Лабораторная работа № 31 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПО ГОСТ 2789–73 ПРИ ПОМОЩИ ПРОФИЛОМЕТРА МОДЕЛИ 130 Краткие теоретические сведения Шероховатость поверхности является одним из существенных факторов, определяющих технические и эксплуатационные свойства стекол, поскольку определяет оптические, химические, механические свойства стекла, оказывает влияние на износоустойчивость, химическую стойкость, прочность сцепления с покрытием, определяет качество изделий при шлифовке и полировке, триплексовании, моллировании, пескоструйной обработке стекол. Прозрачность и характерный для стекла блеск достигается только на ровных и гладких (зеркальных) поверхностях стеклоизделий, не рассеивающих падающий свет. Поэтому качество поверхности контролируется при производстве практически всех видов стекол, в том числе листового, оптического, технического, сортового, декоративного и др. Измерение шероховатости поверхности необходимо, когда требуется особо точное соблюдение геометрических размеров и высокое качество поверхности стеклоизделий. С развитием оптики и лазерной техники исследование качества поверхности стекол стало необходимым для усовершенствования технологических процессов обработки оптических элементов и создания сверхгладких поверхностей. При увеличении небольшого участка поверхности стекла можно увидеть неравномерно расположенные неровности, выступы и впадины, микротрещины. Величина этих неровностей и характеризует шероховатость (чистоту) поверхности. Шероховатость поверхности значительно влияет на прочность стекла. Грубая обработка, надрезы, острые грани, сколы, трещины значительно снижают прочность стеклоизделий при длительной эксплуатации. Снижению прочности стекла может также способствовать вода, проникающая в трещины и впадины. Наиболее подвержены расклинивающему действию воды грубо обработанные поверхности, покрытые мелкой сеткой трещин. Повышение чистоты обработки поверхности, например полированием, способствует уменьшению числа и глубины впадин и трещин. Для оценки шероховатости поверхности наибольшее распространение получили приборы, работающие по профильному методу, при котором воспроизводится и изучается сечение (профиль) поверхности. Согласно определению ГОСТ 2789–73 шероховатость поверхности – это совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности. Шероховатость поверхности определяется по ее профилю, который представляет собой ломаную линию пересечения поверхности плоскостью, перпендикулярной направлению неровностей. Профиль рассматривается на длине базовой линии, в пределах которой оцениваются параметры шероховатости поверхности. В рекомендациях Международного комитета по стандартизации ИСО/Р-468 «Шероховатость поверхности» приняты две системы отсчета высот неровностей: системы М и Е. В системе М отсчет высоты неровностей производителя от средней линии профиля, а в системе Е – от огибающей линии, лежащей вне контура шероховатости поверхности. В Российской Федерации при стандартизации шероховатости поверхности в основу принята система 1 отсчета М, в которой при определении параметров профиля отсчет высот неровностей производится от средней линии профиля. Средняя линия профиля – это базовая линия, имеющая форму номинального профиля и делящая реальный профиль так, что в пределах базовой длины сумма квадратов отклонений профиля от этой линии минимальна. Базовая длина, l – длина базовой линии, используемой для выделения неровностей. Линия, эквидистантная (параллельная) средней линии и проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины, называется линией выступов профиля. Линию, эквидистантную средней линии профиля и проходящую через низшую точку профиля в пределах базовой длины, принято называть линией впадин профиля (рис. 1). Рис. 1. Профиль поверхности и базовые линии. Классы чистоты (классы шероховатости) – совокупность поверхностей, сгруппированных по общности числовых значений основных параметров шероховатости поверхности. Условия отнесения поверхностей к определенному классу чистоты: 1) измеряемый профиль должен соответствовать нормальному сечению; 2) измерения производят в направлении наибольшей шероховатости и на стандартизированной для данного класса чистоты базовой длине; 3) числовые значения параметров Ra или Rz должны совпадать с числовыми значениями в диапазоне данного класса чистоты. Всего установлено 14 классов чистоты. Классы с 6-го по 14-й дополнительно разбиты на 3 разряда каждый (а, б, в). Введение классов чистоты позволяет эффективно исследовать качество поверхности и устанавливать нормы на нее, рекомендовать применение не отдельных поверхностей, а групп, имеющих общие свойства. Кроме того, появляется возможность создавать общие методы описания поверхностей; проектировать приборы, имеющие нормированные характеристики по отношению к определенным классам чистоты, что является одним из важнейших условий обеспечения единства измерений; разрабатывать и совершенствовать технологические процессы изготовления типовых поверхностей (Приложение 1). Для оценки и нормирования шероховатости поверхности известно около 30 параметров. Однако для того, чтобы получить представление о качестве поверхности, обычно пользуются шестью основными параметрами (согласно ГОСТ 2789–73 и ГОСТ 27964–88). Высотные параметры: Ra, Rz, Rmax; шаговые параметры: Sм, S; высотношаговый параметр: tp (табл. 1). 2 Таблица 1. Основные параметры шероховатости поверхности. Условное обозначение параметра шероховатости Ra Rz Rmax Sm S tp Наименование параметра шероховатости Определение параметра шероховатости Среднее арифметическое абсолютных значений Среднее арифметическое (значений по модулю) отклонений профиля в отклонение профиля пределах базовой длины. Интегральная величина. Сумма средних арифметических абсолютных Высота неровностей отклонений точек пяти наибольших минимумов и профиля по 10 точкам пяти наибольших максимумов профиля в пределах базовой длины. Наибольшая высота Расстояние между линией выступов профиля и поверхностей профиля линией впадин профиля в пределах базовой длины. Средний шаг неровностей Среднее арифметическое значение шага неровностей профиля профиля в пределах базовой длины. Средний шаг неровностей Среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам профиля по вершинам в пределах базовой длины. Относительная опорная Отношение опорной длины профиля к базовой длине, длина профиля где "p" – значение уровня сечения профиля. Базой для отсчета высот выступов и впадин неровностей, свойства которых нормируются, служит средняя линия профиля - базовая линия m, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально. Через низшую и высшую точки профиля в пределах базовой длины l проводят линии выступов и впадин профиля параллельно средней линии. Расстояние между этими линиями и определяет наибольшую высоту неровностей профиля Rmax (рис. 2). Рис. 2. Профиль поверхности и его основные элементы. Уровнем сечения профиля р называется относительное, в процентах, расстояние между линией выступа профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов. Числовые значения относительной опорной длины профиля tp выбирается из ряда: 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 %, а числовые значения уровня сечения профиля р из ряда: 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 % от Rmax. Таблица 2. Расчет и графическое представление параметров шероховатости. 3 Формула для расчета параметра шероховатости Графическое представление параметра шероховатости yi – расстояние между точкой реального профиля и средней линией профиля; n – число выбранных точек на базовой длине; l – базовая длина. yPmi – отклонение пяти наибольших максимумов профиля; yVmi – отклонение пяти наибольших минимумов профиля. Smi – шаг неровностей профиля i-го участка, т.е. длина отрезка средней линии профиля, содержащая выступ профиля и сопряженную с ним впадину профиля; n2 – число шагов в пределах базовой длины. Si – шаг местных выступов профиля, т.е. длина отрезка средней линии между проекциями на нее двух наивысших точек соседних выступов профиля; n3 – число шагов неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины. 4 Формула для расчета параметра шероховатости Графическое представление параметра шероховатости р – числовое значение уровня сечения профиля, т.е. отношение опорной длины профиля lp к базовой длине l lp – опорная длина профиля, которая определяется суммой длин отрезков, отсекаемых на заданном уровне р выступов профиля линией, параллельной средней линии в пределах базовой длины bi – длина отрезка, отсекаемого на выступе профиля; n4 – число отсекаемых выступов профиля. Кроме перечисленных выше стандартных параметров (Ra, Rz, Rmax, Sm, S, tp) допускается использование дополнительных параметров, к числу которых можно отнести среднеквадратическое отклонение профиля Rq (часто указывается в зарубежных стандартных по системе исчисления Е) (рис. 3), угол наклона боковых поверхностей профиля βпр, радиус округления впадин rд, радиус скругления выступов r1 и другие. Рис. 3. Среднеквадратическое (Rq) и среднеарифметическое (Ra) отклонения профиля. Между высотными параметрами Ra, Rz, Rmax установлены следующие корреляционные зависимости: для шлифования Rz = 5,5·Ra; Rmax = 7·Ra; для полирования и притирки Rz = 4·Ra; Rmax = 5·Ra. При этом среднеквадратическое отклонение профиля Rq и параметр среднеарифметического отклонения Ra связаны между собой зависимостью: Ra ≈ 0,8Rq, Соотношение значений параметров Ra, Rz (Rmax) при базовой длине l, обусловленное ГОСТ 2789–73 представлено в таблице. 3. Таблица 3. Соотношение параметров Ra, Rz (Rmax) при базовой длине l по ГОСТ 2789–73 Ra, мкм до 0,025 св. 0,025 до 0,4 св. 0,4 до 3,2 Rz, Rmax, мкм до 0,1 св. 0,1 до 1,6 св. 1,6 до 12,5 5 l, мм 0,08 0,25 0,8 св. 3,2 до 12,5 св. 12,5 до 100 св. 12,5 до 50 св. 50 до 400 2,5 8,0 Методы и средства оценки шероховатости поверхности Оценка шероховатости поверхности может осуществляться качественными и количественными методами. Качественные методы оценки основаны на сравнении обработанной поверхности с образцами шероховатости. Количественные методы основаны на измерение микронеровностей специальными приборами. Контроль шероховатости путем сравнения со стандартными образцами или аттестованной деталью широко используется в цеховых условиях. Шероховатость поверхности детали сравнивается визуально (невооруженным глазом или через лупу) с поверхностью образца из того же материала и обработанного тем же способом, что и деталь. Метод сравнения обеспечивает надежную оценку шероховатости поверхности в пределах Ra = 0,63...5 мкм. Более чистые поверхности (Ra = 0,08...0,32 мкм) сравниваются с помощью специальных микроскопов сравнения. Количественные методы оценки основаны на измерении микронеровностей специальными приборами (бесконтактными и контактными). Наибольшее распространение для бесконтактных измерений шероховатостей получили оптические приборы: светового сечения, теневой проекции и интерференции света. Приборы светового сечения (ПСС) называют двойными микроскопам (МИС-11 системы В.П. Линника). Они позволяют измерять шероховатость поверхности до Rz = 0,8 мкм. Для измерения более чистых поверхностей с Rz = 0,8...0,03 мкм применяют микроинтерферометры (МИИ-4; МИИ-5; МИИ-10; МИИ-12), работающие на принципе интерференции света. Поверхность образца рассматривается в микроскоп и при этом на ее изображение накладываются интерференционные полосы, по искривлению которых судят о распределении неровностей. Если бы контролируемая поверхность была идеально плоской, то на ней возникли бы прямые параллельные интерференционные полосы. Микронеровности на поверхности изменяют ход лучей и вызывают искривление полос, которые воспроизводят микропрофиль контролируемого участка. Высоту неровностей определяют так же, как и в методе светового сечения с помощью винтового окулярного микрометра. Наибольшее распространение для определения шероховатости поверхности контактным методом получили щуповые приборы, работающие по методу ощупывания (сканирования) поверхности алмазной иглой. К этой группе приборов относятся профилометры, непосредственно показывающие среднее арифметическое отклонение профиля Ra, и профилографы, записывающие профиль поверхности. Алмазные иглы к профилометрам и профилографам имеют коническую форму с очень малым радиусом закругления при вершине. Профилометр модели 130 позволяет измерять параметр шероховатости Ra в диапазоне 0,012 – 50 мкм. Для оценки шероховатости поверхностей деталей больших габаритов, в труднодоступных местах, когда непосредственное применение прибором невозможно, используют метод слепков. Специально изготовленную массу с силой прикладывают к измеряемой поверхности. После застывания масса отделяется от поверхности, получается слепок, на поверхности которого зеркально повторяются неровности исследуемой поверхности. По измеренной шероховатости поверхности слепка определяют параметры 6 шероховатости контролируемой поверхности детали. В качестве материала для слепка применяют целлулоид, легкоплавкие сплавы, воск, парафин, серу, гипс-хромпик и др. Для измерения шероховатости используют преимущественно бесконтактные методы. Профилометр модели 130 завода «ПРОТОН-МИЭТ». Профилометр контактный (рис. 4 а), степени точности 1 по ГОСТ 19300-86, модели 130, предназначен для измерения профиля и параметров шероховатости по системе средней линии (ГОСТ 25142-82) в соответствии с диапазонами значений, предусмотренными ГОСТ 2789-73. Область применения – метрологические центры, лаборатории научноисследовательских и учебных институтов, лаборатории и центры экспертизы и контроля, предприятия машиностроительной, автомобильной, подшипниковой и других отраслей промышленности. Профилометр состоит из индуктивного датчика с иглой и опорой на измеряемую поверхность, закрепляемого в электромеханическом приводе, с помощью которого он перемещается по горизонтальной измеряемой поверхности. В вертикальном направлении для обеспечения контакта датчика с измеряемой деталью привод с датчиком перемещается по колонне, установленной на плите, на которой базируется измеряемая деталь. Действие профилометра основано на принципе ощупывания (сканирования) неровностей измеряемой поверхности щупом (зондом) индуктивного датчика – алмазной иглой – в процессе перемещения датчика вдоль измеряемой поверхности с постоянной скоростью, преобразования возникающих при этом механических колебаний иглы индуктивным датчиком в аналоговый цифровой сигнал с дальнейшей обработкой сигнала в компьютере. Схематическая конструкция профилометра модели 130 показана на рис. 4 б.а б Рис. 4 а) внешний вид профилометра модели 130 с управляющим компьютером; 1 б) схематическая конструкция профилометра. 7 Измеряемая деталь устанавливается на плиту 1 стойки или, если это необходимо, на призму 2, которую можно двигать по плите вдоль направления трассирования, а также класть набок для укладки плоских деталей. Датчик 14 закрепляется своим хвостовиком диаметром 10 мм в гнезде движущегося при трассировании штока привода 12 и фиксируется винтом 13. Привод 7, предназначенный для осуществления трассирования, крепится на каретке 10 стойки винтом крепления привода 5. Каретка имеет сзади стопорный винт, при ослаблении которого может свободно перемещаться по колонне 11 стойки вверхвниз с поворотом вокруг оси колонны. При этом для страховки от удара датчика о деталь при перемещении каретки вниз необходимо использовать стопорное кольцо 4. После фиксации на какой-то ориентировочной высоте каретка может плавно перемещаться в вертикальном направлении по колонне стойки с помощью рукояток 8, расположенных с обеих сторон каретки с фиксатором 9 перемещения каретки, который наряду с усилителем 3 колонны стойки служит для уменьшения вибраций датчика относительно детали в процессе перемещения датчика во время измерения. Из передней части корпуса 14 датчика (выноска на рис. 1 б) выступает носик датчика 15 из нержавеющей стали, на конце которого снизу укреплена твердосплавная опора 17, и за ней на расстоянии около 0,5 мм выступает алмазная игла датчика 16. При измерениях опора датчика скользит по измеряемой поверхности, описывая огибающую поверхности по вершинам профиля, а игла, также скользя по измеряемой поверхности, снимает собственно профиль поверхности за вычетом её огибающей. Управление профилометром осуществляется клавиатурой и мышью компьютера. Специальное программное обеспечение позволяет производить расчет параметров шероховатости, задавать требуемые условия измерений, выводить на экран профилограмму измеренного профиля, выделять на них отдельные участки и производить на них расчет значений параметров шероховатости, выделять отдельные элементы профиля и определять их геометрические параметры (линейные размеры, углы наклона), а также производить накопление и сохранение результатов измерений и вести протоколы измерений. Методика выполнения измерений параметров шероховатости поверхности при помощи профилометра модели 130 Настоящая методика распространяется на методы выполнения измерений параметров шероховатости Ra, Rz, Rmax, Sт, S, tp в системе М, а также исследования других параметров профиля по снятым профилограмам поверхности. 1.1. НАСТРОЙКА ПРИБОРА И УСТАНОВКА ОБРАЗЦА Перед измерением прибор настраивается в соответствии с инструкцией по пользованию им персоналом, прошедшим соответствующую подготовку и имеющим навыки работы с ним. Поверхность контролируемого образца устанавливают так, чтобы направление сечения, определяющего профиль, совпадало с указанным в технической документации, утвержденной к прибору в установленном порядке. Поверхность должна быть тщательно очищена от посторонних примесей и обезжирена. Подвод в положение измерения датчика (вместе с приводом) осуществляется путем перемещения по колонне 11 с помощью маховика 8 (см. рис. 3 б), контроль положения датчика относительно измеряемой поверхности осуществляется по координате Z (и, соответственно, по шкалеиндикатору – зеленый цвет). 1.2. ВЫБОР ПРЕДЕЛА ИЗМЕРЕНИЙ 8 Для профилометра степени точности 1 возможные значения верхних пределов поддиапазона измерений по параметру Ra: 0.2, 0.4, 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5, 25, 50 мкм, соответственно по параметру Rz (Rmax ): 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5, 25, 50, 100, 250 мкм. Выбор осуществляется переключателями «Шкала» (две кнопки увеличения / уменьшения) в зависимости от прогнозируемого результата измерения на основе предварительной визуальной оценки значения измеряемого параметра. Параметр шероховатости будет измерен с максимальной точностью, если измерение выполняется на минимально допустимом пределе. Однако вследствие того, что система оцифровки сигнала с датчика имеет высокую точность, можно измерять и на больших пределах, что предпочтительнее вследствие более легкой регулировки положения датчика. При измерениях, когда выбранный верхний предел может в 6-8 раз превышать действительное значение измеряемого параметра, погрешности измерений существенно не увеличиваются. При расчете погрешностей измерения параметров Sm и S за верхний предел принимается величина, равная 0,25 λb. 1.3. ВЫБОР СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЗОНДА Выбор скорости перемещения зонда V из ряда 0.5, 1.0, 2.0 мм/с осуществляется переключателями «Скорость» (две кнопки увеличения / уменьшения). Выбор скорости с одной стороны обусловлен динамическими характеристиками прибора (в основном датчика), с другой стороны, значениями таких параметров шероховатости измеряемых поверхностей, как Sm и S. Чем меньше значение Sm, тем меньше должна быть скорость. Рекомендуется использовать скорость 1,0 мм/с, и в отдельных случаях в зависимости от особенностей измеряемого профиля оптимальную скорость следует подбирать экспериментально. 1.4. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ При нажатии кнопки «Трасса» начинается проведение измерения. Пройдя полный измеряемый путь, датчик либо останавливается в конечной точке, либо возвращается в исходное положение, если выбран режим автоматического возврата установкой флажка в окне «авто», расположенной рядом с кнопкой «Возврат». Полный измеряемый путь включает в себя два участка: предварительный, на котором происходит разгон датчика до заданной скорости (его длина приблизительно равна 0,12*V [мм]), и участок измерения (выводимая под окном измерения «длина оценки L» равна его длине). При нажатии на кнопку «Трасса» в верхней половине панели появляется «окно измерения» и в нем синхронно с движением датчика выводится снимаемый профиль. При этом оператор может контролировать процесс перемещения датчика и в любой момент, если необходима меньшая длина отрезка измерения, остановить его нажатием на кнопку «Стоп» (не следует пользоваться кнопкой «Стоп» при измерении параметров Sm и S). По окончании измерения выводится полученный профиль (рис. 5), который формируется относительно средней линии (красного цвета) и масштабируется на всё окно. 9 Рис. 5. Окно измерения программы профилометра с профилем поверхности. 1.5. ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ПРОФИЛЯ По окончании измерения можно приступить к анализу профиля. Пересекая измерительными прямыми нужные точки профиля, можно измерить линейные и угловые координаты взаимного положения этих двух точек, например, измерить ширину или высоту любой неровности профиля, шаг неровностей, наклон профиля и т.д. Для более детального рассмотрения профиля применяются два метода «растягивания» профиля по горизонтали (по вертикали профиль автоматически «растягивается» во все окно). Первый метод: поставив две измерительные линии по краям интересующего участка профиля, щёлкнуть кнопкой «растяг», расположенной внизу слева в группе кнопок измерительного окна (второй слева направо) и имеющей значок в виде двух стрелок между двумя вертикальными чёрточками. При этом тот участок профиля, который был заключен между двумя измерительными линиями, растянется на всё окно измерения. Вторым методом более детального рассмотрения профиля является использование режима «лупы», который выбирается при нажатии на кнопку «лупа» - третью слева направо в группе кнопок окна измерения. При этом курсор приобретает вид лупы, и нажатие левой или правой клавиши мышки приводит к уменьшению или, соответственно, увеличению длины выведенного в окно участка профиля. Причём профиль растягивается вдвое или сокращается вдвое относительно абсциссы той точки, где была нажата кнопка мышки с курсором в виде лупы. 1.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ Параметры шероховатости вычисляются согласно ГОСТ 2789-73 на определенной базовой длине. Для этого в профилометре предусмотрена фильтрация измеренного профиля: низкочастотным фильтром с «волной среза снизу» - отсечкой шага λb и высокочастотным фильтром с «волной среза сверху» λs, аналогичным по действию аппаратным фильтрам устранения помех и наводок в электрических системах. Выбор определенной отсечки λb означает, что измеряемый профиль, являющийся совокупностью неровностей с различным шагом, фильтруется таким образом, что параметры шероховатости вычисляются на базовой длине, равной значению шага отсечки (фильтр отсекает неровности с длиной волны больше значения отсечки, характеризуемые как волнистость и отклонения формы). 10 Для вычисления параметров шероховатости профиля необходимо, выбрав необходимую отсечку шага, профильтровать профиль и нажать на кнопку «Расчет», после чего в окне параметров появляются вычисленные значения параметров (всех одновременно) для профиля, выведенного в окно измерения. Параметры вычисляются на базовой длине, равной выбранной отсечке шага λb. Если есть необходимость вычислить параметры на другой базовой длине, то надо, выбрав соответствующую отсечку шага, снова профильтровать профиль и снова нажать на кнопку «Расчет». Если нажать на кнопку «Расчет», не профильтровав предварительно профиль, то вычисляются параметры шероховатости для не фильтрованного профиля, т.е. без учета влияния погрешности формы детали. Параметры шероховатости можно вычислять не только на полном профиле, полученном при измерении, но и на определенном его участке. Для этого надо с помощью измерительных линий вывести в окно измерений интересующий участок (например, участок длиной 4 мм, равный пяти базовым длинам при фильтрации с отсечкой шага 0,8мм) и нажать на кнопку «Расчет». Для вычисления усредненных параметров шероховатости серии профилей (полученных дополнительным трассированием) надо установить флажок на кнопке «Средн. по всем» и нажать на кнопку «Расчет», при этом параметры вычисляются в виде N ± ΔN (здесь N - среднее значения параметра, ΔN - среднее квадратическое отклонение от среднего значения). Следует иметь в виду, что при вычислении средних значений не обязательно фильтровать полученные профили, программа делает это автоматически (при этом отфильтрованные профили не выводятся на экран, а фильтрация выполняется на отсечке шага, которая установлена в окне λc). Перед фильтрацией и вычислением усредненных параметров шероховатости рекомендуется просмотреть все полученные профили. На образцах попадаются случайные царапины. Из-за этого или по некоторым другим причинам некоторые профили могут быть выкинуты из рассмотрения. Для этого надо вывести в окно измерения ненужный профиль и нажать на кнопку «Удалить». При этом на место удаленного профиля под его номером в окно выводится следующий профиль (т.е. его порядковый номер уменьшится на единицу), соответственно изменится общее количество измеренных профилей. Если в выведенном в окно профиле необходимо сохранить лишь часть профиля, интересующий участок надо выделить измерительными линиями и нажать кнопку «Отсечь». На панели управления имеется также кнопка «Авторасчёт». Если установить на ней флажок, то фильтрация и расчёт запускаются автоматически сразу после измерения. 1.7. ИЗМЕРЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ОПОРНОЙ КРИВОЙ И ВЫЧИСЛЕНИЕ ПАРАМЕТРА tp ПРОФИЛЯ В графическом окне «tp» (крайнем справа) отображается относительная опорная кривая профиля – график зависимости значений относительной опорной длины tp от уровня сечения профиля p. При наведении курсора на это окно курсор принимает значение горизонтальной чёрточки, и нажатие левой кнопки мышки приводит к фиксации горизонтальной измерительной прямой. Ордината пересечения этой линией графика (т.е. значение p, измеряемое в процентах от Rmax) отображается как второе сверху число справа от окна, а абсцисса пересечения (т.е. значение tp) отображается посередине под окном. Таким образом, выбрав курсором любое значение уровня сечения p, можно определить 11 соответствующее ему значение tp. По ГОСТ 2789-73 числовые значения уровня выбираются из ряда 10, 20, 30,… 90 % от Rmax. Для определения соответствующих значений tp используются кнопки «вверх-вниз» (справа от tp) При нажатии этих кнопок измерительная прямая перемещается дискретно по десяткам процентов. 1.8. ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПРОФИЛЯ График плотности профиля отображается в окне «Плотность», расположенном справа от окна измерения. Ордината графика - это значение p (та же, что и для tp), абсцисса – относительная плотность (от 0 до максимума, эти значения отображаются сразу под окном, слева направо). Действия по вычислению плотности аналогичны вычислению значения tp – с помощью измерительной прямой, при этом абсцисса пересечения измерительной прямой и графика отображается посередине под окном «Плотность». Вид графика плотности зависит от величины усреднения, первоначально оно имеет подходящее в большинстве случаев значение 10% и может меняться нажатием кнопочек справа от надписи «Плотность». 1.9. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА Название и цель работы; название образца; снятая профилограмма поверхности; параметры шероховатости поверхности в виде таблицы; графики зависимости относительной опорной длины профиля tp = f (p). Цель работы: определение качества поверхности стекол, измерение параметров шероховатости Ra, Rz, Rmax, Sм, S, tp. Оборудование: профилометр модели 130 завода «ПРОТОН-МИЭТ». Таблица. Значения параметров шероховатости поверхности по ГОСТ 2789–73 Название образца Ra Rz Rmax Sm S мкм мм tp % ЛИТЕРАТУРА: 1. Егоров В. А. Оптические и щуповые приборы для измерения шероховатости поверхности. М.: Машиностроение, 1965. 280 с. 2. Гетц И. Шлифовка и полировка стекла. Ленинград: Стройиздат, 1966. 224 с. 3. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения. М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1973. 13 с. 4 ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1982. 30 с. 5. ГОСТ 27964-88. Измерение параметров шероховатости. Термины и определения. М.: Госстандарт России, 1988. 13 с. 12 Приложение 1. В зависимости от величины Ra и Rz ГОСТ 2789-59 предусматривает 14 классов чистоты поверхности (табл. 1). Классы чистоты поверхности 6-14 дополнительно делятся на разряды (табл. 2). Для классов 6÷12 основной является шкала Ra, а для классов 1÷5, 13 и 14 − шкала Rz. Таблица 1. Классы чистоты поверхности. Среднее арифметическое Класс Высота неровностей Rz, мкм отклонение от профиля Ra, мкм чистоты поверхности не более 1 80 320 2 40 160 3 20 80 4 10 40 5 5 20 6 2,5 10 7 1,25 6,3 8 0,63 3,2 9 0,32 1,6 10 0,16 0,8 11 0,08 0,4 12 0,04 0,2 13 0,02 0,1 14 0,01 0,05 Базовая длина l, мм 8 2,5 0,8 0,25 0,08 Таблица 2. Разряды классов чистоты поверхности. Среднее арифметическое Высота неровностей Rz, мкм отклонение профиля Ra, мкм Класс Разряды чистоты поверхности а б в а б в не более 6 2,5 2 1,6 10 8 7 1,25 1,0 0,8 6,3 5,0 4,0 8 0,63 0,5 0,4 3,2 2,5 2,0 9 0,32 0,25 0,20 1,6 1,25 1,0 10 0,16 0,125 0,10 0,8 0,63 0,50 11 0,08 0,063 0,05 0,4 0,32 0,25 12 0,04 0,032 0,025 0,2 0,16 0,125 13 0,02 0,016 0,012 0,1 0,08 0.063 14 0,01 0,008 0,006 0,05 0,04 0,032 13
