Методи контролю шорсткості.
Контроль шорсткості поверхні можна здійснити наступними методами:
1. Порівнянням із зразками чистоти поверхні, які являють собою набори металевих брусків з плоскою або циліндричною робочою поверхнею, обробленою різноманітними способами при певних режимах, які за результатами вимірів, мають відповідну шорсткість (рисунок 2). Під час контролю виробу у цехових умовах порівнюють чистоту його поверхні із чистотою поверхні зразка, виготовленого з того ж матеріалу, що й виріб, з тим же видом механічної обробки, який має шорсткість, що відповідає визначеній на кресленні виробу. Порівняння поверхні виробу та зразка робиться неозброєним оком.
Рисунок 2 – Зразки чистоти поверхні.
2. За допомогою щупових приладів (профілометри, профілографи).
Щуповий прилад, що безпосередньо показує по шкалі величину середнього арифметичного відхилення профілю Rа, називається профілометром. Якщо ж при проходженні щупа уздовж контрольованої поверхні її профіль записується у визначеному масштабі на папері за допомогою спеціальної приставки, то такий щуповий прилад називається профілограф. По такій профілограммі, знаючи масштаб, можна виміряти всі інші параметри шорсткості. Щупові прилади дозволяють робити виміри з різними величинами базової довжини та виміряти шорсткість Ra в діапазоні 0,025 -50 мкм (рисунок 3).
Рисунок 3 – Щупові прилади для визначення шорсткості поверхні.
3. За допомогою оптичних приладів.
Для визначення шорсткості поверхні шляхом обчислення параметра Rz застосовуються оптичні прилади, засновані на принципі:
а) світлового перетину (мікроскопи МИС, ПСС);
б) інтерференції світла (інтерференційний мікроскоп МИИ).
Інтерференційні прилади використовуються для оцінки висоти мікронерівностей, які відповідають Ra у діапазоні 0,006 - 0,2 мкм. В приладі пучок світла одного джерела поділяється на два когерентних пучка променів, які мають хвилі однієї частоти. Один з цих пучків світла віддзеркалюється від металічного дзеркала приладу, другий — від досліджуваної поверхні. Потім вони збираються в один пучок і, внаслідок різниці ходу, накладаються один на одного, створюючи інтерференційну картину.
Подвійний мікроскоп мис-11.
Подвійний мікроскоп МИС-11 призначений для контролю якості обробки (чистоти) зовнішніх поверхонь різних деталей шляхом виміру висоти нерівностей мікропрофілю і фотографування шорсткості у межах 80...0,8 мкм. Загальний вигляд подвійного мікроскопа МИС-11 представлений на рисунку 4.
Прилад має масивну підставку 1, на якій встановлений стовпчик 2. На колонку за допомогою рухливого кронштейна 3 закріплений держак 4 тубусів мікроскопів: того, що проектує 5 і спостережливого 6. У нижню частину кожного з тубусів мікроскопа угвинчуються об'єктиви 7 і 8.
У верхній частині мікроскопа, що проектує, знаходиться патрон 9 з електролампою, який, при регулюванні висвітлення, можна пересувати і, у потрібному положенні, затискати гвинтом 10. Лампочка освітлювача живиться через трансформатор 36 від мережі перемінного струму 127/220 В. Розжарення лампочки регулюється ручкою 20 реостата, вмонтованого в корпус трансформатора.
У верхній частині спостережливого мікроскопа встановлений гвинтовий окулярний мікрометр 11, призначений для візуальних вимірів.
Переміщаючи по різьбленню стовпчика 2 гайку 12, держак тубусів 4 разом з мікроскопами може бути встановлений на будь-якій висоті і, у потрібному положенні, закріплений гвинтом 13. Для фокусування мікроскопів на об'єкт слугує баранчик 14 грубої подачі та барабанчик 15 мікрометренного механізму.
Для розташування і переміщення досліджуваних об'єктів прилад обладнаний предметним столиком 16. Столик з об'єктом переміщується в двох взаємо-перпендикулярних напрямках за допомогою мікрометренних гвинтів 17, повертається навколо вертикальної осі і фіксується стопорним гвинтом 18. Для
Рисунок 4 – Загальний вигляд мікроскопа МИС-11.
установлення циліндричних деталей до приладу додається знімна призма 19.
Для виміру поверхонь різної чистоти до приладу додаються чотири пари змінних мікрооб'єктивів 7, 8, 21, 22 і 23.
Контроль шорсткості поверхні здійснюється за методом світлового перетину. Оптична система приладу представлена на рисунку 5.
Щілина 24 висвітлюється лампочкою 9 за допомогою конденсатора 25 через світлофільтр 26; щілина знаходиться у фокальній площині системи додаткових лінз 27 і зображується об'єктивом 7 у його предметній площині на контрольованій поверхні. Об'єктив 8 з додатковою лінзою 28 дає зображення ділянки вимірюваної поверхні і розташованого на ньому зображення щілини в площині сітки 32 окуляра 11.
Рисунок 5 – Оптична система мікроскопа.
Попередній вибір об'єктивів здійснюється на підставі передбачуваної величини шорсткості. Якщо в процесі виміру з’ясовується, що величина нерівностей поверхні лежить за межами, рекомендованими для виміру даною парою об'єктивів, то варто замінити об'єктиви іншими, користуючись рекомендаціями таблиці 1.
Таблиця 1 – Об’єктиви мікроскопа (змінні)
-
Шифр об'єктива
Межі вимірюваної висоти нерівностей, мкм
Базова довжина, мм
Лінійне поле зору, мм
Ціна поділу барабанчика окулярного мікрометра, і
ОС-39
10...12,5
12,5...50
50...80
0,8
2,5
8,0
1,8
0,85
ОС-40
5...12,5
12,5...20
0,8
2,5
1,0
0,47
ОС-41
2,5...10
0,8
0,6
0,28
ОС-42
0,8...1,6
1,6...2,5
0,25
0,8
0,3
0,14