Методы измерения и оценки качества поверхности

Для комплексной оценки качества обработанной поверхности производится измерение и оценка каждого параметра.

Применяемые методы оценки шероховатости можно разделить на прямые и косвенные. Для прямой оценкиприменяют щуповые (профилометры и профилографы) и оптические (двойной и интерференционный микроскопы) приборы. Для косвенной оценки используют эталоны шероховатости и интегральные методы [14].

Профилометры позволяют измерять шероховатость в пределах 0,02…5 мкм. На шкале профилометра оценка шероховатости дается параметрами R_α или Н_ск.

Профилографы применяют для записи микропрофиля поверхности (R_Z = 0,025…80 мкм) в виде профилограмм. При последующей обработке снятой профилограммы могут быть получены значенияR_α и R_Z для данной поверхности. В оптико-механических профилографах профилограмма записывается световым лучом нафотопленке или пером самопишущего устройства на бумажной ленте.

Двойным микроскопом измеряют шероховатость поверхностей R_Z = 0,8…80 мкм. В этом приборе микронеровности освещают световым лучом, направленным под некоторым углом к контролируемой поверхности. Микронеровностиизмеряют с помощьюокулярного микрометра или фотографируют.

Микроинтерферометры используют для измерения шероховатости поверхностей R_Z = 0,025…0,6 мкм. Интерференционные полосы искривляются соответственно профилю микронеровностей. Высоту этих искривлений измеряют окулярным микрометром.

Метод сравнения поверхности контролируемой детали с аттестованными эталонами шероховатости поверхности является наиболее простым. Эталоны должны быть изготовлены из тех же материалов и обработаны теми же методами, что и контролируемые детали. Визуальная оценка шероховатости по эталонам субъективна.

Косвенно можно оценить шероховатость по расходу воздуха, проходящего через щели, образуемые впадинами микропрофиля и торцевой поверхностью сопла пневматической измерительной головки, опирающейся на исследуемую поверхность. Настройку пневматических приборов производят по эталонным деталям. Шероховатость поверхности может быть косвенно оценена по износу графитовой палочки, прижимаемой к контролируемой поверхности с определенной силой; по количеству отраженного света, падающего на деталь, и другими методами.

Волнистость поверхностей можно измерять на профилографах при большой базовой длине. Погрешность формы и волнистость поверхностей вращения в радиальных сечениях измеряется кругломерами. Запись круглограмм производят в полярных координатах при увеличении в 50…10000 раз.

Микротвердость поверхностных слоев, упрочненных наклепом, определяют по косому срезу микротвердомером методом вдавливания алмазной пирамиды.

Микротрещины в поверхностном слое обнаруживают методом дефектоскопии: магнитной индукцией, ультразвуком, флюоресценцией, при помощи магнитной суспензии.

Металлографический анализ поверхностей дляопределения фазового состава, формы и размеров структурных составляющих производится при помощи микроскопов на микрошлифах исследуемой поверхности.

Остаточные напряжения могут быть определены механическими или физическими методами. При механических методах удаляется (стравливается) часть поверхностного слоя, в котором имеются остаточные напряжения; в результате нарушения равновесного состояния напряжений произойдет деформирование оставшейся части детали (образца). По величине деформации определяются остаточныенапряжения аналогично, как и при прочностных расчетах деталей машин.

К физическим методам относят рентгеновский, поляризационно-оптический, акустический, электромагнитный,ультразвуковой, метод голографической интерферометрии и др. Метод голографической интерферометрии основан на дифракции и интерференции электромагнитныхсигналов и позволяетобнаруживать области повышенной концентрации остаточных напряжений.