Методы определения параметров шероховатостей

Известные методы определения параметров шероховатости различаются по следующим признакам:

• по измерению параметров - прямые и косвенные, контактные и бесконтактные, дискретные и интегральные;
• по принципу действия и устройству используемых приборов - механические, пневматические, оптические, индукционные, емкостные, ультразвуковые, высокочастотные;
• по виду представляемой информации - профилометрические и профилографические.

Прямые методы позволяют определять значение параметра непосредственным измерением его величины. Косвенные - на основании измерения величин, связанных с определяемым, параметром, вычисляют значение его расчетом. Контактные методы осуществляются благодаря контакту измерительного органа с поверхностью, параметр шероховатости которой определяется. Бесконтактный метод позволяет измерить параметр без контакта рабочего органа с поверхностью, для которой определяется параметр шероховатости. Дискретные или дифференциальные методы дают конкретное единичное значение измеряемого параметра в каждом месте измерения. Интегральные методы дают усредненное значение измеряемого параметра на определенном участке поверхности.

Название принципа действия соответствует конструктивным формам осуществления метода: механические основаны на принципе механики, оптические - на принципе оптики и т. д. Профилометрические методы позволяют измерять параметр по ходу его изменения вдоль профиля нормального сечения, без необходимости графического представления этого профиля. Профилографичёские методы основаны на получении чертежа- графика модели профиля в увеличенном масштабе, и по данным этой профилограммы определяют все параметры профиля. Профилографичёские методы дают больше информации о шероховатости поверхности, чем профилометрические. В соответствии с перспективной классификационной схемой, принятой ИСО ТК 57, приборы и устройства для оценки шероховатости делятся на две группы:

1. приборы для оценки шероховатости по поверхности. Они применяются при интегральном методе. В качестве критерия используют образцы сравнения;
2. приборы для измерения шероховатости профильным методом. Они делятся в свою очередь на приборы последовательного преобразования профиля - щуповые профилометры и профилографы, и приборы одновременного преобразования, теневого и светового сечения. Принципы действия и устройства приборов могут быть различными в соответствии с принятым методом. Поскольку принятые параметры шероховатости могут определяться только с помощью приборов профильного метода, они считаются основными, хотя принцип оценки шероховатости поверхности интегральным методом на практике является более корректным.

Наибольшее практическое значение и применение получили прямые методы, в частности профильные методы. Профильными называют методы, основанные на получении тем или иным способом профиля сечения контролируемой поверхности и оценке ее шероховатости по этому профилю. Получение профиля контролируемой поверхности возможно разными способами, однако чаще всего для этой цели пользуются способами светового сечения или ощупывания поверхности. Существует две разновидности способа светового сечения поверхности.

Простейшим ощупывающим прибором для контроля шероховатости может служить индикаторный глубиномер, представляющий собой индикаторную головку часового типа, закрепленную в- специальной колодке с плоской опорной поверхностью так, чтобы стержень индикатора выступал на 1,5-2 мм ниже опорной поверхности. Пользуясь отверстиями в колодке, прибор можно установить на контролируемой поверхности так, чтобы конец стержня индикатора касался дна впадины, глубину которой хотят измерить. Индикаторный глубиномер пригоден для контроля шероховатости только грубых поверхностей. В деревообработке им пользуются для контроля шероховатости пиломатериалов, выпиленных на лесопильных рамах, круглопильных станках с большой подачей на зуб и т. п.

Значительно большее распространение получили ощупывающие приборы - профилографы и профилометры, в которых твердый щуп (чаще всего им служит алмазная игла) скользит по контролируемой поверхности, неровности которой вызывают соответствующие им вертикальные колебательные перемещения щупа. Перемещения щупа с помощью соответствующих механизмов могут быть преобразованы в отклонения светового луча, механические перемещения пера или чаще всего в электрические импульсы и с многократным увеличением записаны на фотопленке или бумаге в виде кривой профиля - профилограммы или зафиксированы на показывающем приборе.

Соответственно различают щуповые приборы - профилографы, служащие для записи неровностей поверхности в виде профилограмм, и щуповые приборы - профилометры, дающие усредненный результат измерения неровностей в числовом выражении того или иного высотного параметра шероховатости. Масштаб вертикального увеличения в профилографах может быть очень большим, в современных приборах он нередко достигает 105 и более. Масштаб горизонтального увеличения редко превышает 102. Поэтому профилограммы представляют собой искаженный сильно гипертрофированный по высоте профиль поверхности, но именно это позволяет выявить и оценить даже мельчайшие его подробности. Очень важной характеристикой ощупывающих приборов являются радиус закругления острия ощупывающей иглы и давление ее на контролируемую поверхность.

При очень малом радиусе закругления игла может царапать поверхность, при слишком большом - может происходить искажение профиля за счет недоощупывания, т. е. недоставания иглы до дна впадины. Усилие прижима иглы к поверхности должно быть незначительным, иначе возможно смятие контролируемой поверхности, особенно у такого мягкого материала, как древесина. В то же время оно должно быть достаточным для того, чтобы исключить проскакивание иглы через отдельные неровности при ее поступательном перемещении по поверхности. Таким образом, ощупывающие приборы должны отвечать очень высоким требованиям и основные параметры их- нормируются государственными стандаратами. Параметр шероховатости поверхности изделий из древесины и древесных материалов определяется по ГОСТ 15612-78.