Прилади для виміру шорсткості поверхні

Кількісний контроль шорсткості здійснюється контактними методами за допомогою щуповых приладів (профилометрів і профілографів) і безконтактними методами за допомогою:

а) приладів світлового перетину типу МИС-11 і ПСС-2;

б) мікроінтерферометрів;

в) растрових вимірювальних мікроскопів типу ОРИМ ;

г) і ін.

Принцип дії інтерферометрів заснований на використанні явища інтерференції світла, відбитого від зразкової і досліджуваної поверхонь. Форма інтерференційних смуг, що утворюються, залежить від виду і висоти (до 1 мкм) нерівностей контрольованої поверхні.

Принцип дії растрових мікроскопів заснований на явищі утворення муарових смуг при накладенні зображень елементів 2-х періодичних структур (спрямованих слідів обробки і дифракційної решітки). При наявності нерівностей муарові смуги викривляються. Висоту мікронерівностей визначають по ступеню скривлення муарових полос.

Принцип дії приладів світлового перетину заснований на вимірі параметрів проекції світлового перетину досліджуваної поверхні за допомогою похило спрямованого до неї світлового пучка. Висоту мікронерівностей вимірюють за допомогою окуляра-мікрометра.

У щупових приладах контактної дії для виміру висоти нерівностей використовують вертикальні коливання голки, переміщуваної по контрольованій поверхні. Коливання перетворяться в електричну напругу за допомогою перетворювачів (індуктивних, механотронних, п'єзоелектричних і ін.). Напруга підсилюється за допомогою підсилювача. Зміни амплітуди напруги характеризує висоту нерівностей.

У профілометрах величину Ra визначають по стрілочному приладі чи по цифровому індикаторі. У профіграфах використовується записуючий пристрій.

Якісний контроль шорсткості поверхні здійснюється шляхом порівняння з зразками чи зразковими деталями візуально чи на дотик.

Для цього ГОСТ 9378-75 установлює зразки шорсткості. На кожнім зразку зазначені значення параметра Ra (у мкм) і вид обробки зразка.

9. Теоретичні основи точності

При виготовленні і при вимірюванні виникають дві категорії похибок: систематичні і випадкові.

Систематичні похибки – це похибки постійні або ті похибки, які закономірно змінюються, в залежності від характеру невипадкових факторів.

Виникають у результаті неточного настроювання обладнання, похибки вимірювального пристрою, відхилення робочої температури від нормальної, силових деформаціях. Системну похибку можна виявити і її позбутися.

Випадкові похибки – похибки які змінюються випадково при повторних вимірюваннях однієї і тієї ж величини.

Характерна ознака – зміна значень, при повторних дослідах. Причина випакових похибок – це численність (множина) факторів, які випадково змінюються, таких як припуск на обробку, механічні властивості матеріала, сила різання, різна точність установлення деталей на вимірювальну позицію, причому, взагалі, жоден з цих факторів не є домінуючим.

В інженерній практиці часто виникає необхідність у визначені поля розсіювання розмірів (параметрів), визначенні їх середнього значення, імовірності одержання браку та інших статистичних показників. Оскільки дійсні значення параметрів, а також їхніх похибок найчастіше є випадковими величнами, то для їхнього аналізу використовують теорію імовірностей і математичну статистику.

Випадкові величини можуть розподілятися за наступними законами.

Закон рівної імовірності Закон трикутника (Симптона)

Закон Максвелла Закон Вейбулла або

експоненціальний закон

Закон нормального розподілення (закон Гаусса)

Закон рівної імовірності застосовується , наприклад, при визначені імовірностей появи розмірів в одиночному типі виробництва.

Закон трикутника застосовується наприклад для визначення імовірності розподілу розмірів в серійному виробництві.

Закон Максвела – підпорядковує значення ексцентриситетів, відхилень від співосності, радіального і торцевого биття та інших величин, які мають тількі плюсові значення.

Закон Вейбулла –розсіювання відмов машин.

Закон Гаусса – розсіювання значень випадкових величин залежних від множини незалежних факторів.

Закони теорії імовірностей та математичної статистики справедливі для великої кількості величин (випадків).

Безліч значень випадкових величин (випадків) називається генеральною сукупністю.

При збігу центра групування з початком відліку випадкових величин рівняння кривої нормального розподілу матиме вигляд

,

де у – густина розподілу імовірності;

е – основа натурального логарифму;

σ- середнє квадратичне відхилення випадкових величин.

;

М(х) – математичне очікування випадкових величин;

[x_i-M(x)] – відхилення випадкової величини;

P(x_i) – імовірне значеня х_і(поява випадка(події) х_і).

Середнє квадратичне відхилення характеризує розсіювання випадкових величин

Чим менше σ, тим менше поле розсіювання випадкових величин, тобто більша точність технологічного процесу, більш точний квалітет.

Розсіювання випадкових величин відносно центра розсіювання характеризується також дисперсією

D(x)=σ_x²