WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПО ГОСТ 2789–73 ПРИ ПОМОЩИ ПРИБОРОВ ПРОФИЛЬНОГО МЕТОДА ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПО ГОСТ 2789–73 ПРИ ПОМОЩИ ПРИБОРОВ ПРОФИЛЬНОГО МЕТОДА Лабораторная работа Тамбов Издательство ТГТУ 2006 УДК 408.8 : 389.6 ББК К5-188я73-5 Х304 Утверждено Редакционно-издательским советом университета Рецензент Ведущий инженер (ответственный за метрологическое обеспечение ТГТУ) С.Н. Кузнецов Составитель Б.Н. Хватов Х304 Выполнение измерений параметров шероховатости поверхности по ГОСТ 2789–73 при помощи приборов профильного метода : лабораторная работа / сост. Б.Н. Хватов. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. унта, 2006. – 24 с. – 100 экз.

Изложена методика выполнения измерений параметров шероховатости поверхности по снятым профилограммам микрорельефа в системе М при помощи приборов профильного метода контактного типа, а также бесконтактных приборов светового сечения.

Предназначена для студентов всех форм обучения специальности 151001.

УДК 408.8 : 389.6 ББК К5-188я73-5 © ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» (ТГТУ), 2006 Учебное издание ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПО ГОСТ 2789–73 ПРИ ПОМОЩИ ПРИБОРОВ ПРОФИЛЬНОГО МЕТОДА Лабораторная работа Составитель Хватов Борис Николаевич Редактор В.Н. Митрофанова Компьютерное макетирование Е.В. Кораблевой Подписано в печать 8.09.2006 Формат 60 84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тimes New Roman.

1,32 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ № 457 Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14 Цель работы: освоение методики и приобретение практических навыков выполнения измерений параметров шероховатости Ra, Rz, Rmax, Sм, S, tp в системе М на приборах профильного метода с ручной обработкой профилограмм, а также параметров Rz, Rmax, S с помощью приборов светового сечения.

Оборудование и принадлежности: двойной микроскоп МИС-11 системы В.П. Линника, профилографпрофилометр мод. 201 завода «Калибр», комплект снятых профилограмм микрорельефа поверхности на других приборах, образцы шероховатости поверхности.

Краткие теоретические сведения Согласно определению ГОСТ 2789–73 шероховатость поверхности – это совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности. Шероховатость поверхности определяется по ее профилю, который представляет собой ломаную линию пересечения поверхности плоскостью, перпендикулярной направлению неровностей. Профиль рассматривается на длине базовой линии, в пределах которой оцениваются параметры шероховатости поверхности. В рекомендациях Международного комитета по стандартизации ИСО/Р-468 «Шероховатость поверхности» приняты две системы отсчета высот неровностей: системы М и Е. В системе М отсчет высоты неровностей производителя от средней линии профиля, а в системе Е – от огибающей линии, лежащей вне контура шероховатости поверхности.

В Российской Федерации при стандартизации шероховатости поверхности в основу принята система отсчета М, в которой при определении параметров профиля отсчет высот неровностей производится от средней линии профиля.

Средняя линия профиля – это базовая линия, имеющая форму номинального профиля и делящая реальный профиль так, что в пределах базовой длины сумма квадратов отклонений профиля от этой линии минимальна.

Линия, эквидистантная средней линии и проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины, называется линией выступов профиля. Линию, эквидистантную средней линии профиля и проходящую через низшую точку профиля в пределах базовой длины, принято называть линией впадин профиля.

Для оценки и нормирования шероховатости поверхности известно около 30 параметров. ГОСТ 2789–73 и ГОСТ 27964–88 регламентирует шероховатость поверхности шестью параметрами (рис. 1).

1. Среднее арифметическое отклонение профиля Ra – среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины l n 1 Ra = y(x)dx yi, l n i=где yi – расстояние между точкой реального профиля и средней линией профиля; п – число выбранных точек на базовой длине; l – базовая длина.

2. Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz – сумма средних арифметических (абсолютных) отклонений точек пяти наибольших максимумов и пяти наибольших минимумов профиля в пределах базовой длины 5 Rz = yPmi + yVmi, i=1 i=где yPmi – отклонение пяти наибольших максимумов профиля; yVmi – отклонение пяти наибольших минимумов профиля.

3. Наибольшая высота неровностей профиля Rmax – расстояние между линией выступов профиля в пределах базовой точки (см. рис. 1).

4. Средний шаг неровностей Sm – среднее арифметическое значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины nSm =, Smi n2 i=где Smi – шаг неровностей профиля i-го участка, т.е. длина отрезка средней линии профиля, содержащая выступ профиля и сопряженную с ним впадину профиля; п2 – число шагов в пределах базовой длины.

5. Средний шаг неровностей по вершинам S – среднее арифметическое значение шагов местных выступов профиля (по вершинам) в пределах базовой длины nS =, Si n3 i=где Si – шаг местных выступов профиля, т.е. длина отрезка средней линии между проекциями на нее двух наивысших точек соседних выступов профиля; n3 – число шагов неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины.



6. Относительная опорная длина профиля tp, %, где р – числовое значение уровня сечения профиля, – это отношение опорной длины профиля lp к базовой длине l lp t = 100 %, p l где lp – опорная длина профиля, которая определяется суммой длин отрезков, отсекаемых на заданном уровне р выступов профиля линией, параллельной средней линии в пределах базовой длины nlp =, bi i=где bi – длина отрезка, отсекаемого на выступе профиля; п4 – число отсекаемых выступов профиля.

Уровнем сечения профиля р называется относительное, в процентах, расстояние между линией выступа профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов. Числовые значения относительной опорной длины профиля tp выбирается из ряда: 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 %, а числовые значения уровня сечения профиля р из ряда: 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 % от Rmax.

Кроме перечисленных выше шести стандартных параметров (Ra, Rz, Rmax, Sм, S, tp) допускается использование дополнительных параметров, к числу которых можно отнести среднеквадратическое отклонение профиля Rq (часто указывается в зарубежных стандартных по системе исчисления Е), угол наклона боковых поверхностей профиля пр, радиус округления впадин rд, радиус скругления выступов r1 и другие.

Между высотными параметрами Ra, Rz, Rmax установлены следующие корреляционные зависимости:

для лезвийной обработки Rz = 5·Ra; Rmax = 6·Ra;

для шлифования Rz = 5,5·Ra; Rmax = 7·Ra;

для полирования и притирки Rz = 4·Ra; Rmax = 5·Ra.

При этом среднеквадратическое отклонение профиля Rq и параметр среднеарифметического отклонения Ra связаны между собой зависимостью Ra 0,8Rq, Соотношение значений параметров Ra, Rz (Rmax) при базовой длине l, обусловленные ГОСТ 2789–73 представлено в виде табл. 1.

1. Соотношение параметров Ra, Rz (Rmax) при базовой длине l по ГОСТ 2789–Ra, мкм Rz, Rmax, мкм l, мм до 0,025 до 0,1 0,св. 0,025 до 0,4 св. 0,1 до 1,6 0,св. 0,4 до 3,2 св. 1,6 до 12,5 0,св. 3,2 до 12,5 св. 12,5 до 50 2,св. 12,5 до 100 св. 50 до 400 8,Методы и средства оценки шероховатости поверхности Оценка шероховатости поверхности может осуществляться качественными и количественными методами.

Качественные методы оценки основаны на сравнении обработанной поверхности с образцами шероховатости.

Количественные методы основаны на измерение микронеровностей специальными приборами.

Контроль шероховатости путем сравнения со стандартными образцами или аттестованной деталью широко используется в цеховых условиях. Шероховатость поверхности детали сравнивается визуально (невооруженным глазом или через лупу) с поверхностью образца из того же материала и обработанного тем же способом, что и деталь. Метод сравнения обеспечивает надежную оценку шероховатости поверхности в пределах Ra = 0,63...5 мкм. Более чистые поверхности (Ra = 0,08...0,32 мкм) сравниваются с помощью специальных микроскопов сравнения.

Количественные методы оценки основаны на измерении микронеровностей специальными приборами (бесконтактными и контактными).

Наибольшее распространение для бесконтактных измерений шероховатостей получили оптические приборы: светового сечения, теневой проекции и интерференции света.

Приборы светового сечения (ПСС) называют двойными микроскопам (МИС-11 системы В.П. Линника).

Они позволяют измерять шероховатость поверхности до Rz = 0,8 мкм. Для измерения более чистых поверхностей с Rz = 0,8...0,03 мкм применяют микроинтерферометры (МИИ-4; МИИ-5; МИИ-10; МИИ-12), работающие на принципе интерференции света. Поверхность образца (детали) рассматривается в микроскоп и при этом на ее изображение накладываются интерференционные полосы, по искривлению которых судят о распределении неровностей. Если бы контролируемая поверхность была идеально плоской, то на ней возникли бы прямые параллельные интерференционные полосы. Микронеровности на поверхности изменяют ход лучей и вызывают искривление полос, которые воспроизводят микропрофиль контролируемого участка. Высоту неровностей определяют так же, как и в методе светового сечения с помощью винтового окулярного микрометра.

Наибольшее распространение для определения шероховатости поверхности контактным методом получили щуповые приборы, работающие по методу ощупывания поверхности алмазной иглой. К этой группе приборов относятся профилометры, непосредственно показывающие среднее арифметическое отклонение профиля Ra, и профилографы, записывающие профиль поверхности. Алмазные иглы к профилометрам и профилографам имеют коническую форму с очень малым радиусом закругления при вершине.

Отечественной промышленностью выпускаются профилометры-профилографы моделей 201; 202; 280;

171311, а также профилометры моделей 253, 283, 296, 171621, которые позволяют измерять параметр шероховатости Ra до 0,02...0,04 мкм.

Для оценки шероховатости поверхностей деталей больших габаритов, в труднодоступных местах, когда непосредственное применение прибором невозможно, используют метод слепков. Специально изготовленную массу с силой прикладывают к измеряемой поверхности. После застывания масса отделяется от поверхности, получается слепок, на поверхности которого зеркально повторяются неровности исследуемой поверхности. По измеренной шероховатости поверхности слепка определяют параметры шероховатости контролируемой поверхности детали. В качестве материала для слепка применяют целлулоид, легкоплавкие сплавы, воск, парафин, серу, гипс-хромпик и др. Для измерения шероховатости используют преимущественно бесконтактные методы.





Ниже изложены методики выполнения измерений параметров микропрофиля приборами с графической регистрацией профиля и приборами светового сечения.

1. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПОМОЩИ ПРОФИЛОГРАФОВ С ГРАФИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИЕЙ ПРОФИЛЯ Настоящая методика распространяется на методы выполнения измерений параметров шероховатости Ra, Rz, Rmax, Sт, S, tp в системе М, а также исследования других параметров профиля по снятым профилограмам поверхности.

Все термины и определения, используемые в данной методике, соответствуют ГОСТ 2789–73.

1.1. НАСТРОЙКА ПРИБОРА И УСТАНОВКА ОБРАЗЦА Перед измерением прибор настраивается в соответствии с инструкцией по пользованию им персоналом, прошедшим соответствующую подготовку и имеющим навыки работы с ним.

Поверхность контролируемого образца устанавливают так, чтобы направление сечения, определяющего профиль, совпадало с указанным в технической документации, утвержденной к прибору в установленном порядке. Поверхность должна быть тщательно очищена от посторонних примесей и обезжирена.

1.2. ВЫБОР УВЕЛИЧЕНИЙ ПРИБОРА Вертикальное и горизонтальное увеличения профилографа должны выбираться из технических требований тех устройств, которые используются для дальнейшей обработки профиля.

Вертикальное увеличение (Vв) при этом должно быть наибольшим из возможных. Горизонтальное увеличение (Vг) должно соответствовать «растяжке» профиля из условия обеспечения угла наклона боковых сторон не более 80.

Данные, необходимые для выбора увеличения, приводятся в описании к прибору.

1.3. ВЫБОР ОПОРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ДАТЧИКА Выбор опоры датчика зависит от радиуса кривизны ее рабочей поверхности, которая маркируется на каждой из опор в поставляемом к прибору комплекте. При этом радиус опоры R в направлении трассы ощупывания датчиком прибора должны быть не менее 50 значений базовой длины, на которой определяется параметр шероховатости (рис. 1, а). При базовой длине 2,5 мм и более предпочтительнее использовать вспомогательную опору, поставляемую к прибору (рис. 2, б).

Рис. 2. Схема выбора опоры измерительного датчика 1.4. РАСПОЛОЖЕНИЕ ТРАСС (УЧАСТКОВ) ИЗМЕРЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ Участки измерения микропрофиля должны быть расположены по возможности равномерно по всей поверхности (рис. 3).

Расстояние между участками измерения x1, x2 должны обеспечивать практическую некоррелированность параметров шероховатости, определенных на соседних трассах. Для большинства технических поверхностей этим условиям удовлетворяют расстояния х1 = х2 2 мм, где х1, х2 – интервалы корреляции профиля, записанные на профилограме.

В тех случаях, когда размеры измеряемой поверхности малы и такими расстояниями задаться невозможно, рекомендуется назначать трассы интегрирования с минимально возможными расстояниями между измеренными участками.

Для поверхности, на которой не наблюдаются явно направленные следы обработки, профилограмму снимают в произвольном направлении. При этом длина профилограммы L должна быть такой, чтобы в ее пределах находилось около пятидесяти пересечений профиля со средней линией.

хРис. 3. Схема расположения трасс измерения Интервалы корреляции хк в этом случае определяются в зависимости от значений коэффициента 1, равного отношению n 1 =, m где п – число пересечений профиля со средней линией; т – число вершин выступов профилограммы на длине L.

Величину интервала корреляции хк определяют из соотношений:

xк =, мм - для 1 0,85;

n xк =, мм - для 1 > 0,85, mгде n0 = n/L и m0 = m/L – удельные значения числа пересечений и числа вершин на единице длины профилограммы L, соответственно.

Значения коэффициента определяются по табл. 2.

2. Значения коэффициента 0,10 0,30 0,60 0,85 1,20 1,60 1, 6,4 2,1 1,0 0,7 0,54 0,58 0,Минимальное расстояние между участками измерения на образце принимают равным не менее (рис. 3) xк x1 = x2 10, Vг где Vг – горизонтальное увеличение (развертка) записи профилограммы.

1.5. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ НА ПРОФИЛОГРАММАХ 1.5.1. Вертикальное и горизонтальное увеличение профилограмм Внешний вид профилограмм микрорельефа поверхности показан на рис. 4. Профилограммы, в соответствии с моделью профилографа, записывается на специальной диаграммной ленте электрографическим (прожиганием) методом. В частности, для профилографов мод. 201, 240 и др. завода «Калибр», применяются диаграммные ленты с прямоугольной сеткой с ценой деления (сторона квадратика) 2 мм. Вертикальное и горизонтальное увеличение записи на профилограмме устанавливается на приборе и промечаваются оператором вручную при снятии профилограммы. Обычно горизонтальный участок профилограммы (длину) принимают равной не менее трем базовым длинам профиля, т.е. L 3lбr.

х Рис. 4. Профилограмма шлифованной поверхности (Ra = 0,6…0,8 мкм) 1.5.2. Измерение ординат точек профиля Ординаты профилограммы измеряют в прямоугольной системе ординат, ось абсцисс которой располагается на поверхности ленты с записью профилограммы в направлении перемещения ленты.

Измерения можно выполнять, например, с помощью диаграммной сетки, линейки, циркуля, универсального измерительного микроскопа, автоматизированных считывающих устройств и т.п.

Истинные значения величин параметров Ra, Rz, Rmax в переводе со значений измеренных отрезков Hi будут определяться следующим образом Hi Ra, Rz, Rmax = 103, мкм Vв где Vв – вертикальное увеличение записи микрорельефа.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.