Таким образом, результаты измерений можно увидеть только в конце, при завершении процедуры.

— Профилометр обладающий скользящей трассой интегрирования, в котором трасса ощупывания в несколько раз длиннее трассы интегрирования. Таким образом, отсчет показаний и результатов измерения производится одновременно с перемещением иглы по поверхности.

Большинство приборов оснащены анализатором, который позволяет судить о неровностях поверхности по гармоническим колебаниям сигнала от иглы.

Погрешность профилометра обычно колеблется впределах от ±25%, до ±10%.

В качестве примера профилометра можно привести профилометр модели 130. Данный прибор внесен в Госреестр средств измерений. Работает путем подключения к компьютеру и настройкой специальной программой. Профилометр модели 130 является лабораторным стационарным прибором высокой точности.

Также стоит выделить профилометр «СЕЙТРОНИК-ПШ8-1» из линейки профилометров СЕЙТРОНИК. Эти приборы являются переносными, имеют подключение к компьютеру через порт RS232, и позволяют производить основные измерения параметров шероховатости с достаточной точностью.

Конструктивно, профилограф состоит из нескольких блоков, а именно: измерительного, преобразовательного и записывающего.

Таким образом, принцип действия профилографа, мало чем отличается от принципа действия профилометра, единственным отличием, здесь, является отображение результатов не на экране в виде числовых значений, а графически.

Профилограмма записывается устройством в увеличенном масштабе, при этом, по горизонтали увеличение достигает 100 000 раз, а по вертикали от 400 до 200 000 раз. Благодаря увеличению, расшифровку делать становится гораздо удобнее.

Погрешность профилографа не выходит за рамки ±5-10 %.

Помимо перечисленных устройств: профилометров и профилографов, существуют комбинированные приборы, называемые профилографы-профилометры.

Принцип действия профилографа-профилометра идентичен принципам действия приборов, входящих в его название. Также, как и вышеописанные приборы, он работает путем ощупывания контролируемой поверхности заточенной иглой с малым радиусом закругления и преобразовании колебаний от иглы в электрический сигнал, а также последующего мониторинга и записи результатов.

Источник

Чем замерить шероховатость поверхности

ГОСТ 27964-88
(СТ СЭВ 6134-87,
ИСО 4287/2-84)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ

Термины и определения

Measurement of surface roughness parameters. Terms and definitions

Дата введения 1990-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

В.В.Сажин, В.С.Лукьянов, канд. техн. наук (руководитель темы); Г.Н.Самбурская, канд. техн. наук; Н.А.Табачникова, канд. техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20.12.88 N 4327

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 6134-87, ИСО 4287/2-84*, ИСО 1879-81 в части «средства измерений», ИСО 1880-79, ИСО 3274-75 в части терминов и определений

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 1992 г.

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий, относящихся к измерению параметров и характеристик шероховатости поверхности.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности.

1. Стандартизованные термины с определениями приведены в табл.1.

2. Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

2.1. Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.

2.2. В табл.1 приведены в качестве справочных буквенные обозначения к ряду терминов.

2.3. В табл.1 к термину 36 приведен чертеж.

2.4. В табл.1 в качестве справочных приведены иноязычные эквиваленты стандартизованных терминов на английском (Е) и французском (F) языках.

3. Алфавитные указатели содержащихся в стандарте терминов на русском языке и их иноязычных эквивалентов приведены в табл.2-5.

1. Преобразование профиля

Е. Profile transformation

F. Transformation du profil

Действие или операция, преднамеренно или непреднамеренно изменяющие информацию о профиле на любой стадии измерения.

Примечание. Например, при огибании профиля щупом, фильтровании, записи и т.д.

2. Преобразованный профиль

Е. Transformed profile

F. Profil

Профиль, получаемый в результате его преобразования

3. Преднамеренное преобразование профиля

Е. Intentional profile transformation

Преобразование профиля, проводимое для измерения в соответствии с установленными требованиями.

F. Transformation volontaire du profil

Примечание. Например, подавление низкочастотных гармоник в спектре профиля путем фильтрования для выделения коротковолновой части профиля, которая при измерении рассматривается как шероховатость

4. Непреднамеренное преобразование профиля

Е. Unintentional profile transformation

F. Transformation involontaire du profil

Преобразование профиля, возникающее из-за несовершенства измерительной аппаратуры или отдельных ее частей и обычно проявляющееся в виде искажений информации о профиле.

Примечание. Например, искажение информации о профиле при огибании его щупом с конечным радиусом вершины

5. Ощупанный профиль

Преобразованный профиль, представляющий собой геометрическое место положений центра вершины щупа при огибании им реального профиля.

1. Для контактного щупа за центр его вершины принимают любую точку рабочей вершины.

2. Для бесконтактного оптического щупа за центр его вершины принимается центр сферы, у которой диаметр равен диаметру сфокусированного пятна на поверхности

6. Модифицированный профиль

Е. Modified profile

F. Profil

Преднамеренно преобразованный профиль, получаемый в результате воздействия фильтрующей системы, применяемой для выделения той части спектра реального профиля, которая должна быть учтена при измерении параметров шероховатости поверхности

7. Измеренный профиль

Е. Measured profile

F. Profil

Профиль, полученный в результате измерения

8. Шаг дискретизации профиля по длине

Е. Profile sampling interval

F. Pas de du profil

Расстояние между соседними дискретными ординатами профиля при измерении параметров поверхности цифровыми методами (см. черт.1)

9. Шаг квантования профиля по уровню

Е. Profile quantization step

F. Pas de quantification du profil

Расстояние между соседними отсчетами при измерении значения каждой ординаты профиля цифровыми методами (черт.1).

Примечание. Значение ординаты профиля округляется при дискретном измерении целого числа шагов квантования

,

,

— шаг квантования профиля по уровню;

— функция (оператор) выделения целой части числа;

— истинное значение ординаты профиля;

— целое число шагов квантования в данной ординате профиля

10. Идеальный оператор

F. ideal

Алгоритм или процедура, которые предполагают исходное, теоретически точное определение параметров или характеристик поверхности (см. черт.2)

11. Оптимальный оператор

Е. Optimum operator

F. optimal

Алгоритм или процедура, принятые для практического определения параметров или характеристик поверхности с приемлемыми затратами (черт.2)

12. Реальный оператор

F.

Практически реализованный оптимальный оператор.

Примечание. Реальный оператор отличается от оптимального оператора погрешностью изготовления прибора или изменением характеристик в течение времени (черт.2)

13. Методическая погрешность

F. Erreur due la

Разность между значением параметра поверхности, определенного в соответствии с оптимальным оператором и истинным значением этого же параметра, определенным в соответствии с идеальным оператором (черт.2)

14. Методическое расхождение

Е. Method divergence

F. Divergence entre

Различия, возникающие в результате применения разных оптимальных операторов для получения одного и того же значения данного параметра (черт.2)

15. Погрешность прибора

Е. Instrument error

F. Erreur de l’instrument

Разность между значением параметра поверхности, определенным реальным оператором, и значением этого же параметра, определенным оптимальным оператором (черт.2)

16. Полная погрешность прибора

Е. Total instrument error

F. Erreur total d’instrument

Разность между значением параметра поверхности, определенным в соответствии с реальным оператором, и истинным значением этого же параметра, определенным в соответствии с идеальным оператором.

Примечание. Такая погрешность включает методическую погрешность и погрешность прибора (черт.2)

17. Основная погрешность профилометра

Е. Basic error of a profile meter reading

F. Erreur de base des indications du

Полная погрешность профилометра, определенная при нормальных условиях, включающих стандартное входное воздействие на измерительный преобразователь прибора

18. Профильный метод измерения шероховатости поверхности

Е. Profile method of measurement of the surface roughness

F. du profil pour le mesurage de la des surfaces

Метод оценки шероховатости поверхности по параметрам ее преобразованных профилей

19. Аппаратура для измерения параметров шероховатости поверхности профильным методом

Приборы, позволяющие определить параметры шероховатости поверхности по ее преобразованным профилям

Е. Instrument for the measurement of surface roughness by the profile method

F. Instrument de de la des surfaces par la du profil

20. Контактный прибор последовательного преобразования профиля

Е. Contact instrument of consecutive profile transformation

F. Instrument avec contact, transformation du profil

Прибор для измерения параметров шероховатости поверхности профильным методом с последовательным преобразованием информации о профиле при механическом ощупывании измеряемой поверхности щупом

21. Бесконтактный прибор последовательного преобразования профиля

Е. Contactless instrument of consecutive profile transformation

F. Instrument sans contact, transformation du profil

Прибор для измерения параметров шероховатости поверхности профильным методом с последовательным преобразованием информации о профиле без механического взаимодействия с измеряемой поверхностью

22. Ощупывающая система прибора

Е. Traversing system of an instrument

F. de palpage d’un instrument

Узел прибора последовательного преобразования профиля, предназначенный для первичного преобразования информации об измеряемой поверхности, состоящей из датчика и системы его перемещения относительно измеряемой поверхности

23. Ощупывающая система прибора с зависимой опорой

Е. Traversing system of an instrument with skid-dependent datum

F. de palpage avec patin d’un instrument

Ощупывающая система прибора, в которой датчик опирается на измеряемую поверхность, так что эта поверхность, действуя на опору датчика, оказывает влияние на траекторию его перемещения относительно поверхности

24. Ощупывающая система прибоpa с независимой опорой

Е. Traversing system of an instrument with the external reference datum

F. de palpage avec reference independante d’un instrument

Ощупывающая система прибора, в которой датчик не опирается на измеряемую поверхность и перемещается независимо, сохраняя ориентацию постоянной, что достигается путем перемещения датчика по внешней базе, так что измеряемая поверхность не действует на датчик и не оказывает влияния на траекторию его перемещения относительно поверхности

25. Контактный прибор одновременного

Прибор для измерения параметров шероховатости поверхности

профильным методом с одновременным преобразованием

Е. Contact instrument of instantaneous profile transformation

F. Instrument avec contact, transformation du profil

информации о профиле при механическом взаимодействии с измеряемой поверхностью

26. Бесконтактный прибор одновременного преобразования профиля

Е. Contactless instrument of instantaneous profile transformation

F. Instrument sans contact, transformation du profil

Прибор для измерения параметров шероховатости поверхности профильным методом с одновременным преобразованием информации о профиле без механического взаимодействия с измеряемой поверхностью

F.

Прибор для измерения параметров шероховатости, показывающий значения этих параметров или обеспечивающий их регистрацию

28. Профилометр с постоянной длиной трассы ощупывания при измерении

Е. Profile meter with predetermined traversing length

F. a longueur d’exploration constante

Профилометр, измеряющий параметр шероховатости поверхности на отрезке длины, начало и конец которого зафиксированы ограничителями.

Примечание. Профилометры этого типа обычно показывают и удерживают значение измеряемого параметра, полученное в конце указанного отрезка длины

Е. Profile recording instrument

Прибор для регистрации и измерения координат профиля поверхности в любой форме

ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

30. Вертикальное увеличение прибора

Е. Vertical magnification of a profile recording instrument

F. Grossissement vertical d’un

Масштаб преобразования координат профиля в направлении перемещения щупа, перпендикулярном к поверхности

31. Горизонтальное увеличение прибора

Е. Horizontal magnification of a profile recording instrument

F. Grossissement horizontal d’un

Масштаб преобразования координат профиля в направлении перемещения щупа вдоль поверхности.

32. Относительная погрешность вертикального увеличения прибора

Е. Relative error of vertical magnification of an instrument

F. Erreur relative du grossissement vertical d’un

Разность между действительным и номинальным значениями вертикального увеличения прибора, отнесенная к номинальному значению и выраженная в процентах

33. Относительная погрешность горизонтального увеличения прибора

Е. Relative error of horizontal magnification of an instrument

F. Erreur relative du grossissement horizontal d’un

Разность между действительным и номинальным значениями горизонтального увеличения прибора, отнесенная к номинальному значению и выраженная в процентах

34. Статическое измерительное усилие

Е. Static measuring force

F. Effort statique de mesurage

Усилие воздействия щупа вдоль его оси на контролируемую поверхность, без учета динамических составляющих, возникающих в процессе ощупывания

35. Постоянная изменения измерительного усилия

Е. Rate of change of the static measuring force

F. Taux de variation de l’effort statique de mesure

Изменение на единицу перемещения статического измерительного усилия, действующего на щуп вдоль оси

36. Длина трассы ощупывания

Е. Traversing length

F. Longueur d’exploration

Полная длина участка поверхности, в пределах которого расположен профиль измеряемой поверхности, ощупанный прибором при измерении (см. черт.3)

Длина трассы ощупывания

37. Длина участка измерения

Часть длины трассы ощупывания, в пределах которой находится

E. Measuring length

F. Longueur de mesure

профиль, параметры которого подлежат измерению

Примечание. Длина участка измерения равна длине оценки

F. Longueur d’onde de coupure

1. Для аналоговых электрических фильтров он равен 75%.

2. Указанная верхняя граница условно отделяет номинально пропускаемые от номинально подавляемых компонентов спектра профиля

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ТЕРМИНОВ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

Источник