ПРОФИЛОМЕТР ПМ12

 

Профилометр ПМ12 предназначен для контактного измерения профиля и параметров шероховатости поверхности по системе средней линии в соответствии с номенклатурой параметров и диапазонами значений, предусмотренными ГОСТ 2789 в лабораторных и цеховых условиях. Конструкция прибора соответствует требованиям ГОСТ 19300-86. Профилометр в моноблочном исполнении с встроенным аккумулятором, обеспечивающим более 8 часов непрерывной работы. Профилометр имеет порт RS232 для подключения компьютера с ОС Windows.

 

 

Профилометр ПМ12 прибор для измерения параметров шероховатости Ra, Rz, Rmax, Sm

 

Технические характеристики

п/п

Наименование

Параметры

1

Измеряемые параметры ¹

Ra, Rz, Rmax, Sm
2 Диапазон измерений параметра Ra

0,04…12,5 мкм 

3

Диапазоны измерений параметров Rz, Rmax

0,16…50,0 мкм

4 Минимальная/максимальная длина оценки, мм 0,25/12,5
5 Базовые длины (отсечка шага), мм 0,25; 0,80; 2,50
6 Скорость перемещения измерительного щупа, мм/сек 1±5%
7 Радиус иглы щупа, мкм 10 (5)
8

Измерительное усилие, Н (Ньютон)

0,004

9

Предел допускаемой основной погрешности Δ Ra, Δ Rz, Δ Rmах², мкм

ΔRa = 0,02*Ra в.п + 0,04*Ra

ΔRz =0,03*Rz в.п + 0,05*Rz

ΔRmax =0,03*Rmax в.п + 0,05*Rmax

10

Габаритные размеры, мм

130х45х35

11

Разрешающая способность, мкм 0,001

12

Масса прибора, не более, кг

0,30

13

Электрическое питание

Встроенный аккумулятор 
14 Условия эксплуатации:
Температура окружающего воздуха, °С + 5…+35

Относительная влажность, не более, %

45…80

¹ В режиме Профилометр - профилограф измеряет параметры: Ra, Rq, Rmax, Rz, Rp, Rv, У, Sm, tp, λq, λa, L0, l0, D определенные в ГОСТ 25142-82. По согласованию с заказчиком список параметров может быть дополнен или изменен параметрами Ry, Rt, Rp, R3z, Rs, Rsk, Rku и др.

² Ra в.п, Rz в.п, Rmax в.п – верхний предел поддиапазона по параметрам Ra, Rz, Rm. Ra, Rz, Rmax — измеряемые значения. Прибор соответствует первой степени точности по ГОСТ19300-86.

 

 Профилометр ПМ12 вид сверху, измеритель шероховатости для работы в цеховых и лабораторных условиях. Погрешость измерения в пределах пяти процентов

Измерение шероховатости стеклянной поверхности для оценки уровня собственных шумов профилометра ПМ12.

 

Профилометр ПМ12 на стойке. Металлическое основание прибора с износостойким покрытием имеет специальные скосы для крепления на стойке.

Измеритель шероховатости Профилометр ПМ12 на стойке в режиме калибровки по эталонному образцу шероховатости.

 

 

Перейти на главную страницу сайта

 

Методы измерения шероховатости и волнистости

1. Общие положения и определения. Поверхность обработанной детали не является идеально ровной и геометрически правильной. Она отличается от номинальной (заданной чертежом) микро- и макрогеометрическими отклонениями. Микрогеометрические отклонения определяют шероховатость поверхности, макрогеометрические - характеризуют волнистость и отклонения формы. Между этими видами погрешностей нет четкого физического различия, однако условно их можно разделить по отношению шага S к значению отклонения D от номинального контура. Неровности, для которых отношение S/D < 40, относят к шероховатости, при 1000 > S/D > 40 - к волнистости, при S/D > 1000 - к отклонениям формы. Шероховатость поверхностей регламентируется ГОСТ 2789-73 и соответствующими рекомендациями.  Шероховатость поверхности при обработке заготовки детали зависит от многих технологических факторов: режимов обработки (скорости резания, подачи); геометрии (переднего и заднего углов), материала и качества поверхности инструмента; механических свойств, химического состава и структуры материала заготовки; состава смазывающе-охлаждающей жидкости; жесткости системы СПИД и др. В то же время шероховатость поверхностей в значительной степени определяет основные эксплуатационные свойства деталей и узлов - износостойкость, сопротивление усталости, надежность посадок, контактную жесткость и теплопроводность стыков сопряженных деталей, коррозионную стойкость, герметичность соединений, отражающую и поглощающую способность поверхностей и др. Поэтому характеристики шероховатости поверхности строго нормируются и подвергаются постоянному анализу в технологических исследованиях и контролю в процессе производства. Существуют два основных метода оценки шероховатости - качественный и количественный. Качественный метод оценки основан на сравнении обработанной поверхности с образцами сравнения шероховатости поверхности: зрительном сопоставлении, сравнении ощущений, получаемых при ощупывании обработанной поверхности и образца,  сопоставлении результатов наблюдений в сравнительный микроскоп или через лупу. Количественный метод оценки основан на измерении шероховатости поверхности. Измеряют шероховатость контактным методом щуповыми приборами (профилометрами и профилографами) и бесконтактным - оптическими приборами (микроинтерферометрами, двойными микроскопами и др.).

2. Оптические методы измерения шероховатости. Измерение параметров шероховатости оптическими приборами производится бесконтактными методами, среди которых наибольшее распространение получили методы светового сечения, теневого сечения, микроинтерференционные и с применением растров.

2.1. Метод светового сечения заключается в следующем: пучок световых лучей, поступающих от источника света через узкую щель 3 (рис.1.1  а) шириной около 0,1 мм, направляется объективом 2 под углом a на контролируемую поверхность 1. Отражаясь от этой поверхности, лучи через объектив 5 переносят изображение щели в плоскость фокуса окуляра 6. Если контролируемая поверхность является идеально ровной, то в окуляре щель будет иметь вид светящейся прямой линии (обычно зеленого цвета). Если на поверхности имеется канавка, то в плоскости окуляра наблюдается искривленная светящаяся линия (рис.1.1 б).

Световое сечение при измерении  шероховатости

                               а                                                                 б         

Рисунок 1.1 а- Схема для определения шероховатости методом светового сечения, б- вид неровностей в окуляре.

При глубине канавки, равной Н, ее световое сечение b=H/sina, размер же светового сечения канавки в плоскости объектива b1 = b*Vx  (* -знак умножение), где Vхувеличение объектива микроскопа. Измерение b1 осуществляется с помощью окулярного микрометра, перекрестие которого перемещается на угол b=45° и при этом оценивается b2. Если пучок световых лучей направить на контрольную поверхность под углом a=45°, то b2 = b1/sin b = H/(sin a* sin b) * Vx, откуда Н = b2/(2*Vx).

2.2. Метод теневого сечения. Если на расстоянии 0,1 мм от контролируемой поверхности установить линейку 4 со скошенным ребром, то последнее срежет часть пучка света, и на контролируемой поверхности будет видна тень, отбрасываемая линейкой. Верхний край  тени, являющийся как бы лезвием ножа, отражает профиль изучаемой поверхности, который и рассматривают в микроскоп.

2.3. Микроинтерференционный метод реализуется с помощью приборов МИИ-4, МИИ-5, МИИ-15, МИИ-9, МИИ-10, предназначенных для лабораторных измерений параметров Rz и S и фотографирования микронеровностей чистых поверхностей с Rz = 0,03...1 мкм. Принцип устройства микроинтерферометра В.П. Линника – сочетание интерферометра Майкельсона с измерительным микроскопом, что позволяет в поле зрения микроскопа увеличенное в нужное число раз изображение интерференционной картины и измерять координатным методом вырисовывающиеся неровности с помощью обычного винтового окулярного микрометра. В местах выступов и впадин на исследуемой поверхности интерференционные полосы искривляются. Степень искривления полос и характеризует неровность поверхности. На рис.1.2 приведена интерферограмма поверхности, сфотографированная на МИИ.  

 Микроинтерференционный метод измерния шерохватости

Рис.1.2 – Схема искривления интерференционных полос

Каждая интерференционная полоса на ней представляет собой изображение полосы профиля поверхности. Высоты микронеровностей (мкм) определяют путем измерения искривления интерференционной полосы а по отношению к интервалу полос b (рис.1.3): R=a/b * L/2=0,275a/b (L - длина световой волны; наиболее часто L=0,55 мкм). В тех случаях, когда необходима определить и шаг неровностей, его подсчитывают по формуле S=2a tg (a/2), где a - угол профиля, измеряемый при помощи окулярного микровинта.

2.4. Растровый метод. Если на испытываемую поверхность наложить стеклянную пластинку, на которую нанесены с малым шагом штрихи (растровая сетка это система равноудалённых параллельных линий), при наклонном падении лучей отраженная растровая сетка накладывается на штрихи самой сетки и наблюдаются муаровые полосы. На основе этого явления предложена методика измерения высот неровностей поверхностей с помощью растрового микроскопа. Растровый измерительный микроскоп ОРИМ-1 предназначен для измерения высоты неровностей (от 0,4 до 40 мкм) наружных поверхностей деталей со следами обработки, имеющими определенное преимущественное направление.

2.5.  Щуповой метод измерения параметров шероховатости. При щуповом (контактном) методе измерения неровностей поверхности в качестве щупа используют остро заточенную иглу, поступательно перемещающуюся по определенной трассе относительно поверхности. Ось иглы располагают по нормали к поверхности. Опускаясь во впадины, а затем поднимаясь на выступы во время движения ощупывающей головки по испытуемой поверхности, игла колеблется относительно головки соответственно огибаемому профилю. Механические колебания иглы преобразуются, как правило, в электрические при помощи электромеханического преобразователя того или иного типа. Снятый с преобразователя полезный сигнал усиливают, а затем измеряют его параметры, характеризующие неровности исследуемой поверхности (профилометрирование, Профилометры ПМ12, ПМ2-100, ПМА-50Д, и др.), или записывают параметры профиля поверхности в заранее выбранных вертикальном и горизонтальном масштабах (профилографирование, Профилометры-профилографы ПМ2-100, ПМА-50Д, ПМ12 и др.).

2.6. Метод слепков. При оценке шероховатости поверхностей сложной формы и в случае трудного доступа к исследуемой поверхности применяют так называемый метод слепков, заключающийся в снятии копий (как правило, «негативных») поверхностей для последующего измерения по ним высоты неровностей. Неровности на слепках можно измерять как с помощью оптических, так и щуповых приборов . В частности, для этого используют приборы МИС-11, ПСС-2, ПМ12, ПМ2-100,  Материалы для изготовления слепков – легкоплавкие сплавы; воск; целлулоид; гипс; масляная гуттаперча; парафин; кинопленка, растворенная в ацетоне, и др. Наилучшим из них является масляно-гуттаперчевая масса.

3. Пример измерения параметра шероховатости Rz методом светового сечения на микроскопе МИС-11.

Двойной микроскоп МИС-11 (акад. В.П.Линника) представляет собой систему из двух микроскопов - осветительного (проектирующего) и наблюдения, оси которых составляют между собой угол 90°. Микроскоп предназначен для измерения высоты неровностей профиля Rz в пределах от 0,8 до 62,5 мкм.  Изображение профиля объективом микроскопа  проектируется в фокальную плоскость окуляра.



Оптическая схема микроскопа МИС-11

Рис. 3.1. Оптическая схема микроскопа МИС-11

Шероховатость поверхности на этом приборе измеряют по методу светового сечения: от источника света (рис. 3.1) пучок лучей направляют под некоторым углом через узкую щель S и объектив О1 на контролируемую поверхность Р. Встречая поверхность детали, полоска света отражается от поверхности и оставляет на ней след в виде ломаной линии, повторяющей профиль поверхности детали. Увеличенное изображение этой линии рассматривают в окуляр К, а при помощи винтового окулярного микрометра 6 (рис. 3.2.) измеряют величины искривления полосы. Зная коэффициент увеличения микроскопа, вычисляют высоту неровностей профиля поверхности детали.

 

Двойной микроскоп МИС-11

 

Рис. 3.2. Общий вид микроскопа МИС-11

Таблица 1. Техническая характеристика микроскопа 

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz, мкм Поле зрения окуляра К, мм Фокусное расстояние, мм Коэффициент Е
80...6,3 1,8 25,02 0,17
20..3,2 1,0 13,02 0,094
6,3...1,6 0,6 8,16 0,056
3,2...0,8 0,3 4,25 0,028

3.1. Порядок выполнения измерения шероховатости.

1. По образцам шероховатости определить на глаз высоту неровностей проверяемой поверхности.

2. Проверить соответствие фокусного расстояния установленных объективов измеряемой шероховатости поверхности по табл. 1.

3. Включить прибор через трансформатор в сеть.

4. Установить деталь на столе микроскопа так, чтобы следы обработки были

 

Измерение шероховатости оптическим методом

Рис. 3.3 Расположение детали под микроскопом:  1 – деталь; 2 – проекция световой щели

5. Осветить контролируемую поверхность детали настольной лампой.

6. При помощи винтов 3 и 4 (см. рис. 3.2) произвести фокусировку визуального микроскопа, при этом полоса четкой видимости поверхности должна быть в середине поля зрения окуляра.

7. Покачивая осветительный тубус винтом 7 (см. рис.3.2), добиться появления зеленой полосы в поле зрения окуляра и совместить ее с наиболее четким изображением поверхности.

8. Кольцом 2 (см. рис.3.2) добиться наименьшей толщины зеленой полосы.

9. На основании определенной на глаз высоты неровностей (см. п. 1 порядка выполнения работы) по ГОСТ 2789–73 найти базовую длину L – длину участка поверхности, на котором нужно определить параметр Rz.

Перемещая стол микровинтом 8 (см. рис. 3.2) на базовой длине L, выбрать пять характерных вершин и пять характерных впадин для измерения.

10. С помощью окулярного микрометра 6 (см. рис. 3.2) подводить горизонтально расположенную линию перекрестия окуляра к характерным выступам верхней границы зеленой полосы. Записать значения h1, h3, h5, h7, h9 (см. рис. 4).

11. Подвести также горизонтально расположенную линию перекрестия к характерным впадинам верхней границы зеленой полосы. Записать значения h2, h4, h6, h8, h10. Отсчет целой части величины h1 производят по шкале, видимой в поле зрения окуляра (см. рис. 4). Например, если двойная риска находится между цифрами 3 и 4, то следует читать три целых, а десятые и сотые доли отсчитывать по барабану микровинта окулярного микрометра 6, например, h1=3,5 и h2=3,98.

 


Схема замера высоты неровностей  методом светового сечения

Рис. 3.4. Схема замера высоты неровностей

 Величина шероховатости поверхности определяется как среднее арифметическое из пяти разностей отсчетов по вершинам и впадинам профиля поверхности детали, умноженное на цену деления, величина которой определяется увеличением объективов наблюдательного тубуса и окулярного микроскопа:

Rz= Е/2*{(h1-h2)+(h3-h4)+(h5-h6) + (h7-h8)+(h9-h10)}/5
где Е – обратная коэффициенту увеличения микроскопа величина (берется по табл. 1 в зависимости от фокусного расстояния установленного объектива).

                                                               

Перейти на главную страницу сайта

Измерение радиуса округления режущей кромки