Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы и средства измерения шероховатости поверхности. Способы оценки шероховатости

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

Читайте так же:
Как проверить обмотки асинхронного двигателя

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.

Шероховатость поверхности — что это и как выбрать?

Каждый молодой конструктор, начинающий чертить свое первое задание, сталкивается с вопросом – как выбрать шероховатость и что это вообще такое? Если учился он по более или менее профильной теме – то ответ он, может быть, и знает, но зачастую, как показывается практика моего общения с новоприбывшими студентами, этих знаний у многих нет. Начнем по порядку – с теории.

Что такое шероховатость поверхности?

Для ответа на этот вопрос давайте задумаемся о том, как изготавливаются детали. В любом случае, для того, чтобы придать исходному материалу вид детали, изображенной на чертеже, его приходится отпиливать, отрезать, сверлить, фрезеровать или гнуть. Гибка и прочие деформации нас сейчас не особо касаются, а вот механические обработки, описанные выше, вполне.

При отрезе материала поверхность, по которой проходит режущий инструмент, остается отнюдь не гладкой, на ней будут зазубрины, царапины и прочие перепады. Это и есть шероховатость поверхности. Они, конечно, не такие огромные, чтобы прямо бросаться в глаза – их размер в районе нескольких микрометров. И эти размеры, что не удивительно, четко обозначены в соответствующем ГОСТе. Это ГОСТ 2789-73 – «Шероховатость поверхности».

В этом стандарте есть графическое изображение тех неровностей, о которых идет речь.

Рисунок из Википедии, свободной энциклопедии

Рисунок из Википедии, свободной энциклопедии

При увеличении любой поверхности материала можно увидеть похожую картину. Исходя из соотношений указанных на чертеже параметров неровностей можно вывести несколько основных типов шероховатости, которые мы указываем на чертеже.

  • Ra — среднее арифметическое отклонение профиля;
  • Rz — высота неровностей профиля по десяти точкам;
  • Рmax — наибольшая высота профиля;
  • Sm — средний шаг неровностей;
  • S — средний шаг местных выступов профиля;
  • tp — относительная опорная длина профиля, где р – значения уровня сечения профиля.

При указании шероховатости на чертеже предпочтительным является вариант Ra, о чем нам и сообщает ГОСТ.

Рассмотрим первые два варианта шероховатости Ra и Rz.

В случае с Ra численное ее выражение есть среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины, и формируется оно по формуле:

Формула 1

где l – базовая длина, n – число выбранных точек профиля на базовой длине.

В случае с Rz берется сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:

Формула 2

где ypmi — высота i-го наибольшего выступа профиля, yumi — глубина i-й наибольшей впадины профиля.

В ГОСТе есть табличка, где сведены все возможные значение шероховатостей Ra, и подчеркнуты предпочтительные.

Таблица

Как выбрать шероховатость?

Выбор шероховатости не такой уж и сложный процесс, как может показаться. Везде, где я работал, да и у знакомых так же, по умолчанию выбирается шероховатость Ra6,3 для всех поверхностей, где нет конкретных указаний о гладкости поверхности. Для более гладких поверхностей, например, шлифованных, значение шероховатости может быть в пределах от 3,2 до 0,1. Смотреть нужно по целевой принадлежности детали. Например, если к поверхности, для которой указывается шероховатость, будет прикладываться охлаждаемый радиатор, то ее нужно сделать гладкой – Ra1,6. За все время работы я встречал использование только четырех вариантов шероховатости:

  1. 6,3 везде
  2. 3,2 в более аккуратных местах, таких как канавки под уплотнительную резинку
  3. 1,6 в местах контакта охлаждаемых поверхностей
  4. 0,8 в местах, где поверхность полировалась (лазерная техника)
Читайте так же:
Как пользоваться мультиметром цифровым м830в видео

При попытках рассмотреть этот вопрос в интернете, можно найти много разнообразных картинок с теорией, где нарисована хитрая деталь со всеми возможными видами обработки и указаны шероховатости для этих видов. Характерно то, что на всех этих картинках цифры указаны вроде бы одинаковые, но диапазоны у них разные. В любом случае, для общего понятия правильной постановки шероховатости будет достаточно и списка выше, а для более хитрых деталей следует изучить требование, которые к ним применяются конкретно на предприятии или заказчиком.

МУ 29-86
Применение на предприятиях отрасли ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики» и ГОСТ 2.309-73 «Обозначения шероховатости поверхностей»

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Методические указания устанавливают основные положения и рекомендации по применению ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73 в конструкторской документации основного и вспомогательного производства и нормативной технической документации

  • Заменяет МУ 29-76

Оглавление

1 Применение ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73 в конструкторской и нормативно-технической документации

2 Выбор параметров шероховатости поверхности в зависимости от эксплуатационных свойств поверхности

3 Обозначение шероховатости поверхности и получение ее предпочтительными видами обработки

4 Контроль шероховатости поверхности

Приложение (рекомендуемое). Рекомендации по обеспечению контроля шероховатости при серийном производстве

Дата введения01.07.1987
Добавлен в базу05.05.2017
Актуализация01.02.2020

Этот документ находится в:

  • Раздел Экология
    • Раздел 17 МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
      • Раздел 17.020 Метрология и измерения в целом
      • Раздел Строительство
        • Раздел Справочные документы
          • Раздел Директивные письма, положения, рекомендации и др.

          Организации:

          18.08.1986УтвержденМинистерство
          • ОСТ 1 02511-2006Отраслевая система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений. Организация и проведение аттестации
          • ОСТ 1 00221-2005Отраслевая система обеспечения единства измерений. Метрологическая экспертиза технических заданий, конструкторской и технологической документации. Организация и порядок проведения
          • ОСТ 1 00409-92Отраслевая система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений. Порядок разработки, построение и содержание
          • ОСТ 1 00405-80Отраслевая система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение контрольных образцов. Основные положения
          • ГОСТ 25142-82Шероховатость поверхности. Термины и определения
          • ГОСТ 19300-86Средства измерений шероховатости поверхности профильным методом. Профилографы-профилометры контактные. Типы и основные параметры
          • ГОСТ 9378-93Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия
          • ГОСТ 2789-73Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики
          • ГОСТ 2.309-73Единая система конструкторской документации. Обозначения шероховатости поверхностей
          • Показать все

          Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

          МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУ 29-86

          ПРИМЕНЕНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ОТРАСЛИ ГОСТ 2789-73 «ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ. Параметры и характеристики » и ГОСТ 2.309-73 «ОБОЗНАЧЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ»

          (На 13 страницах)

          Методические указания 29-86 Стр. 2

          Срок введения 1 июля 1987 г.

          Вводится взамен МУ 29-76

          Настоящие методические указания устанавливают основные положения и рекомендации по нримононкю ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73 в конструкторской документации основного и вспомогательного производства н нормативной технической документации.

          Термины и определения параметров шероховатости — по ГОСТ 25142-82.

          1. ПРИМЕНЕНИЕ ГОСТ 2789-73 И ГОСТ 2.309-73 В КОНСТРУКТОРСКОЙ И НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

          1.1. Техническая документация (конструкторская и технологическая), разработанная до 1 января 1976 г., пересмотру на соответствие упомянутым выше стандартам не подлежит.

          При пороиэдании 50 % и более технической документации весь комплект технической документации на изделие пересматривается на соответствие ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73.

          При переиздании менее 50 % технической документации пересмотру на соответствие ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73 подлежит только пересматриваемая документация.

          1.2. В конструкторской документации требования к изделиям устанавливает разработчик на основании связи параметров шероховатости с функциональным назначением, ресурсом ■ другими требованиями к поверсяостям деталей и сборочных единиц с целью обеспечения заданных эксплуатационных свойств и технических показателей данного изделия.

          1.3. В документации, разработанной до 1 января 1979 г., назначение высотных параметров шероховатости Ra и Rz производилось в пределах базовой длины в соответствии с табл. 1 (значения параметров Ra и fiz соответствовали значениям параметров по ГОСТ 2789-59).

          Значение параметра шероховатости, мхм, не более

          Базовая длина, мм

          Методические указания 29-86

          4.3. В других случаях проводится измерительный контроль методом непосредственной оценки, когда точность опенки параметров шероховатости поверхности

          Rq и Rz лежит в пределах ±16 % от заданного значения или когда измеряются параметры Ra, S и др.

          Приборы, обеспечивающие* такую точность контроля, и их технические характеристики соответствуют требованиям ГОСТ 19300-86.

          Типы приборов, которыми могут быть определены параметры шероховатости, должны выбираться с учетом требований РТМ 1.4.120-84.

          4.4. Поверхность считается выполненной в соответствии с требованиями чертежа, если значения параметров Ra, Rz,R^jox и ДР-

          — при назначении одного предельного (наибольшего) параметра но выходят за наибольшее значение, в том числе выполнены с меньшими значениями параметра,

          — при назначении диапазона значений параметра лежат в пределах указанных

          — при назначении номинального значения параметра и предельных отклонений лежат в пределах допустимых отклонений, например:

          jRa 1 ± 20% jRi2S M 7/w70±20%

          /7/77777777777777 • /ЛУ/7/////7777 » /77777777777777777777 •

          В трех последних примерах:

          — параметр RO должен быть в пределах 08 -1,2 мкм;

          — параметр Rz должен быть в пределах 25 — 35 мкм;

          — параметр tip при уровне сечения профиля 50 % должен быть в пределах 40-60%

          Примечание. Допусхается получение поверхности с меньшими значениями параметра шероховатости, что не является браковочньм признаком, если это улучшение поверхности пе повлияет на функциональное назначение данной поверхности.

          4.5. Рекомендации по обеспечен*» контроля шероховатости при серийном производстве приведены в приложении.

          Методические указания 20-86 Стр. 1 2

          РЕКОМЕ НДА11ИИ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПРИ СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

          1. Учитывая опыт разработки, изготовления и эксплуатации изделий, а также исходя из перспективы повышения требований к качеству поверхности деталей, предприятие — разработчик изделия в своих НТД может ограничить для использования в технической документации ряд значений Яв и #2 , установленных в табл. 3,

          2. Допускается предприятиям выпускать самостоятельные СТП-о граничите л и ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73, исходя из особенностей своего производства, руководствуясь рекомендациями настоящих отраслевых методических указаний.

          3. Определение шероховатости для случаев контроля в труднодоступных местах допускается производить методом сравнения с деталью, выбранной как контрольный образец. Изготовление, аттестация, периодический и вноочородкой контроль технических параметров контрольных образцов, а также контроль за правильностью их применения и состоянием следует осуществлять в соответствии с требованиями ОСТ 1 00405-80.

          4. При необходимости обеспечения выполнения нам ер они А с погрешностью, характеристики которой регламентированы отдельным документом, необходимо разработать методику выполнения измерений. Методика разрабатывается для применения при научных исследованиях, испытаниях, контроле качества и контроле параметров деталей, технологических процессов.

          Содержание разделов методики должно соответствовать требованиям ОСТ 1 00409-2006. Перед согласованном и утверждением регламентирующих методику выполнения измерений документов необходимо провести метрологическую экспертизу по ОСТ 1 00221-2005 и аттестацию по ОСТ 1 02 511-2006.

          5. Производственные службы предприятия должны регулярно (не реже одного раза в год) проверять соответствие реальных возможностей литейной и механических служб предприятия требованиям обеспечения качества поверхностей, надежности и долговечности деталей.

          6. Производственные службы предприятия должны проверять обеспеченность контрольно-измерительной аппаратурой для определения шероховатости поверхностей. При необходимости устанавливаются конкретные сроки поставки новых измерительных приборов.

          7. Нормирование шероховатости поверхности для различных способов обработки деталей и сопряжений рекомендуется производить в соответствии с РТМ 1734-84.

          Как измеряют шероховатость поверхности. Виды, параметры и методы

          Одной из важных задач метрологии является измерение шероховатости поверхности, во многом определяющей эксплуатационные характеристики деталей и агрегатов. В статье рассмотрено понятие шероховатости, а также наиболее распространённые методы измерения шероховатости.
          Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Принцип работы устройств по определению толщины покрытый» или «Измерение и контроль прочности бетона».

          Поверхность детали, обработанной даже самым тщательным образом, не может быть идеально ровной: от номинальной – заданной чертежом – она будет отличаться в любом случае. Различают два вида возможных отклонений: макро- и микрогеометрические, и если первые характеризуют волнистость детали и степень её несоответствия форме, то вторые определяют не что иное, как шероховатость поверхности.

          Понятию «шероховатость» можно дать следующее определение: она представляет собой совокупность микронеровностей на поверхности детали или изделия. Ещё одно немаловажное уточнение – шаг неровности относительно базовой длины очень и очень мал.

          Виды и параметры шероховатости

          Выделяют несколько видов шероховатости.

          • Исходная шероховатость – следствие технологической обработки изделия абразивными материалами.
          • Эксплуатационная шероховатость – шероховатость, которую приобрела поверхность вследствие изнашивания и трения.
          • Равновесная шероховатость – эксплуатационная шероховатость, которая воспроизводится при стационарных условиях трения.
          • Ra – среднее арифметическое значение отклонения профиля.
          • Rz – высота неровностей профиля, снятая в 10 точках.
          • S – средний шаг местных выступов профиля;
          • Sm – среднее арифметическое значение шага неровности;
          • Rmax – максимальная высота профиля;
          • tp – относительная длина профиля (опорная), р – уровень сечения профиля.

          Предпочтительным при задании шероховатости является параметр Ra.

          Шероховатость во многом определяет эксплуатационные характеристики деталей и узлов, поэтому её точное измерение является одной из важных задач метрологии. Оценка может проводиться поэлементно (сравнение отдельных параметров) либо комплексно – путём сравнения исследуемой поверхности с эталоном.

          В современных технологических исследованиях предпочтительным является первый способ. Методы, которые он включает, рассмотрены ниже.

          Щуповой метод

          Щуповой метод измерения шероховатости поверхности относится к контактным и реализуется с помощью профилометра. Прибор представляет собой датчик, оснащённый тонкой остро заточенной алмазной иглой с ощупывающей головкой.

          Игла перемещается по нормали к исследуемой поверхности. Естественно, в местах микронеровностей (впадин и выступов) возникают механические колебания относительно головки. Эти колебания передаются на датчик, который преобразует механическую энергию в электрическую. Сигнал, генерируемый преобразователем, усиливается и измеряется: его параметры точно характеризуют неровности поверхности детали или изделия.

          В зависимости от типа преобразователя полезных сигналов профилометры подразделяются на индуктивные, электронные, индукционные и пьезоэлектрические, причём наибольшее распространение получили устройства первого вида. Кроме этого, существует ещё одна разновидность приборов – профилографы, позволяющие не только измерить но и записать параметры профиля в заранее подобранном горизонтальном и вертикальном масштабах.

          Исследование неровности проводится в несколько этапов: профиль «ощупывается» определённое количество раз, и лишь на основе серии измерений вычисляется окончательное – усредненное – значение параметра: количественная характеристика неровности относительно длины участка.

          Оптические методы

          Группа оптических – бесконтактных – способов измерения шероховатости поверхности достаточно обширна. Самыми распространёнными входящими в неё методами являются следующие:

          • светового и теневого свечения;
          • микроинтерференционный;
          • растровый.

          Рассмотрим каждый метод детальнее.

          Растровый метод

          Суть данного метода достаточно проста: на исследуемую поверхность накладывается изготовленная из стекла пластинка, на которую нанесена растровая сетка (система равноудалённых параллельных линий) с достаточно малым шагом.

          При наклонном падении световых лучей в местах микронеровностей штрихи отраженной сетки накладываются на штрихи реальной – возникают муаровые полосы, свидетельствующие о наличии впадин и выступов на изучаемой поверхности. Точное измерение параметров неровности осуществляется по изложенной в ГОСТ методике с помощью растрового микроскопа.

          Стоит отметить, что данный метод используется при исследовании лишь тех поверхностей, следы обработки на которых имеют преимущественное направление.

          Методы светового и теневого свечения

          Метод светового свечения при измерении параметров неровности применяется наиболее часто и заключается в следующем. Исходящий от источника света световой поток преобразуется в тонкий пучок, проходя через узкую щель. Далее он с помощью объектива под определённым углом направляется на исследуемую поверхность. Отраженный луч снова проходит через объектив и формирует изображение щели в окуляре. Абсолютно ровная поверхность соответствует идеально прямой светящейся линии, шероховатая поверхность – искривлённой.

          Теневой метод является «продолжением» светового: на небольшом расстоянии от изучаемой поверхности устанавливается линейка, ребро которой скошено. Пучок света проходит тот же путь, однако, словно ножом срезается ребром. На контролируемой поверхности появляется тень, верхняя часть которой точно повторяет изучаемый профиль. Рассматривая это изображение в микроскоп, делают выводы о характере и параметрах шероховатости.

          Микроинтерференционный метод

          Для реализации микроинтерференционного метода используют измерительный прибор, в состав которого входит интерферометр и измерительный микроскоп. С помощью первого устройства формируется интерференционная картина исследуемой поверхности с искривлениями полос в местах неровностей. Увеличивающий в разы полученную картину микроскоп позволяет измерить параметры шероховатости.

          Метод слепков

          Описанный ниже метод используют для оценки шероховатостей труднодоступных поверхностей и поверхностей, имеющих сложную конфигурацию.

          Метод слепков заключается в снятии негативных копий (материалом для их изготовления, как правило, служит парафин, гипс или воск) поверхности и их дальнейшем исследовании оптическими или щуповым методами. Иными словами, метод слепков не является самостоятельным методом и используется лишь в сочетании с вышеописанными способами измерения шероховатости поверхности.

          голоса
          Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector