Измерение шероховатости

Оценка шероховатости поверхности в данной работе производится по параметру R_z – высоте неровностей профиля по десяти точкам. R_z – сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины (рис.5)

,

где - высота - го наибольшего выступа профиля;

- глубина - ой впадины профиля. [1].

Рис.5. Профилограмма поверхности

Для измерения параметра R _z используется двойной микроскоп МИС-11 (рис.6), который представляет собой совокупность двух микроскопов: проекционного и наблюдательного. Прибор позволяет определять параметры R _z и R_max в диапазоне от 0,8 до 63 мкм. Измерение высот неровностей основано на принципе «светового сечения», который пояснен на рис. 7.

Свет от лампы 1 через щелевую диафрагму 2 проекционного микроскопа направляется на исследуемый участок поверхности с высотой неровностей h под углом a=45⁰. След пересечения поверхности с плоскостью светового потока в виде искривленной линии проектируется с помощью объектива наблюдательного микроскопа 4 на сетку окулярного микромера 5. Угол между осями проекционного и наблюдательного микроскопа составляет 90⁰.

Световое сечение профиля наблюдается через окуляр 6 в увеличенном виде при наличии искажения, которое вызвано тем, что a = 45⁰.

Увеличение зависит от применяемых сменных объективов 3 и 4, имеющих одинаковые фокусные расстояния.

Для удобства измерения перекрестие окулярной пластинки перемещается микрометрическим винтом с ценой деления барабана 0,01 мм под углом b = 45⁰ к средней линии профиля (рис.8). Поэтому фактическое значение высоты неровностей

,

где B - разность отсчетов по барабану окулярного микромера;

N - увеличение объективов микроскопа.

1 -стопорный винт;

2,3 - кремальеры;

4 – колонка;

5 – кронштейн;

6 - стопорный винт;

7 - осветительная лампа;

8 - гайка;

9 - регулировочная гайка;

10 - винт;

11 - осветитель;

12 - микрометрический винт;

13 - стопорный винт;

14 - предметный столик;

15 - объективы;

16 - тубус микроскопа;

17 - стопорный винт;

18 – барабан окулярного микромера;

19 - окуляр

Рис. 6. Микроскоп МИС - 11

Рис.7. Ход лучей в микроскопе

Рис.8. Поле зрения микроскопа

К прибору прилагается набор сменных объективов, характеристики которых приведены в таблице 1.

Таблица 1

Шифр Объектива	Фокусное расстояние, мм	Увеличение объектива, N	Поле зрения, мм	Пределы измерений, Rz, мкм
ОС-39		5,9	2,00	6,3...62,5
ОС-40	13,5	10,5	1,08	3,2...18,7
ОС-41	8,0	18,0	0,67	1,6...10,0
ОС-42	4,25	34,5	0,33	0,8...3,2

Параметр R _z определяется в следующем порядке. Контролируемую деталь кладут на предметный столик 14 (см. рис.6). Микроскопы устанавливают предварительно на необходимое расстояние от детали, перемещая кронштейн 5 по стойке с помощью гайки 8, фиксация кронштейна осуществляется винтом 6. Затем маховичком 3 кремальеры и винтом 2 механизма тонкой наводки перемещают микроскопы по салазкам, добиваясь четкого изображения световой щели на поверхности детали. Винтом 10 устанавливают изображение щели в середине поля зрения окуляра, а гайкой 9 - ширину щели. Поворотом барабана окулярного микромера 18 вокруг его оси устанавливают горизонтальную линию перекрестия по общему направлению изображения щели. Вращая барабан 18, подводят горизонтальную линию перекрестия до касания ее с вершиной выступа неровности изображения щели. В этом положении делают первый отсчет по окулярному микроскопу. Последовательно совмещая линию с пятью самыми высокими точками выступов профиля (в пределах базовой длины), записывают отсчеты по барабану . Затем визирную линию совмещают с пятью самыми низшими точками впадин профиля, соответственно записывая отсчеты. .

Величина R _z определится следующим образом:

.

Поле зрения объектива может оказаться меньше базовой длины, поэтому приходится проводить измерения на нескольких участках. В этом случае число замеренных впадин в каждом поле зрения должно равняться числу замеренных выступов, чтобы устранить погрешности, связанные со смещением базовой линии при перемещении детали.

Погрешности измерений параметра R _z с помощью микроскопа МИС-11 составляют от 7,5 до 24%, возрастая с уменьшением R _z.

В работе наряду с измерением шероховатость поверхности определяется также расчетом.