Лабораторная работа шероховатость

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Институт Физики высоких технологий

Кафедра     Материаловедение в машиностроении

Группа       4Б00

Лабораторная работа №2

Измерение шероховатости поверхности.

Проверил : Зенин Б.С.

Выполнил : Порошин М. Е.

Томск-2013

Измерение шероховатости поверхности

Цель работы: изучение параметров шероховатости поверхности (обозначения и физический смысл), познакомится с различными методами измерения шероховатости и провести количественную оценку шероховатости поверхности образцов.

Основные положения

Параметры шероховатости поверхности. Поверхность является важной характеристикой, которая во многом определяет надежность и срок службы деталей машин и механизмов. Качество поверхности определяется геометрией поверхности, обусловленной процессом ее образования при изготовлении детали. Рассматривают две геометрические характеристики поверхности. Волнистость поверхности как совокупность чередующихся подъемов и впадин с шагом волны, значительно превышающим ее высоту. Шероховатость поверхности как совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами по базовой длине.

Количественная оценка шероховатости поверхности включает в себя следующие параметры:

Высотные параметры: Ra — среднее арифметическое отклонение профиля;

Rz — высота неровностей профиля по десяти точкам;

Rmax — наибольшая высота профиля;

Шаговые параметры: Sm — средний шаг неровностей;

S — средний шаг местных выступов профиля;

tp — относительная опорная длина профиля

Рисунок 1 Схема и определение параметров шероховатости поверхности

Профилограммы поверхности, как правило, имеют пилообразную форму. Это объясняется тем, что вертикальное увеличение во много раз больше горизонтального (например в 40000 и 400 раз соответственно).

Методы и приборы для оценки шероховатости. В настоящее время применяются два метода измерения шероховатости: а) контактный способ, б) бесконтактный способ. Для каждого случая разработаны специальные приборы

а) приборы контактного действия профилометр .

Контактный профилометр — прибор, предназначенный для измерения неровностей поверхности. Для оценки неровности поверхности часто используют специальный показатель — шероховатость поверхности. Типичный профилометр содержит шкалу, на которой и отсчитываются значения показателя шероховатости поверхности.

б) Приборы бесконтактного действия - оптический профилометр. Лазерный профилометр, содержащий излучающий лазер, сканирующую систему со схемой формирования пучка лучей в плоскость, приемную оптическую систему с фотопреобразователем и вычислительно-управляющее устройство, отличающийся тем, что схема формирования пучка лучей в плоскость выполнена в виде двух цилиндрических линз, первая из которых по ходу лучей собирающая, а вторая - конденсорная, установленных с возможностью образования на выходе непрерывного, растянутого в плоскость пучка параллельных световых лучей, равномерно распределенных по ширине плоскости.

Профилометры OSP100A

Профилометры Uniscan являются высокоточными системами бесконтактной топографии. Система OSP100A оснащена точным сканером x-y-z, оптическим датчиком, управляющей электроникой, программным обеспечением, гранитной плитой.

Оптический датчик работает по принципу треугольника, где точно сфокусированные лучи лазерного света спроецированы на поверхность и отражаются от нее на позиционно- чувствительный детектор, расположенный в том же устройстве. Позиционно-чувствительный детектор на выходе дает аналоговое напряжение, пропорциональное расстоянию между датчиком и объектом. Программное обеспечение позволяет калибровать отображаемые выходные сигналы в микрометрах. Так как датчик сканируется над измеряемой поверхностью, положения X и Y определяются при помощи оптических кодирующих устройств, расположенных на каждой сканируемой оси, тем самым достигается точный топографический профиль поверхности.

Система OSP обладает модульной конструкцией, и может применятся для различных приложений и широких диапазонов, приборов для тригонометрической съемки с различными размерами пятна, разрешениями и диапазонами измерения. Использование операционной системы Windows™ означает, что прибор легок в использовании и интуитивная деятельность совмещена с высокой степенью гибкости системы, и что многие сложные функции могут быть с простотой выполнены. Данные отображаются в полном цвете, с высоким разрешением контурных карт, и могут быть экспортированы в другие приложения в различных форматах. Программное обеспечение для визуального воспроизведения поверхности «IsoPlot» выводит данные на экран используя модель свето-камеры в изометрических псевдо графиках 3D.