Якісна та кількісна оцінка шорсткості поверхні

Контроль шорсткості поверхонь за допомогою приладів може виконуватися контактним і безконтактним (оптичним) методами.

Якісну оцінку шорсткості поверхні проводять за допомогою зразків шорсткості, а кількісну оцінку параметрів шорсткості - за допомогою щупових приладів (так званих профілографів) і оптичних безконтактних приладів (подвійних мікроскопів і мікроінтерферометрів).

Зразками шорсткості є набори металевих брусків із ділянками поверхні плоскої або циліндрової форми, які оброблені при певних режимах різання точінням, фрезеруванням, шліфуванням та іншими способами і за наслідками вимірювань віднесені до відповідних класів шорсткості. В даний час готуються до випуску нові набори зразків шорсткості з позначенням параметрів і їх числових значень.

До еталона шорсткості ставляться вимоги:

· еталон повинен бути виготовлений з того ж матеріалу, що й контрольована поверхня;

· форма еталона повинна відповідати формі обробленої поверхні;

· еталон виготовляється тим же способом, що і контрольована поверхня (шліфуванням, фрезеруванням, точінням і інш).

§ еталон виготовляється тим же способом, що і контрольована поверхня (шліфуванням, фрезеруванням, точінням і інш).

Профілометри застосовуються, головним чином, у вимірювальних лабораторіях. У виробничих умовах, особливо на невеликих підприємствах, де при контролі чистоти поверхонь не вимагається кількісної оцінки мікронерівностей, застосовуються спеціально виготовлені робочі зразки шорсткості поверхні, які призначені для оцінки шорсткості поверхні методом порівняння, візуального або дотиком, а також за допомогою приладів, що дозволяють проводити візуальне порівняння. Даний стандарт не розповсюджується на зразкові деталі шорсткості поверхні. Робочі (еталонні) зразки виготовляють із тих самих металів (чавун, сталь, алюміній, бронза і т. д.), що і деталі, які перевіряються, оскільки поверхні деталей, оброблені однаковим способом, і ті, що мають один і той самий клас чистоти, матимуть різні сліди обробки, якщо вони будуть виконані з різних матеріалів.

Прилади для контролю шорсткості моделей 170621, 170622, 170623 призначені для вимірювання шорсткості і профілю поверхонь, переріз яких у площині вимірювання являє собою пряму лінію (твірні циліндричних поверхонь, отвори, плоскі поверхні). В моделях 170621, 170622 електронний блок виконано у вигляді окремого модуля, який має клавіатуру керування профілометром, цифрове табло для виведення результатів вимірювання. В моделі 170623 електронний блок виконаний у вигляді плати, яку вмонтовано в комп’ютер.

Керування профілометром здійснюється з клавіатури комп’ютера за допомогою програмного забезпечення, яке дозволяє виконувати розрахунок параметрів шорсткості і аналізувати профілограму вимірюваного профілю.

Прилад HOMMEL nanoscan 855 призначений для контролю шорсткості на прямолінійних, криволінійних і похилих поверхнях.

Вимірювальна система має розрізнення 0,6 нанометрів в діапазоні до 24 мм і забезпечує високу швидкість вимірювання в ЧПК режимі.

Прилади HOMMEL TESTER W55, T500, T800 мають широкі можливості при вимірюванні параметрів шорсткості поверхонь завдяки великому набору опорних і безопорних щупів. Дозволяють виконувати одночасно вимірювання, розрахунок параметрів шорсткості та аналіз профілю поверхні. Можуть використовуватись як в умовах виробництва, так і в лабораторії.

Профілографи-профілометри працюють за принципом сканування поверхонь, коли коливання голки (щупа), закріпленої в датчику, перетворюються в коливання напруги струму.

Контроль шорсткості за допомогою зразків порівняно простий і широко застосовується на робочих місцях. При контролі порівнюють шорсткість поверхні деталі з шорсткістю поверхні зразка шляхом огляду і обмацування нігтем або пальцем упоперек слідів обробки.

Набори еталонних зразків (рис. 1) зберігаються в пеналах. У кожному утримувачі є чотири зразкові пластини. При перевірці чистоти поверхні беруть еталонні зразки відповідної форми, виготовлені з такого ж металу і оброблені таким самим способом, що і деталь, яка перевіряється, та прикладають до деталі, яка перевіряється. Порівнюючи оброблену поверхню деталі, яка перевіряється, з еталонним зразком, встановлюють клас чистоти обробки.

Описаний спосіб порівняння дає правильні результати при перевірці деталей чистоти з 1-го до 7-го класу. Недоліком є суб'єктивність оцінки. Для зниження стомлюваності очей при звіренні двох поверхонь із шорсткістю не вище 7-ого класів, а також для посилення можливості людського ока користуються лупою. При цьому способі необхідно мати велику кількість зразків, різних за формою, матеріалом, способом обробки; крім того, зразки необхідно оберігати від корозії, що різко знижує їх точність.

Параметри шорсткості вибирають з урахуванням умов роботи деталі. Як показує досвід експлуатації виробів, слід прийняти наступні комплекси параметрів шорсткості:

- для поверхонь, що працюють в умовах тертя, ковзання, кочення і схильних до зносу, - Rа, Rz_z або t_p;

- для поверхонь, що випробовують контактну напругу, - Rа, Rz_z або t_p;

_- за необхідністю забезпечити відносну нерухомість сполучених деталей – Rа f,j Rz_;

- Для деталей, що випробовують змінні навантаження, - Rmax, Smабо S

Рисунок 1 -Еталонний зразок шорсткості

При виборі параметрів Rа і Rz перевагу слід віддавати Rа, оскільки цей параметр дає повнішу оцінку шорсткості.

Питання для самоперевірки

1. Які методи застосовуються для вимірювання поверхні?

2. За допомогою чого проводять якісну оцінку шорсткості поверхні?

3. За допомогою яких приладів проводять кількісну оцінку якості поверхні?

4. Які вимоги ставляться до еталону шорсткості?