книги из ГПНТБ / Лурье, Г. Б. Основы технологии абразивной доводочно-притирочной обработки учебник

му 2. Отразившись от ее 'гипотенузы, лучи попадают в"объектив 4 и в половине поля зрения окуляра 3 дают изображение поверхности эталона 5. Другая часть лу­ чей направляется гипотенузой тризмы 2 вниз, проходит диафрагму 7 и, отразившись от контролируемой поверх­ ности детали 8, возвращается в призму 2, проходит че­ рез объектив 4 и дает во второй половине окуляра 3 изображение контролируемой поверхности детали, рас­ положенное рядом с изображением поверхности этало­ на. Микроскоп сравнения имеет увеличение 55х и поле зрения 2,8 мм. С помощью микроскопа можно надежно различать шероховатость до 9—10-го классов чистоты,

чения производится на двойном микроскопе. При про­ верке поверхностей с различной высотой шероховато­ стей 'следует пользоваться различными объективами;

60

прилагаемыми .к прибору. При наличии в поле зрения микроскопа трех и более гребешков отсчет Rmax произ­ водится при установке нити винтового окулярного мик­ ро-метра по касательной не менее чем к двум гребеш­ кам. Двойной микроскоп позволяет измерять шерохо­ ватость в пределах 3—9-го 'классов чистоты.

нический метод ощупывания иглой заключается в том, что профиль шероховатости обрабатываемой поверхно­ сти воспроизводится на светочувствительной бумаге при достаточно больших его увеличениях. Для этой цели служат оптико-механические профилографы. Действие профилографа заключается в том, что по контролируе­ мой поверхности автоматически перемещается алмазная игла, которая ощупывает шероховатость, перемещаясь вдоль своей оси на высоту этих шероховатостей. Пере­ мещение иглы вдоль ее оси увеличивается в несколько тысяч раз с помощью оптической системы прибора и фиксируется на фотоматериале. Оптико-механические профилографы позволяют замерять шероховатость в пре­ делах 3—1.1-го- классов чистоты.

61

Электромеханический метод ощупывания иглой за­ ключается в том, что по измеряемой поверхности пере­ мещается специальный электродинамический датчик, со­ стоящий 'из подвижной катушки, скрепленной с иглой, двигающейся в магнитном поле с соприкасающейся по­ верхностью. Так кэ'К поверхность деталей всегда имеет шероховатость, игла и вместе с ней электромагнитная катушка начинают колебаться, при этом в обмотке ка­ тушки возбуждается электродвижущая сила, которая проходит через усилитель. Эта усиленная электродвижу­ щая сила на приборе показывает среднее квадратичное отклонение шероховатостей. Основанные на этом прин­ ципе профилометры конструкции В. М. Киселева и В. С. Чамана позволяют промерять поверхности с шеро­ ховатостью 5—12-го классов чистоты.

Рис. 37. Датчик к профилометру В. М. Киселева

Типичным представителем электродинамических профилометров является прибор конструкции В. М. Ки­ селева мод. КВ-7, который состоит из усилите­ ля, помещенного в пластмассовый корпус, двух датчи-

62

ков типа Б ,и М и электропривода. Датчик типа Б слу­ жит для измерения шероховатости плоских и наружных

входящий в отверстие основания и образующий концен­ трический зазор, в котором помещается катушка 9. Ка­ тушка подвешена на плоских пружинах 5, позволяющих ей свободно перемещаться вверх и вниз. Магнит и хво­ стовик стягиваются винтом 2 и с передней стороны под­ держиваются стойкой И, укрепленной на основании /.

8 нижний конец катушки ввертывается игла 6 с алмаз­ ным острием. При измерении датчик ставится на смен­ ные шаровые опоры 7, укрепленные на мостике <5.

63

пая катушка, подвижного якоря и основания. Эта маг­

ся при движении иглы 4 по ощупываемой поверхности. При изменении воздушного зазора .меняется магнитное сопротивление цепи, и в- катушке индуцируется электро­ движущая сила, пропорциональная скорости изменения магнитного потока. Благодаря тому что катушка не­ подвижна, она может быть сделана с очень небольшим

шероховатость без повреждения поверхности деталей с покрытиями, деталей из цветных металлов, пластмасс и других неметаллических материалов. Прибор позволя­ ет оценить шероховатость поверхности по У?а на базовых

Рис. 39. Схема профнлографа-профнлометра блоч­ ной конструкции завода «Калибр»

длинах от 0,08 до 2,5 мм в пределах 5—14-го классов, когда он используется как профилограф, и :в пределах 5—12-го классов, когда он (Используется в качестве лрофнлометра. Прибор состоит из унифицированных бло­ ков: стойки с кареткой, универсального столика, датчи­ ка, мотопривода, электронного блока с показывающим прибором и записывающего прибора. Действие прибо­ ра основано на принципе ощупывания исследуемой по­ верхности алмазной иглой с радиусом закругления 2—4 или 10—12 мкм и преобразования колебаний иглы в изменения напряжения индуктивным методом.

64

Электрическая часть профилографа-профплометра (рис. 39) состоит из датчика, электронного блока 7 с показывающим прибором 5 и записывающего прибора 9. Магнитная система датчика состоит из сдвоенного Ш-образного сердечника 4 с двумя катушками 3. Ка­ тушка датчика и две половины первичной обмотки диф­ ференциального входного трансформатора 6 образуют балансный мост, который питается от генератора зву­ ковой частоты 5. При перемещении датчика относитель­ но исследуемой поверхности алмазная игла /, ощупы­ вая неровности поверхности, совершает колебания, при­

часть лучей преломляется и падает на контролируемую поверхность детали 4, накладываемую сверху на корпус прибора. Лучи, отраженные от эталонного зеркала 6 и от контролируемой поверхности 4, вновь встречаются в раз­ делительной призме 5 и направляются через линзу 2 в окуляр /. Через окуляр можно наблюдать интерференци­ онные полосы, изгиб которых соответствует микропрофи­ лю поверхности, причем масштабом служит расстояние между серединами двух соседних темных (или светлых) полос, соответствующее длине полуволны света (для бе­ лого света примерно 0,275 мкм.).

Таким образом, высота шероховатости определяется измерением величины стрелы изгиба одной полосы; по­ лученный результат умножается на '/г длины световой волны и делится на измеренное расстояние между дву­ мя полосами. Ширину и направление интерференцион­ ных полос можно регулировать. Окуляр снабжен оку­ лярным микрометром. Объект может перемещаться в продольном и поперечном направлениях. Прибор снаб­ жен фотокамерой, встроенной в его корпус. Фотографи­ рование производится на стеклянные пластинки, что по­ вышает точность последующих измерений. Проявленные пластинки помещают на проектор, и на экране обводит­ ся граничная линия средней полосы интерферограммы. Таким образом, получается профилограмма поверхно­ сти, подвергаемая далее обычной статистической обра­ ботке. На приборе можно производить и непосредствен­ но (без фотографирования) измерения высоты шерохо­ ватости, пользуясь окулярным микрометром.

§ 18. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Для выявления трещин применяют физические ме­ тоды контроля, при которых намагниченная деталь при­ водится в соприкосновение с частичками крокуса, нахо­ дящимися во взвешенном состоянии в жидкости. Имею­ щиеся трещины прерывают магнитные силовые линии, возникающие в магнитном поле. Мелкие частицы кро­ куса, находящиеся в растворе, перекрывают эти трещи­ ны, соединяя два полюса магнитного поля, в результате чего трещины на детали обнаруживаются невооружен­ ным глазом.

66

Другой способ контроля поверхностных дефектов основан на проникновении флюоресцирующего (светя­ щегося) вещества в поверхностные трещины. Сущность метода заключается в облучении испытуемой поверхно­ сти ультрафиолетовыми лучами, при котором флюорес­ цирующие вещества испускают собственное свечение, видимое глазом. Контролируемая деталь погружается в жидкость, состоящую из 15% авиационного минераль­ ного масла, являющегося средой для флюоресцирующе­ го вещества, и 85%' керосина, придающего смеси высо­ кую способность проникновения в мельчайшие трещины. В качестве добавок в 100 смъ смеси растворяют 0,02 г дефектоля и 0,2—0,3 г эмульгатора ОП-7. Дефектоль — порошок органического происхождения, обладает свой­ ством светиться под влиянием ультрафиолетовых лучей; эмульгатор ОП-7 способствует смыванию смеси с по­ верхности детали.

После промывки деталь поступает в сушильный шкаф, где выдерживается при температуре 40—70°С. Затем деталь погружают в коллоидный водный раствор специального состава, который как бы вытягивает к по­ верхности флюоресцирующее вещество из трещин. В ка­ честве извлекающего порошка могут быть использованы окись магния и тонкоизмельченный сплав электрона. На тех участках, где порошок, нанесенный на поверх­ ность, впитал флюоресцирующий раствор, возникает зе­ леное или зелено-голубое свечение, позволяющее обна­ руживать места расположения трещин. После этого де­ таль вынимают и осматривают в затемненном помеще­ нии при источнике света — колбе кварцевого стекла, заполненной ртутными парами (ртутная газоразрядная лампа ПР-К2). Трещины представляются светящимися линиями, поры и рыхлоты — пятнами.

Выделение тепла при шлифовании происходит в зо­ не шлифования, т. е. в месте контакта между шлифо­ вальным кругом и обрабатываемой поверхностью. В этом месте в момент срезания стружки температура достигает наивысшего значения. При чрезмерном вы­ делении тепла в зоне шлифования температура поверх­ ностного слоя детали может возрасти и превзойти тем­ пературу отпуска. При этой температуре в стали начи­ наются структурные изменения, сопровождающиеся по­ явлением на обрабатываемой поверхности цветов побе­ жалости. При дальнейшем повышении температуры по-

являются 'Гфижоги, сопровождающиеся местным сниже­ нием поверхностной твердости. При кругах повышенной твердости, при чрезмерно высоких режимах шлифования и очень затупленных кругах прижоги могут распростра­ няться на сравнительно большие участки обработанной поверхности. При несбалансированном круге, биении шпинделя изделия или неисправности опор шпинделя могут появиться местные точечные прижоги, занимаю­ щие малые участки на шлифованной поверхности.

Для обнаружения мягких пятен и прижогов приме­ няется контроль путем травления. Так как структура троостита более чувствительна к действию кислот, чем другие структурные составляющие, применение травле­ ния позволяет отличать троостит и обнаружить мягкие пятна. Мягкие пятна, получившиеся от неправильной термообработки, можно после травления отличить от прижогов, вызванных несоблюдением надлежащего ре­ жима шлифования, так как в первом случае темные пят­

При травлении деталей из хромоуглеродистых сталей применяются как водные растворы азотной кислоты, так и спиртовые или ацетоновые растворы азотной кислоты. Последние могут быть заменены растворами этнленглнколя. Обнаружение мягких пятен и прижогов на де­ талях проводятся в порядке, приведенном в табл. 4.

Прижоги и мягкие пятна деталей контролируют глаз­ ным осмотром без лупы. При этом на смоченном бензи­ ном или водным раствором (ванна № 11) сером фоне поверхности травленных деталей проявляются мягкие трооститовые участки в виде более темных -пятен с раз­ мытыми или с резко выраженными границами. Состоя­ ние поверхности детали влияет на процесс травления.

Чем чище и ровнее поверхность, тем более четким полу- „ чается результат. Для чисто полированных деталей тре­ буется очень слабая протравка, для грубо шлифованной поверхности необходимы более крепкие растворы и бо­ лее длительное травление.

Остаточные напряжения обнаруживаются при непо­ средственном измерении деформаций разрезанных колец или прогиба пластинки по мере удаления поверхност­ ных слоев металла (рис. 41). Удаление металла осу­ ществляется путем электромеханического полирования.

68

69