Измерения шероховатости

Шероховатость - совокупность неровностей поверхности с малым шагом и амплитудами. При небольших выступах и впадинах (до 10-20 мкм), а также при плавных переходах неровностей характеристикой шероховатости является средняя арифметическая величина неровностей на некоторой базовой длине L:

(5.1)

Отсчет ведется от некоторой базовой линии, имеющей форму номинального профиля, проведенного так, что среднее квадратическое отклонение профиля от этой линии минимально (рис. 5.7 ).

Рис. 05.07. К определению параметров шероховатости поверхностей

 

 

При больших шероховатостях и в особенности при наличии явно выраженных бугров и впадин шероховатость характеризуют параметром R^, который является суммой модулей размеров пяти наибольших бугров и пяти наибольших впадин на базовой длине L, т. е.

(5.2)

Опыт показывает, что обычно справедливо равенство:

(5.3)

В зависимости от вида обработки задается чистота поверхности или квалитет. Регламентируются параметры RR_a, RR_z и число базовых длин m, необходимых для набора статистики. Основные виды обработки и их параметры даны в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Размеры шероховатости (мкм)
для поверхностей различного вида обработки

Вид обработки	Класс частоты	Rа, мкм	Базовая длина L, мм	Число базовых длин
Точение	4 5	6,3 3,2	2,5 2,5	2 2
Шлифовка	6 7 8	1,6 0,8 0,4	0,8 0,8 0,8	3 3 4
Полировка	9 10 11 12	0,2 0,1 0,05 0,025	0,25 0,25 0,25 0,25	6 6 7 7
Доводка	13 14	0,012 0,006	0,08 0,08	8 10

Шероховатость измеряется визуальным неконтактным профилометром - микроскопом Линника. В этом приборе шероховатая поверхность освещается под углом 45° через объектив микроскопа пучком света, имеющем вид узкой щели. Если объект имеет неровности в виде ступенек или шероховатостей, то изображение краев щели будет неровным. Принцип регистрации поясняется рис. 5.8 .

Рис. 05.08. Регистрация неровностей в микроскопе Линника

 

 

Наблюдаемое в окуляр смещение изображения будет равно размеру неровности, умноженному на увеличение микроскопа и на косинус угла наблюдения, равного 1,41 для угла в 45°, т. е.

(5.4)

Если b - расстояние между максимумами впадин и бугров измерено в микрометрах, то значение h сразу дает величину RR_z (см. рис. 5.9 ).

Рис. 05.09. Вид в окуляр микроскопа Линника: а) нижний край размытия: б) верхний край размытия

 

 

Кроме визуальных методов измерения шероховатости последнюю можно измерять ощупыванием щупом, по рассеянию светового пучка, измерением сопротивления воздуха, вытекающего из сопла, закрытого шероховатой поверхностью.