Шероховатость поверхности гост 2789 73: ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики (с Изменениями N 1, 2)

&nbsp Актуальность темы. Постоянно возрастающие требования к качеству машин и устройств связаны с необходимостью повышения их точности, надежности, долговечности.
    &nbspПоверхность детали не идеально ровная и геометрически правильная. Он отличается от номинального (заданного графиком) микро- и макрогеометрическими отклонениями. Микрогеометрические отклонения определяют шероховатость поверхности, макрогеометрические характеризуют волнистость и отклонения формы. Макроотклонения формы имеют единичные, нерегулярно повторяющиеся отклонения реальной поверхности от номинальной. Волнистость – это количество периодически повторяющихся, регулярно повторяющихся близких по размерам выступов и впадин, расстояние между которыми значительно больше, чем при отклонениях, образующих шероховатость поверхности, и превышает базовую длину L. Базовую длину L используют для оценки шероховатости. Шероховатость поверхности – это ряд микроотклонений с относительно небольшим шагом, рассматриваемых в пределах базисной длины L. [8]
    &nbspШерховатость поверхностей во многом определяет основные эксплуатационные свойства деталей и узлов: износостойкость, сопротивление усталости, контактную жесткость и теплопроводность соединений обслуживаемых деталей, коррозионную стойкость, отражающую способность поверхностей и др. Характеристики шероховатости поверхности строго нормированы по ГОСТ 2789-73 и подвергаются постоянному анализу в технологических исследованиях и контролю в процессе производства. Поэтому актуально совершенствование приборов и методов их контроля.
    &nbsp Постановка задачи НИР: Автоматизация контроля качества технических средств на основе применения щупового профилографа-профилометра, аналого-цифрового преобразователя, микропроцессорной системы и устройства отображения информации.
    &nbsp Цель магистерской работы: создать оптимальную структуру устройства для определения класса чистоты обрабатываемых поверхностей на основе приборов, используемых для измерения шероховатости, создать программное обеспечение для расчета шероховатости с максимальной точностью и быстродействием.

Повышение требований к качеству продукции влечет за собой необходимость совершенствования средств и методов контроля.
    Основными приборами для оценки микроотклонений по эталону являются профилометры, профилографы и эндоскопы (двойной микроскоп и микроинтерферометр).
    &nbsp Профилометр – электродинамический прибор для определения величины стандартного отклонения (Hck). Профилометры (конструкции Киселева и Аббота) пригодны для измерения микроотклонений с Hск не более 6 мк. Профилографы Левина и Аммона измеряют микроотклонения не более 90 мк, двойной микроскоп Линника от 1 до 60 мк, микроинтерферометр Линника от 0,1 до 5 мк.. [4]
    &nbsp Профилографы оптико-механические основаны на фотозаписи света, очерчивающей тип микроотклонений при ощупывании кончиком иглы в увеличенном виде. Тип может быть увеличен по вертикали до 15 000 раз и по горизонтали до 500 раз.[1]
    &nbsp Двойной микроскоп основан на методе светового сечения. Свет через узкую щель падает на поверхностные микроотклонения под углом 45 или 60 и очерчивает контуры микроотклонений, которые рассматриваются и измеряются микроскопом с окуляром-микрометром или могут быть сняты при использовании цифровой фотокамеры. Устройство увеличивает микроотклонения от 50 до 600 раз.[1]
    &nbsp Микроинтерферометр основан на явлении интерференции света. В поле зрения прибора имеются темные и светлые полосы, позволяющие оценить высоту микроотклонений.

Исследования шероховатости поверхностей проводились по следующим основным направлениям:[5]

1. Исследование и нормирование параметров шероховатости.
   

2. Метрологическое направление.
   

3. Технологическое обеспечение, определение шероховатости учетным методом.
   

4. Шероховатость, ее связь с эксплуатационными свойствами поверхностей.
   

    &nbsp В области создания ценных приборов для измерения шероховатости первенство принадлежит советским ученым. Советские оптико-механические профилографы К.Л.Аммона и системы М.Левина позволяли продуктивно вести точный контроль тончайших поверхностей в заводских условиях. Их производство было налажено промышленностью. [5]
    Микроинтерферометр В.П.Линника, созданный в 1933 г., впервые в мире сделал доступными измерения (в пределах 9-14 классов чистоты) поверхности, обработанной методами механической притирки и шлифования. Большой вклад в развитие приборостроения внес В.П.Линник. Двойной микроскоп (1930 г.), микроинтерферометр (1933 г.), механический профилограф (1936 г. ), пневматический профилометр (1937 г.). микропрофилометр (1944 г.) и многие другие замечательные приборы носят имя академика В.П.Линника и находят широкое распространение в настоящее время. [5]
    &nbsp Из недавно предложенных конструкций приборов заслуживают внимания микроинтерферометр Ю.В.Коломийцева, пьезоэлектрический профилометр И.В.Дунина-Барковского и высокоточные профилометры-профилографы завода «Калибр», разработанные А.И.Бояровым, Ю.В.Клейменовым и Г.И.Овчаренко.
    &nbspНаука XXI века шагнула далеко вперед. С развитием цифровых технологий контроль шероховатости стал возможен по снимку поверхности, полученному цифровой фотокамерой, с последующей обработкой в ​​среде MathLab. Исследования российских ученых Яковлева А.В. (Владимирский государственный университет), Филиппенко А. и Невлюдов И. (Харьковский национальный университет радиоэлектроники).
    Проблемами измерения шероховатости за рубежом занимаются ученые В. Т. Велфорд, «Бесконтактное измерение шероховатости поверхности», МакКул, Дж. И. «Оценка влияния радиуса кончика иглы и полета на измерения рельефа поверхности» и многие другие. Скоростная оптическая система измерения шероховатости предложена немецкой компанией EMG и Mitutoyo.

Прямая оценка

    &nbsp Прямая оценка с применением увеличительного стекла и микроскопа является наиболее простой начальной формой контроля при отсутствии некоторых измерений. Метод подходит для общего просмотра поверхности. Метод субъективный и оценки разных лиц могут расходиться.[6]

Сравнительная оценка

    Методы сравнительной оценки, проводимые в компараторах, практически очень ценны по быстроте ее применения, позволяют точнее определить качество лечения. Применяемые в этом случае эталоны должны быть испытаны точными методами, основанными на измерении. Применение компараторов ограничено размером микроотклонений высотой не менее 0,75 мкм.
    &nbspФефлектометрический метод основан на оценке отражающей способности поверхностей. Эта оценка осуществляется путем сравнения испытуемой поверхности с эталонной поверхностью. Применение ффлектометрического метода распространяется на более тонко обработанную поверхность, чем поверхности, контролируемые через компаратор.[6]

Количественная оценка

    &nbsp Метод количественной оценки построен на оценке профиля. Оценка профиля может осуществляться без прикосновения прибора к контролируемой поверхности (оптические методы) или методами ощупывания через специальные иглы-наконечники.
    &nbspК оптическим методам оценки профиля относятся метод поперечных и косых срезов, метод сечения поверхности легкой трещиной и метод интерференции.
    Метод поперечных и косых разрезов достаточно точен, однако практически трудоемок и может быть использован только в лабораторных работах.
    &nbspМетод сечения легкой трещиной интересен по идее, но при экспериментальной проверке оказывается не совсем точным.
    &nbsp Наиболее широкое применение нашли методы, построенные на принципе ощупывания поверхности иглой. Такие методы дают некоторую интегральную отметку или профилограмму. Эти методы подразделяются на электромеханические и оптико-механические.[6]

Электромеханические и оптико-механические методы

    Электромеханические методы с интегральной оценкой поверхности воплощаются, как известно, в профилометр. Этот метод чрезвычайно ценен, так как позволяет быстро оценить поверхность по показаниям измерительного прибора. Метод достаточно точен.
    &nbspОптико-механический метод воплощен в профилографе. Профилограмма на приборе получила возможность выражать основные элементы профиля в абсолютных величинах.[6]

&nbsp

1. Произведена сравнительная характеристика всех методов и приборов, применяемых для измерения шероховатости поверхности.
       &nbsp

2. Выявлены недостатки и потенциальные возможности щупового метода контроля шероховатости, позволяющие повысить его точность и быстродействие [7]
       &nbsp

3. Описан процесс выделения полезного информирующего сигнала из общего сигнала, снятого с профилографа и содержащего чужую составляющую, что существенно увеличивает метрологические характеристики измерений.
       &nbsp

4. Создана оптимальная структура прибора для определения класса чистоты контролируемых обрабатываемых поверхностей.

    &nbspТрадиционно для оценки микроотклонений поверхности используют ее профиль, представляющий собой плоскость сечения поверхности, перпендикулярную этой поверхности и ориентированную в некотором заданном направлении. Описания типа, отсчитывают на отклонение к средней базовой линии m-m (которую ведут так, чтобы сумма квадратов отклонений от ее точек, расположенных выше и ниже средней линии, была минимальной).
    &nbspЧерез величину наиболее высокого микроотклонения и дна наиболее низко расположенной полости проводят линии выступов и впадин, параллельные средней линии м-м, рис. 5.1 [8]

Ra- среднее арифметическое абсолютных значений отклонения профиля в пределах длины базы:

    &nbspRq- среднеквадратичное значение функции отклонения (корень квадратный из суммы квадратов расстояний точек от средней линии) :

    &nbsp Rz — высота шероховатостей профиля (среднеарифметические абсолютные отклонения, найденные в пределах базовой длины пяти наиболее минимальных и пяти наиболее максимальных):

    &nbsp&nbspRp — высоты зачистки (расстояние от линии выступов до средней линии в пределах длины основания).
    &nbspRmax — наибольшая высота микроотклонений (расстояние между линией выступов и линией впадин).
    &nbsp На практике приходится проводить как суммарную, так и раздельную оценку характеристик поверхности, но разделение волнистости и шероховатости механической и электрической фильтрацией не очень удобно. Поскольку неизвестно, какие отклонения должны устраняться, то компьютер позволяет устранить этот недостаток.
    &nbsp Прямые и обратные преобразования Фуре позволяют анализировать и оценивать все виды отклонения реальной поверхности.[8]
    &nbsp Преобразование функции Фьюре от x(t) можно записать в следующем виде:

    &nbsp&nbspГде
&nbsp.

    &nbsp&nbsp С помощью обратного преобразования Фуре (для преобразования спектра пиков) мы получаем профиль, в котором исключены неважные описания. Этот профиль обрабатывается для получения необходимых характеристик поверхности. Таким образом, из суммарного сигнала, снятого с профилографа и содержащего посторонние компоненты, получаются выделения полезного информирующего сигнала путем преобразований Фьюре, по которым будут определяться параметры шероховатости и класс чистоты обрабатываемых поверхностей [9].]
    &nbsp&nbsp Предлагаемый состав прибора, реализующего щуповый метод измерения шероховатости поверхности, должен содержать профилограф, аналого-цифровой преобразователь для оцифровки сигнала от профилографа, блок фильтров, удаляющих посторонние компоненты, микропроцессор и устройство отображения информации.
    &nbsp&nbspВывод окончательных результатов выглядит так: [10]

1. Пояснено, как с помощью преобразований Фуре можно осуществить частотную фильтрацию основных составляющих паразитной части суммарного сигнала от информирования.

   Добавить комментарий Отменить ответ

   Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

   Комментарий *

   Имя *

   Email *

   Сайт

   Найти: