Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"Ижевский государственный технический университет"

Кафедра «КТПМП»

«Методы и средства контроля шероховатости поверхности»

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине

«Метрология, стандартизация и сертификация»

Ижевск 2008

Составители: к.т.н., вед. инженер Института механики Бармина Н.А.

ст. преп. кафедры ТРП Береснева А.В.

доцент кафедры ТРП Попова З.Е.

к.т.н., доцент кафедры ТРП Попова Е.И.

Рецензент: к.т.н., доцент кафедры ТРП Пузанов Ю.В.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Методы и средства контроля шероховатости поверхности

Цель работы: изучить методы и средства контроля шероховатости поверхности, освоить методику измерения основных параметров Ra и Rz

1. Основные понятия и определения

Реальные поверхности деталей машин, полученные обработкой на металлорежущих станках или обработанные иным путем (давлением, обкаткой, литьем и др.), представляют собой чередующиеся выступы и впадины разной формы и сравнительно малых размеров по высоте и шагу.

Рис. 4.1.

На рис. 4.1: S_W – шаг неровностей, w_z – высота неровностей, b – расстояние между смежными возвышенностями или впадинами, превышающее базовую длину «l».

Если соотношение: 1) S_W / w_z > 1000 - отклонение относят к отклонениям формы;

2) 1000  S_W / w_z  40 – отклонения относят к волнистости;

3) S_W / w_z < 40 – отклонения относят к шероховатости поверхности.

Волнистость как правило имеет синусоидальный характер, что является следствием колебаний в системе СПИД, возникающих из-за неравномерности сил резания, наличия неуравновешенных масс, погрешностей привода и т.д.

Совокупность микронеровностей с относительно малыми шагами называют шероховатостью поверхности.

Поверхностные неровности влияют на эксплуатационные свойства деталей:

1. в посадках с натягом – чем больше поверхностные неровности, тем меньше площадь контакта, даже при идеальной геометрической форме сопрягаемых поверхностей деталей;

2. в соединениях с зазором - шероховатость изменяет первоначальный зазор;

3. шероховатость влияет на усталостную прочность, особенно если детали работают при знакопеременных нагрузках;

4. уменьшение параметров шероховатости поверхности существенно улучшает антикоррозионную стойкость деталей;

5. шероховатость поверхности влияет также на плотность и герметичность соединений, отражательную способность поверхности, контактную жесткость, прочность сцепления при притирании и склеивании, качество гальванических и лакокрасочных покрытий;

6. шероховатость поверхности влияет на точность измерения параметров деталей и т.д.

Очевидно, что во многих случаях шероховатость необходимо нормировать.

Методы нормирования шероховатости поверхности установлены ГОСТ 2789-73 и распространяются на поверхности изделий, изготовленных из любых материалов любыми методами, кроме ворсистых поверхностей. ГОСТом установлены следующие параметры шероховатости (рис. 4.2, табл. 4.1).

Рис 4.2

Таблица 4.1.

Наименование параметра и условное обозначение	Определение	Формула
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra	Среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины. Отклонение профиля y – расстояние от точек профиля до средней линии, измеренное по нормали к ней.	или приближенно
Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz	Сумма средних арифметических абсолютных отклонений пяти наибольших минимумов и пяти наибольших максимумов, находящихся в пределах базовой длины. Примечание. Для случая, когда номинальным профилем является прямая, Rz – среднее расстояние между находящимися в пределах базовой длины высшими точками пяти наиболее высоких выступов и низшими точками пяти наиболее глубоких впадин	где Himax и Himin определяются относительно средней линии. где himax и himin определяются относительно произвольной прямой, параллельной средней линии и не пересекающей профиль
Наибольшая высота неровностей профиля Rmax	Расстояние между линией выступов и линией впадин профиля в пределах базовой длины. Линией выступов (впадин) профиля является линия, эквидистантная средней линии и проходящая через высшую (низшую) точку профиля в пределах базовой длины	__
Средний шаг неровностей профиля Sm	Среднее арифметическое значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины. Шаг неровностей Smi –отрезок средней линии, заключенный между точками пересечения смежных выступа и впадины профиля со средней линией
Средний шаг неровностей по вершинам S	Среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины. Шаг неровностей Si – длина отрезка средней линии, заключенного между проекциями на нее наивысших точек двух соседних местных выступов профиля
Относительная опорная длина профиля tp	Отношение суммы длин отрезков bi, отсекаемых в пределах базовой длины в материале детали линией, эквидистантной средней линии и расположенной на заданном расстоянии от линии выступов профиля (уровне сечения р), к базовой длине. Примечание. Уровень сечения р обычно выражают в % от Rmax

2. Методы оценки шероховатости

Контроль шероховатости поверхности может осуществляться методами:

1. Сравнением реальной поверхности изделия с рабочими образцами шероховатости, которые имеют стандартизованные значения параметров (по ГОСТ 9378-75) и изготовляются для определенных способов обработки; вместо образцов шероховатости могут быть применены аттестованные образцовые детали;

2. Измерением параметров шероховатости с помощью оптических приборов или щуповых приборов. Числовые значения параметров шероховатости определяются либо по увеличенному изображению профиля или записанной профилограмме сечения (на приборах профилографах), либо непосредственно по шкале приборов (профилометров).