Вопросы для самопроверки

1. Изобразите графически поле допуска на контролируемый размер.

2. Какой метод измерения применялся при контроле диаметра болта (шайбы)?

3. В чем заключается статистическая обработка результатов измерений?

4. Что такое заданная вероятность измерений?

5. Что такое сплошной и выборочный контроль?

6. Как определяется годность партии деталей при выборочном контроле?

Лабораторная работа 3 Измерение шероховатости поверхности

Цель работы:изучить методы и средства контроля и измерения шероховатости поверхностей деталей, параметры шероховатости и произвести измерение шероховатости поверхности по параметру Rz.

Шероховатостью поверхностисогласно ГОСТ 25142 - 82 называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины.

Согласно ГОСТ 2789 – 73* шероховатость поверхности изделий независимо от материала и способа изготовления можно оценивать параметрами Ra, Rz, Rmax, Sm, S и tp (рис. 3.1).

Рис. 3.1

Высота неровностей профиля по десяти точкамRz — сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:

или,

где определяются относительно средней линии, а h_{i max}, h_{i min}–относительно произвольной прямой, параллельной средней линии и не пересекающей профиль.

В настоящей работе предусматривается проведение измерений шероховатости поверхности бесконтактным методом с помощью оптических приборов: интерференционного микроскопа МИИ-4 или двойного микроскопа МИС-11.

Описание интерференционного микроскопа мии-4

Прибор предназначен для лабораторных измерений по параметру Rz и фотографирования шероховатости поверхности с Rz 0,63 по Rz 0,05. Погрешность измерения ±5% от измеряемой величины.

Измерение микронеровностей в этом приборе основано на получении интерференционной картины в клине. Оптическая схема прибора приведена на рис. 3.2.

От источника света 1 пучок лучей через линзу 2 падает на разделительную пластинку 3,на одной из граней которой нанесено светочувствительное покрытие. Часть пучка лучей отражается от пластинки 3,собирается в

фокусе объектива 4 на исследуемой поверхности, проходит снова через объектив 4,пластинку 3 и собирается в фокусе объектива 8,где наблюдается изображение шероховатости поверхности.

Второй пучок лучей, пройдя через разделительную пластинку 3,падает на компенсатор 5 и собирается в фокусе объектива 6 на зеркале 7, отражаясь от которого, падает на пластинку 3.При этом одна часть лучей проходит через пластинку 3 и не участвует в изображения, а вторая часть лучей образовании отражается от пластинки 3,

собирается в фокусе объектива 8 и интерферирует с лучами первого пучка. Зеркало 9 направляет пучки лучей в окуляр 10.

Для компенсации разности хода в обеих ветвях компенсатор 5 может поворачиваться вокруг горизонтальной оси.

При незначительном смещении объектива 6 в направлении, перпендикулярном к его оптической оси, возникает разность хода между обоими пучками лучей. В поле зрения окуляра 10 наблюдаются одновременно интерференционные полосы и следы обработки на поверхности детали, причем интерференционные полосы искривлены соответственно неровностям исследуемой поверхности.

При фотографировании зеркало 9 отводится и лучи света через фотоокуляр 11 попадают на зеркало 12 и на матовое стекло 13. На рис. 3.3 приведена интерферограмма поверхности, сфотографированная на приборе. Каждая интерференционная полоса на ней представляет собой изображение совпадающего с полосой профиля поверхности.

Рис. 3.5

Величины микронеровностей измеряют путем определения величины искривления интерференционной полосы апо отношению к интервалу полосb (рис. 3.4):, (3.1)

где - длина световой волны для данного прибора ( для белого цвета= 0,5 мкм).

Микроинтерферометр МИИ-4 (рис. 3.5) имеет круглое основание 1,на котором может быть установлена фотокамера 2.К верхнему торцу основания привинчена цилиндрическая полая колонка 3, несущая предметный столик 4,который при помощи двух микро­винтов 5 может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Цена деления микровинтов равна 0,005 мм. Кроме того, столик может поворачиваться вокруг вертикальной оси и стопориться винтом 6.

В колонке 3 под углом 70° к вертикальной оси расположен наблюдательный тубус с винтовым окулярным микрометром МОВ-1-15. На тубусе имеется кольцо 7, вращением которого можно вводить или выводить зеркало 9 (см. рис. 3.2).

При измерении зеркало 9 должно быть введено в оптическую систему, а при фотографировании выведено.

Вращением микровинта 9 (см. рис. 3.5) осуществляется фокусировка микроскопа на объект. Отсчеты производятся по барабану микровинта с ценой делений 0,003 мм.Интерференционная головка состоит из трех частей.

1. Левая часть состоит из фонаря 10 с винтом 12 (для центровки лампы) и трубки, внутрь которой вмонтирована осветительная часть системы.

В трубке установлена горизонтально выдвигающаяся пластинка 8 с тремя отверстиями. В двух передних отверстиях установлены светофильтры разных характеристик для получения монохроматического света (зеленого и желтого), среднее (свободное) отверстие используется при работе с белым светом.

Кольцо 13 с накаткой служит для изменения диаметра открытия апертурной диафрагмы.

2. В среднюю часть постоянно ввинчен объектив, внутри корпуса установлены разделительная пластинка 3 и компенсатор 5 (см. рис. 3.2).

3. Правая часть содержит второй объектив 6 (см. рис. 3.2),эталонное зеркало и устройство для изменения ширины и направления интерференционных полос.

Ширина полос изменяется вращением винта 14 (см. рис. 3.5) вокруг своей оси, изменение направления полос осуществляется вращением этого же винта 14 вокруг оси всей интерференционной головки. Винт 11 служит для смещения интерференционных полос в поле зрения микроскопа. Рукоятка 15 предназначена для включения (стрелка на рукоятке расположена горизонтально) и выключения (стрелка – вертикально) интерференционных полос. Если при резкой фокусировке на объект наиболее резкие и контрастные интерференционные полосы получились не в центре поля зрения, то следует отвернуть контргайку 16 и, вращая винт 11, привести полосы в центр поля зрения.