8. Измерение шероховатости поверхностей

8.1. Основные понятия и определения

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины.

Базовой длиной ℓ называется длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности.

По ГОСТ 2989-73 шероховатость поверхности количественно оценивается средним арифметическим отклонением профиля Ra, высотой неровностей профиля по десяти точкам Rz, наибольшей высотой неровностей профиля Rmax, средним шагом неровностей профиля Sm, средним шагом местных выступов профиля S, относительной опорной длиной профиля tp и другими параметрами.

Базовую длину ℓ, в пределах которой производят определение параметров шероховатости, устанавливают по табл. в зависимости от предполагаемой шероховатости поверхности детали.

Для измерения высоты неровностей служит двойной микроскоп МИС-11.

68. Значения параметров шероховатости Ra и Rz и базовой длины по ( ГОСТ 2989-73)

Rа, мкм		Rz , мкм	Рекомендуемая базовая длина, мм
Предпочтительные значения	значения
1	2	3	4
50	80; 63; 40	360; 250; 200; 160	8
25	40; 32; 20	160; 125; 100; 80	8
12,5	20; 16; 10	80; 63; 50; 40	8
6,3	10; 8; 5	40; 32; 25; 20	2,5
3,2	5; 4; 2,5	20; 16; 12,5; 10	2,5
1,6	2,5; 1,2; 1,25	10; 8; 6,3	0,8
0,8	1,25; 1; 0,63	6,3; 5; 4; 3,2	0,8
0,4	0,63; 0,5; 0,32	3,2; 2,5; 2; 1,6	0,8
0,2	0,32; 0,25; 0,16	1,6; 1,25; 1; 0,8	0,25
0,1	0,16; 0,125; 0,08	0,8; 0,63; 0,5; 0,4	0,25
0,05	0,08; 0,063; 0,04	0,4; 0,32; 0,25; 0,2	0,25
0,025	0,04; 0,032; 0,02	0,2; 0,16; 0,125; 0,1	0,25
−	0,01; 0,008	0,5; 0,04; 0,032	0,08

8.2. Лабораторная работа № измерение шероховатости поверхностей с помощью двойного микроскопа

Цель работы: изучение методики и техники измерения шероховатости с помощью двойного микроскопа МИС-11.

Задание: с помощью двойного микроскопа МИС-11 определить величину высоты неровностей профиля по десяти точкам Rz поверхности детали, дать заключение о годности детали.

Перечень приборов и принадлежностей, необходимых для выполнения работы: двойной микроскоп МИС-11, набор объективов, объект-микрометр, накладная призма, образцы шероховатости, объект измерения и его чертеж (выдает преподаватель), визуальные образцы шероховатости.

8.2.1. Описание двойного микроскопа мис-11

Двойной микроскоп предназначен для визуальной оценки, измерения и фотографирования высоты неровностей наружных поверхностей деталей. Принцип действия прибора основан на методе светового сечения.

Сущность метода светового сечения заключается в следующем (рис. 1.1). Освещенная узкая щель S проецируется микроскопом А₁ на поверхности Р₁ и Р₂, образующие ступеньку высотой h. Изображение щели на поверхности Р₁ займет положение S '₁, а поверхности Р₂ − положение S '₂. В поле зрения микроскопа А₂, ось которого расположена под углом 90° к оси проецирующего микроскопа, изображение щели будет иметь вид световой ступеньки. Размер ступеньки b, соответствующий смещению изображения S"₂ относительно S"₁ служит мерой высоты ступеньки h (высоты неровностей). По принципу светового сечения работают приборы МИС-11, ПСС-1 и др. Оптическая схема двойного микроскопа МИС-11 приведена на рис. 1.2

Рис. 1.1. Принципиальная схема метода светового сечения

Рис. 1.2. Оптическая схема двойного микроскопа

Техническая характеристика двойного микроскопа МИС-11 -Диапазон измерений Rz, Rmax, мкм – 40 …0,8
S, мм	2,5 … 0,002
− Диапазон перемещения предметного столика в двух взаимно перпенди- кулярных направлениях, мм	10
− Цена деления барабана микровинта перемещения предметного столика, мм	0,01
− Цена деления объект-микрометра, мм	0.01

ТАБЛИЦА ВЫБОР ОБЪЕКТИВОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz мкм	Поле зрения окуляра К мм	Фокусное расстояние, мм	Коэффициент Е
80….6.3	1.8	25.02	0.17
20…3.2	1.0	13.02	0.094
6.3…1.6	0.6	8.16	0.056
3.2…0.8	0.3	4.25	О.028

Прибор имеет набор из четырех пар объективов с различным фокусным расстоянием. Выбирают объективы по таблице, в зависимости от шероховатости проверяемой поверхности, определенной на глаз или по набору эталонов шероховатости.

Салазки корпуса микроскопов 10 перемещают по направляющим крон-штейна при помощи реечной передачи вращением винта 12 (рис. 95). В корпусе помещены два микроскопа − осветительный 20 и визуальный 5.

В микроскопе 20 имеется прямолинейная щель, освещаемая источником света. Изображение щели на изделии рассматривают с помощью микроскопа 5, снабженного окулярным микрометром 8, с увеличением 15Х.

Общий вид двойного микроскопа МИС 11

Для того, чтобы иметь возможность установить изображение щели в се-редине поля зрения окуляра, осветительный тубус снабжен винтом 19. Микро-фокусировка осуществляется поворотом винта 11. Кольцо 18 служит для регулирования ширины щели.

Контролируемое изделие устанавливают на столе 2, снабженном микрометрическими головками, с помощью которых можно перемещать стол в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Поворот стола осуществляют при отстопоренном винте 1.

Для установки цилиндрических деталей служит накладная призма.