3. Топография поверхностей

Для достижения требуемого качества поверхности необходимо нормировать, технологически обеспечивать и контролировать неровности поверхности. Эти неровности возникают в результате выполнения технологических процессов обработки поверхностей и последующей эксплуатации. О неровностях судят по воспроизведенному в увеличенном виде тем или иным способе профиле. Обычно на большой длине профиля можно проследить повторение близких по форме отдельных выступов и впадин через более или менее одинаковые отрезки длины. Эта закономерность отмечается даже на шлифованных деталях (рис. 1).

Неровности поверхностей по традиции подразделяют на шероховатость и волнистость. К неровностям относятся также отклонения формы. В качестве шаговой границы между шероховатостью и другими видами неровностей была регламентирована «базовая длина», определяемая, как длина l базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности, то есть совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Наиболее употребительными базовыми длинами являются l = 0.25 мм и l = 0,8 мм.

При выбранной базовой длине с помощью различного рода фильтров (механических или электронных) можно выделить шероховатость и волнистость из общей совокупностей поверхности.

Рис. 1 Подразделение неровностей поверхности: а – профиль тела с неровностями поверхности; б – шероховатость профиля; в – волнистость профиля; г - непрямолинейность (отклонение формы) профиля. S_R – шаг шероховатости; S_W - шаг волнистости; l – базовая длина.

Для определения усредненных величин шероховатости требуется определить единую базу отсчета для исходных значений ординат неровностей на профиле. По ГОСТ 2787-78 базовая линия определяется в пределах базовой длины l. Тем самым при определении базы отсчета ординат неровностей, относимых к шероховатости, исключаются те неровности, шаги которых превышают установленную базовую длину. Таким образом, базовая линия – это такая линия, пересекающая профиль, которая имеет форму номинального профиля и проведена так, что в пределах базовой длины среднеквадратичное отклонение профиля от этой линии минимально (или сумма квадратов Σ у_i² расстояний от точек профиля до этой линии минимально). Как частный случай этой линии предусмотрена центральная линия, проведенная таким образом, что сумма площадей, заключенных между этой линией и профилем по обе стороны равны между собой (рис.2), то есть Σ Fi = Σ F_i^'. Количественными показателями степени неровности поверхности может служить ряд параметров:

• параметры высоты, характеризующие размеры неровностей по нормали к базе отсчета;

• параметры шага, характеризующие размеры неровностей вдоль базы отсчета;

• структурные параметры, характеризующие строение и форму неровностей.

Из параметров высоты наибольшее распространение имеет среднее арифметическое отклонение R_a , представляющее собой среднее арифметическое абсолютных значений профиля от базовой линии (по нормали к ней) в пределах базовой линии, то есть

(11)

или приближенно

, (12)

где х – абцисса профиля, отсчитываемая по базовой линии; у(х) — функция, описывающая профиль; у_i (i=1,2,…n) – ординаты n учитываемых точек профиля в пределах базовой длины; l – базовая длина.

2. ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

2.1 Электролизер

Лабораторный электролизер (рис.2) представляет собой выпрямитель, который имеет возможность регулирования силы тока. Конструкцией прибора предусмотрено термостатирование электролитической ванны (поддержание в ней постоянной температуры).

Рис.2 Общий вид (а) и схема (б) электролизера для нанесения покрытий

На панели прибора находятся три тумблера: включение сети 1, подачи постоянного напряжения 2 и включения термостатирующего устройства 3, если покрытие наносится в горячей ванне. Регулирование величины рабочего тока в электролизере осуществляется с помощью реостата 5, после которого переменное напряжение выпрямляется блоком 4 и ток контролируется амперметром 6. К контакным штырям 7 подсоединяется образец 8 для нанесения на него покрытия (минусовая клемма) и анодная пластина (клемма «плюс»). Образец и анод погружен в ванну 10 с электролитом. Ванна находится в темостате 11.