Контроль шероховатости поверхности

Особые условия

При массовом производстве определенных деталей иногда нарушается заданная форма или их сопряженность. Подобные нарушения увеличивают допустимый износ деталей, и ограничиваются специальными допусками, которые указаны в ГОСТ 2.308-2011. Каждый вид используемого допуска имеет 16 определяющих степеней точности, которые оговариваются для деталей разной конфигурации с учетом используемого материала. Необходимо также учитывать, что используемые допуски размера и конфигурации для деталей имеющих цилиндрическую форму берутся с учетом диаметра деталей, а плоские детали с учетом толщины, а максимальная погрешность не должна превышать показатель допуска.

Классификация поверхностей

При определении характеристики поверхностного слоя материала необходимо провести классификацию:

Рабочие поверхности, имеющие сопряжение с изменением местоположения в ходе осуществляемого процесса, по отношению друг к другу (механизмы двигателей, насосов и т.д.). Детали, используемые в механизмах обязательно должны обрабатываться с высокой точностью, а показатели соответствовать величинам Ra=2.5-0.16 мкм, Rz=10-0.8 мкм.
Установочные поверхности – детали находятся в соприкосновении, но по отношению друг к другу неподвижны. Подлежат обработке и должны соответствовать показателям Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
Ограничительные и соединительные поверхности – элементы служащие ограничением для работающих механизмов (корпуса приборов, станков и т.д.). Данные поверхности в зависимости от требований могут подвергаться обработке, параметры соответствуют Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
Поверхности, требующие специальной обработки (детали внешних корпусов механизмов, агрегатов). Параметры шероховатости должны соответствовать Ra=5.0-1.25 мкм, Rz=20-6.3 мкм. Особо стоит отметить требования, предъявляемые к органам управления механизмов, приборов у которых показатели должны, находится на уровне Ra=0.63-0.08 мкм, Rz=3.2-0.4 мкм.
Используя данные качества поверхности, получаемые при различных методах обработки можно выстраивать технологическую цепочку, обеспечивающую наибольшую эффективность и сокращение времени обработки деталей.

Читать также: Присадка для сварки 4 буквы

Классы шероховатости поверхности

Нормативные данные также содержатся в ГОСТ 2.309-73 согласно, которому наносятся обозначения на чертежи и содержат характеристики поверхностей по установленным правилам и обязательны для всех промышленных предприятий. Необходимо также учитывать, что знаки и их форма, наносимые на чертежи должны иметь установленный размер с указанием числового значения неровности поверхности. Регламентируется высота знаков, указывается вид обработки.

Знак имеет специальный код, который расшифровывается следующим образом:

первый знак – характеризует тип обработки исследуемого материала (точение, сверление, фрезерование и т.д.);
второй знак — обозначает, что поверхностный слой материала не подвергался обработке, а образован путем ковки, литья, прокатки;
третий знак – показывает, что вид возможной обработки не регламентируется, но должен соответствовать Ra или Rz.

В случае отсутствия знака на чертеже, поверхностный слой не подвергается специальной обработке.

На производстве используют два вида воздействия на верхний слой:

с помощью частичного удаления верхнего слоя обрабатываемой детали;
без удаления верхнего слоя детали.

При удалении верхнего слоя материала в основном используется специальный инструмент, предназначенный для выполнения определенных действий – сверления, фрезерования, шлифования, точения, и т.д. В ходе обработки происходит нарушение верхнего слоя материала с образованием остаточных следов от используемого инструмента.

Когда применяется обработка без удаления верхнего слоя материала – штамповка, прокат, литье, происходит смещение структурных слоев их деформация с принудительным созданием «гладко-волокнистой» структуры.

При конструировании и изготовлении деталей параметры неровностей задает конструктор, основываясь на техническом задании определяющим характеристики изделия в зависимости от требований, предъявляемых к изготовляемому механизму, технологии используемой при производстве и степени обработки.

Поверхность почвы

Шероховатость поверхности почвы (SSR) относится к вертикальным изменениям, присутствующим в микро- и макрорельефе поверхности грунта, а также к их стохастическому распределению. Существует четыре различных класса SSR, каждый из которых представляет характерную вертикальную шкалу длины:

первый класс включает изменения микрорельефа от отдельных зерен почвы до агрегатов порядка 0,053–2,0 мм;
второй класс состоит из вариаций почвенных комков от 2 до 100 мм;
третий класс шероховатости поверхности почвы — это систематические перепады высот из-за обработки почвы, называемые ориентированной шероховатостью (ОШ), в диапазоне от 100 до 300 мм;
четвертый класс включает в себя планарную кривизну или макромасштабные топографические особенности.

Два первых класса объясняют так называемую микрошероховатость, которая, как было показано, в значительной степени влияет на событие и сезонную шкалу в зависимости от количества осадков и обработки почвы соответственно. Микрошероховатость чаще всего определяется количественно с помощью случайной шероховатости, которая, по сути, является стандартным отклонением данных о возвышении поверхности слоя вокруг среднего значения высоты после коррекции на уклон с использованием плоскости наилучшего соответствия и устранения эффектов обработки почвы в отдельных показаниях высоты. Воздействие осадков может привести к ухудшению или увеличению микрошероховатости, в зависимости от начальных условий и свойств почвы.

На шероховатых поверхностях грунта действие отрыва дождевых брызг имеет тенденцию сглаживать края шероховатости поверхности почвы, что приводит к общему снижению RR. Однако недавнее исследование, в котором изучалась реакция гладких поверхностей почвы на количество осадков, показало, что RR может значительно увеличиться при малых начальных масштабах микрошероховатости порядка 0-5 мм. Также было показано, что увеличение или уменьшение согласовано между различными показателями SSR.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

2.1. Параметры ощупывающей системы профилографа-профилометра

2.1.1. Рабочая часть щупа должна соответствовать ГОСТ 18961-80.

2.1.2. Максимальные значения статического измерительного усилия и постоянной изменения измерительного усилия следует выбирать в зависимости от радиуса щупа. Они не должны превышать значений, указанных в табл.1.

Таблица 1


Номинальное значение радиуса кривизны вершины щупа, мм	Максимальное значение статического измерительного усилия, Н	Максимальное значение постоянной изменения измерительного усилия, Н/м
0,002	0,0007	35
0,005 0,010	0,004	200

Допускается увеличение статического измерительного усилия до 0,016 Н для профилометров с наименьшим значением измеряемого параметра Ra не менее 2 мкм, для профилографов с наименьшим значением ординаты профиля не менее 1,5 мкм, а также для датчиков, предназначенных для измерений, при которых игла датчика не направлена вертикально вниз.

2.1.3. В профилографах-профилометрах, имеющих датчик с опорой на измеряемую поверхность, радиус кривизны рабочей части опоры в плоскости, перпендикулярной контролируемой поверхности и параллельной направлению движения датчика, должен быть не менее пятидесяти значений максимальной отсечки шага.

Примечание. При измерении с отсечкой шага 2,5 мм и более предпочтительнее использовать вспомогательную направляющую поверхность.

2.1.4. Параметр шероховатости Rz рабочей поверхности опоры не должен превышать 0,1 мкм.

2.1.3, 2.1.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.5. Усилие воздействия опоры датчика на контролируемую поверхность не должно превышать 0,5 Н.

2.2. Параметры системы преобразования профилометра

2.2.1. Диапазон измерения параметра Ra: отношение верхнего предела измерения к нижнему должно быть не менее 2000 для приборов типа I, не менее 200 – для приборов типа II и не менее 100 – для приборов типа III.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.2. Значение отсечек шага выбирают из ряда: 0,025; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25,0 мм.

2.2.3. Набор отсечек шага должен обеспечивать измерение параметров шероховатости поверхности в диапазоне, установленном ГОСТ 2789-73.

2.2.4. Минимальное значение верхнего предела диапазона длин участков измерения должно быть не менее пяти значений отсечек шага для данного профилометра. В случае максимальных значений отсечек шага минимальное значение верхнего предела диапазона длин участков измерения допускается не менее двух значений отсечек шага.

2.2.5. Номинальную амплитудно-частотную характеристику (без учета влияния радиуса кривизны вершины щупа) определяют из уравнения

, (1)

где – длина волны синусоидального входного сигнала;- отсечка шага.

2.2.4, 2.2.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.6. Номинальные значения и допустимые отклонения амплитудно-частотной характеристики от номинальной для дискретных значений приведены в табл.2.

Таблица 2


	Kmin	Kном	Кmax
	степень точности		степень точности
	1	2		1	2
0,1	0,97	0,95	1,00	1,03	1,05
0,2	0,95	0,94	0,99	1,02	1,04
0,5	0,88	0,86	0,92	0,96	0,98
1,0	0,70	0,67	0,75	0,80	0,83
1,5	0,52	0,49	0,57	0,62	0,65

2.2.7. Профилометр необходимо оснащать мерой (или комплектом мер), служащей для настройки показаний прибора в процессе эксплуатации. Профиль меры должен быть близким к трапецеидальному, параметр Sm меры в направлении, перпендикулярном направлению рисок, не должен превышать 0,25 .

2.3. Параметры системы преобразования профилографа

2.3.1. Диапазон номинальных значений вертикального увеличения: отношение максимального увеличения к минимальному должно быть не менее 1000 для профилографов типа I, не менее 100 -для профилографов типа II и не менее 50 – для профилографов типа III.

2.3.2. Номинальные значения вертикальных увеличений выбирают из ряда: 10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000 и т.д.

2.3.1, 2.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3.3. Диапазон номинальных значений горизонтального увеличения: отношение максимального увеличения к минимальному должно быть не менее 50.

2.3.4. Номинальные значения горизонтальных увеличений выбирают из ряда: 1; 2; 5; 10; 20; 50 и т.д.

2.3.5. Номинальная амплитудно-частотная характеристика (без учета влияния щупа) должна быть прямой линией, параллельной оси длин волн, в диапазоне длин волн, нижний предел которого составляет 3 мкм.

2.3.6. Допускаемые отклонения горизонтальных увеличений от номинальных значений не должны превышать ±5% для профилографов 1-й степени точности и ±10% для профилографов 2-й степени точности.

Приборы контактного действия

Принципиальная схема контактного профилометра с индуктивным преобразованием сигнала включает в себя:

Щуп с алмазным наконечником.
Преобразователь.
Механизм перемещения щупа.
Усилитель электрического сигнала.
Аналогово-цифровой преобразователь.
Дисплей, либо стрелочный индикатор.
Датчики обратной связи, управляющие движением щупа.
Реле времени.
Переключатель диапазонов измерения.

Типовым представителем этого класса измерительной техники считается профилометр модели 296, которым можно замерить шероховатость плоских поверхностей. Основные технические характеристики устройства приведены ниже:

SJ-210 Surfest.
Измерительный диапазон шероховатости, мкм – 0,02…10,0;
Количество рабочих диапазонов оценки – 3;
Систематическая погрешность, % — 2;
Параметр шага, мм – 0,004…2,5;
Скорость отслеживания результата, мм/с – 1;
Питание – от сети переменного тока.

Измеритель типа 296 и им подобные (например, модели 130) из-за больших габаритов позволяют определять шероховатость изделий в условиях цеховых лабораторий.

Профилометром портативного типа, который работает по тому же принципу, является российский прибор модели ТR-100, включающий в себя пьезоэлектрический преобразователь. Он позволяет контроль шероховатости, если деталь имеет не только плоские, но и на выпуклые/вогнутые поверхности. Калибровка показаний для готовности прибора к работе производится узлом, встроенным в основную схему. ТR-100 обладает увеличенным диапазоном (0,05…50 мкм), но при тех же значениях производительности отличается несколько меньшей точностью — ±12 %.

Какие параметры шероховатости существуют

Существует свыше 8 параметров, которые характеризуют значение высоты неровностей поверхности. В статье мы разберем лишь самые востребованные, незнание которых будет значительным пробелом для любого технического специалиста. Это Ra и Rz.Значение Rz показывает среднеарифметическое значение высоты, взятое по 10 точкам поверхности. Это означает, что в измерении участвовали только 5 подъемов и 5 впадин. Весь остальной «горный массив» в расчет не принимался. В системе СИ Rz измеряется в микрометрах.

Ra является также среднеарифметическим показателем высоты шероховатости. От Rz его отличает то, что в расчет берется не 10 точек, а все. По этой причине параметр Ra более точно отображает неровность поверхностей и считается более предпочтительным.

Помимо Ra и Rz стоит упомянуть о еще одном параметре, близкий по смыслу вышеупомянутым. Это Rmax. Он отображает высоту неровностей поверхности только по ее максимальным точкам. По наибольшей высоте и наименьшей впадине. В нынешнее время Rmax не используется в силу своей грубой точности.

Измерение

Шероховатость меряют двумя способами: качественным и количественным. Качественный метод оценки неровностей поверхности больше подходит непосредственно для производственников. В тех ситуациях, когда глубокий анализ не целесообразен или на него нет банально времени. Данный способ носит более грубый характер и заключается в сравнении гладкости исследуемой поверхности с неким эталоном на ощупь.

Эталон представляет собой небольшую металлическую плитку с габаритными размерами 30х30 мм и толщиной 5 мм. Он имеет определенное значение Ra и Rz, является образцом по которому сравнивают качество поверхности. Такие плиты собирают в наборы с указанием напротив каждой позиции значение шероховатости.

Количественный метод более точен и требует для своего осуществления специального оборудования. Это могут быть профилометры, профилографы и двойные микроскопы. По исследуемой поверхности проводят подключенным к приборам стержень с алмазным наконечником, высокочувствительным к перемещениям. Этот стержень полностью повторяет форму поверхностей и передает ее размеры на экран или ленту профилограммы. Дальше, по полученным данным лаборант делает точное заключение о значение шероховатости и передает ее службе качества.

Что такое базовая длина и для чего она используется?

Базовая длина l –длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующая шероховатость поверхности. Базовая линия проводится относительно профиля неровностей определённым образом и имеет заданную геометрическую форму.

Что значит Ra?

Ra — символ химического элемента радия. Ra — обозначение шероховатости поверхности (среднее арифметическое отклонение профиля в мкм)

Что такое RZ на чертеже?

Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам. Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

Что такое RZ 20?

Сумма средних арифметических абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов и пяти наибольших максимумов профиля в пределах базовой длины. Расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

Измерение наружного диаметра резьбы

Контроль внешнего диаметра резьбы производится при использовании микрометрических инструментов, основу конструкции которых составляют микровинты. Расчёт происходит в соответствии со следующим алгоритмом:

Микровинты прикладываются к профилю резьбы. Для корректировки местоположения инструмента необходимо произвести несколько вращений микрометра.
Записать величину профиля нарезки для одной стороны. Значение рассчитываются, исходя из цены деления на шкале микровинтов.
Приложить микрометр к противоположному концу профиля и вычислить его размер.
Найти внешний диаметр нарезки, отняв от результата первоначального вычисления значение второго вычисления.

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.

К тому же, существуют профилометры с механотронными преобразователями, которые измеряют параметры неровностей, указывая среднее арифметическое значение отклонения профиля – Ra.

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.

2) Профилограф – это прибор, который, идентично профилометру, предназначается для контроля параметров шероховатости поверхности, однако, имеет от него отличия в плане вывода результатов измерений. В профилографе результаты измерений представляются в виде кривой – профилограммы, определяющей волнистость и шероховатость. Обработка результатов производится графоаналитическим методом.

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

Первый блок – называется измерительным, поскольку именно в нем получается сигнал, который является основой всего измерения. На основании этого сигнала и строится, в последствии, кривая, характеризующая микронеровности. Данный блок состоит, как правило, из иглы, привода иглы и измерительного столика.

Второй блок – электронный преобразовательный, в котором сигнал из первого блока усиливается и преобразуется при помощи специальных электронных преобразователей.

Третий блок – записывающий, на который поступает обработанный сигнал со второго блока. Обработанный сигнал, при помощи записывающего устройства, аналогового или электронного, преобразуется в профилограмму в увеличенном масштабе. При этом, в качестве материала для вычерчивания профилограммы может выступать металлизированная бумага, светочувствительная бумага или специальная пленка.

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.

3) Профилограф-профилометр – приборы данного типа предназначаются для записи измеренных параметров микронеровностей поверхности на бумажный носитель (например, электротермическую бумагу), и одновременного наблюдения, в режиме реального времени, за результатами проводимых измерений при помощи показывающего устройства – цифрового или аналогового.

Самыми распространёнными профилографами-профилометрами являются приборы «Сейтроник-ПШ8» различных модификаций. Так, например, выпускаются модели СЕЙТРОНИК-ПШ8-4, СЕЙТРОНИК-ПШ8-3 и СЕЙТРОНИК-ПШ8-2 , которые отличаются шагом длины трассы ощупывания, наличием/отсутствием встроенного принтера, параметрами увеличения.

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.

Особые условия

Основные обозначения

Шероховатость исследуемой поверхности измеряются на допустимо небольших площадях, в связи с чем базовые линии выбирают, учитывая параметр снижения влияния волнообразного состояния поверхности на изменение высотных параметров.

Неровности на большинстве поверхностей возникают по причине образующихся деформаций верхнего слоя материала при осуществляемой обработке с использованием различных технологий. Очертания профиля получают при проведении обследования с помощью алмазной иглы, а отпечаток фиксируется на профилограмме. Основные параметры, характеризующие шероховатость поверхности имеют определенное буквенное обозначение, используемое в документации, чертежах и получаемые при проведении измерений деталей(Rz, Ra, Rmax, Sm, Si, Tp).

Для измерения неровности поверхности используют несколько определяющих параметров:

Ra- обозначает значение исследуемого профиля с возможным отклонением (среднеарифметическим) и измеряется в мкм;
Rz – обозначает высоту измеряемых неровностей определяемую по 10 основным точкам в мкм;
Rmax –максимальное допустимое значение параметра по высоте.
Обозначение шероховатости поверхности

Также используются шаговые параметры Sm и Si и опорная длина исследуемого профиля tp. Данные параметры указываются при необходимости учитывать условия эксплуатации деталей. В большинстве случаев для измерений используется универсальный показатель Ra, который дает наиболее полную характеристику с учетом всех точек профиля. Значение средней высоты Rz применяется при возникновении затруднений связанных с определением Ra с использованием приборов. Подобные характеристики оказывают влияние на сопротивление и виброустойчивость, а также электропроводимость материалов.

Значения определений Ra и Rz указаны в специальных таблицах и при необходимости могут использоваться при проведении необходимых расчетов. Обычно определитель Ra обозначается без числового символа, другие показатели имеют необходимый символ. Согласно действующим нормативным актам (ГОСТ) существует шкала, в которой даны значения шероховатостей поверхности различных деталей, имеющих подробную разбивку на 14 специальных классов.

Существует прямая зависимость, определяющая характеристики обрабатываемой поверхности, чем выше показатель класса, тем меньшее значение имеет высота измеряемой поверхности и лучше качество обработки.

Роль и значение

Шероховатость играет важную роль в определении того, как реальный объект будет взаимодействовать с окружающей средой. В трибологии шероховатые поверхности обычно изнашиваются быстрее и имеют более высокие коэффициенты трения, чем гладкие. Шероховатость часто является хорошим предиктором характеристик механического компонента, поскольку неровности на поверхности могут образовывать места зарождения для трещин или коррозии. С другой стороны, шероховатость может способствовать адгезии. Вообще говоря, вместо масштабных дескрипторов, кросс-масштабные дескрипторы, такие как поверхностная фрактальность, обеспечивают более значимые предсказания механических взаимодействий на поверхностях, включая жесткость контакта и статическое трение. Шероховатость поверхности — это довольно сложный параметр, подробности о котором можно узнать ниже.

Канал ДНЕВНИК ПРОГРАММИСТА

Жизнь программиста и интересные обзоры всего. Подпишись, чтобы не пропустить новые видео.

Лучшие производители

Filmetrics Inc.

Американская компания. Год основания 1995. Основная задача — разработка аппаратов, способных максимально упростить, и ускорить процесс определения толщины покрытий и тонких пленок, а также максимально снизить стоимость оборудования.

В результате разработки поистине революционных методов решения задач, сегодня оборудование компании Filmetrics выполняет работу в течение нескольких секунд. Обучение оператора занимает несколько минут.

Elcometer

Британская компания. На рынке с 1947 года. Основное направление деятельности — разработка и производство устройств для исследования качества покрытий из различных материалов без их повреждения. Сегодня компания занимает лидирующие позиции в производстве современного оборудования для оценки чистоты обработки изделий. Многие образцы бренда позиционируются специалистами как эталон качества.

Time Group Inc.

Китайский производитель контрольно-измерительных приборов и оборудования для сварки металлов. Его средства контроля шероховатости поверхностей пользуются на мировом рынке повышенным спросом специалистов. Качество продукции контролируется в соответствии с международным стандартом ISO 9001. Сегодня компания имеет более двадцати филиалов в Китае и около 70 дистрибьюторов в Америке и странах Европы.

Mitutoyo

Японский бренд. Год основания 1934. С тех пор и до настоящего времени производит бюджетные и простые в употреблении измерительные приборы. Все началось с производства микрометров. Сегодня Mitutoyo производит широкий ассортимент мерительного инструмента, от рулеток и штангенциркулей, до современных профилометров, стереомикроскопов и т.п. Популярные модели бренда пользуются повышенным спросом покупателей.

PCE Group Co KG

Германская компания — производитель промышленных измерительных приборов и оборудования, которое признается совершенным во всех странах мира. Популярность моделей объясняется жесточайшим контролем качества на всех этапах производства. Фирма располагает производственными мощностями в Германии, Польше и Нидерландах.

Taylor Hobson

Старейшая британская компания, образованная в 1886 году в городке Лестер, графство Лестершир. Занималась производством фотокамер и линз. В настоящее время производит метрологические устройства. Модели Taylor Hobson с высокой тонкостью определяют уровень шероховатости изделий, фиксируют отклонения малейшие отклонения, в том числе и на сверхгладких элементах.

Список производителей можно продолжать еще долго. Какой фирмы лучше купить профилометр, решать покупателю. Неискушенному покупателю желательно выслушать советы и рекомендации опытных операторов, изучить описание и характеристики аппаратов. Это поможет сделать правильный выбор.

Общие сведения

Зачастую механическую обработку поверхности проводят для получения максимальной чистоты. Однако требуемый уровень шероховатости или текстура заготовки зависит от ее предполагаемого использования. Другими словами, нецелесообразно добиваться избыточной чистоты. И здесь открывается возможность для экономии. Конфокальная микроскопия является идеальным методом проверки качества указанных текстур поверхности, поскольку она позволяет быстро получать трехмерное изображение профиля поверхности, в связи с чем, можно регистрировать не только общие параметры шероховатости, но и ее возможную зависимость от направления. Кроме того, благодаря широкому диапазону разрешения система регистрирует такие параметры, как волнистость и форму.

Таким образом, применение таких конфокальных микроскопов, как SRA обеспечивает широкий спектр возможностей для точного контроля шероховатости поверхности, структуры и форм рабочих поверхностей. А измерения в режиме реального времени позволяют применять эти приборы для оценки шероховатости поверхности в системах контроля качества на производстве.

Еще одно преимущество конфокальной микроскопии заключается в бесконтактном характере данного метода измерений, что позволяет исключить повреждения образцов.

Данные настоящего отчета получены в ходе простого процесса полирования, выполненного для демонстрации того, каким образом полученные с помощью SRA показатели шероховатости можно соотнести с технологическими параметрами (в данном примере – с зернистостью бумаги).

Шероховатость поверхности и ее влияние на работу деталей машин

В процессе формообразования деталей на их поверхности появляется шероховатость — ряд чередующихся выступов и впадин сравнительно малых размеров.

Шероховатость может быть следом от резца или другого режущего инструмента, копией неровностей форм или штампов, может появляться вследствие вибраций, возникающих при резании, а также в результате действия других факторов.

Влияние шероховатости на работу деталей машин многообразно:

шероховатость поверхности может нарушать характер сопряжения деталей за счет смятия или интенсивного износа выступов профиля;
в стыковых соединениях из-за значительной шероховатости снижается жесткость стыков;
шероховатость поверхности валов разрушает контактирующие с ними различного рода уплотнения;
неровности, являясь концентраторами напряжений, снижают усталостную прочность деталей;
шероховатость влияет на герметичность соединений, на качество гальванических и лакокрасочных покрытий;
шероховатость влияет на точность измерения деталей;
коррозия металла возникает и распространяется быстрее на грубо обработанных поверхностях и т. п.

Классификация поверхностей

При определении характеристики поверхностного слоя материала необходимо провести классификацию:

Рабочие поверхности, имеющие сопряжение с изменением местоположения в ходе осуществляемого процесса, по отношению друг к другу (механизмы двигателей, насосов и т.д.). Детали, используемые в механизмах обязательно должны обрабатываться с высокой точностью, а показатели соответствовать величинам Ra=2.5-0.16 мкм, Rz=10-0.8 мкм.
Установочные поверхности – детали находятся в соприкосновении, но по отношению друг к другу неподвижны. Подлежат обработке и должны соответствовать показателям Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
Ограничительные и соединительные поверхности – элементы служащие ограничением для работающих механизмов (корпуса приборов, станков и т.д.). Данные поверхности в зависимости от требований могут подвергаться обработке, параметры соответствуют Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
Поверхности, требующие специальной обработки (детали внешних корпусов механизмов, агрегатов). Параметры шероховатости должны соответствовать Ra=5.0-1.25 мкм, Rz=20-6.3 мкм. Особо стоит отметить требования, предъявляемые к органам управления механизмов, приборов у которых показатели должны, находится на уровне Ra=0.63-0.08 мкм, Rz=3.2-0.4 мкм.
Используя данные качества поверхности, получаемые при различных методах обработки можно выстраивать технологическую цепочку, обеспечивающую наибольшую эффективность и сокращение времени обработки деталей.

Читать также: Как правильно высверлить шпильку

Классы шероховатости поверхности

Знак имеет специальный код, который расшифровывается следующим образом:

первый знак – характеризует тип обработки исследуемого материала (точение, сверление, фрезерование и т.д.);
второй знак — обозначает, что поверхностный слой материала не подвергался обработке, а образован путем ковки, литья, прокатки;
третий знак – показывает, что вид возможной обработки не регламентируется, но должен соответствовать Ra или Rz.

В случае отсутствия знака на чертеже, поверхностный слой не подвергается специальной обработке.

На производстве используют два вида воздействия на верхний слой:

с помощью частичного удаления верхнего слоя обрабатываемой детали;
без удаления верхнего слоя детали.

Контроль шероховатости поверхности

Особые условия

Классификация поверхностей

Поверхность почвы

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Приборы контактного действия