Разработка методологии теоретико-экспериментальных исследований процессов нестационарного резания на базе попутного тангенциального точения, страница 10

.                                     ( 3.33)

Поэтому, учитывая малость углов, погрешность  определяется выражением (при ):

.                                                                                        ( 3.34)

С другой стороны, при  погрешность  можно определить из выражения:

                                                     ( 3.35)

Таким образом, погрешностью определения правой границы можно пренебречь.

Оценим погрешность метода для случая измерения радиуса r = 20 мкм при увеличении x1000 линейкой с ценой деления 1 мм при допустимом угле  и локальном угле микрорельефа рад. Тогда ширина полосы на экране будет равна 20 мм. Инструментальную погрешность линейки принимаем равной мм. Тогда составляющие относительные погрешности равны:

;

;

и суммарная погрешность метода измерения равна:

 

или

.

Таким образом, проведенный расчет показал, что наибольшую погрешность вносят нестабильность параметров электронного микроскопа и неточность определения границы начала радиуса округления. Необходимо отметить, что реальная погрешность будет приближаться к 5% поскольку всегда найдется неровность, локальный угол которой значительно больше 30°.

Для проверки повторяемости результатов измерений было 10 раз выполнено измерение радиуса округления одной и той же части РК. Одна из фотографий представлена на рисунке 3.18. По результатам измерений средняя величина радиуса округления составила  мкм, а среднее квадратичное отклонение мкм, что соответствует относительной погрешности измерений около 7%.

Таким образом, разработанная методика позволяет измерить радиус округления РК по всей ее длине, а также проконтролировать качество РК и выбрать ее дефектные участки, содержащие сколы и др. дефекты. Погрешность измерения вполне приемлема для оценки рассматриваемого параметра с целью изучения его влияния на механику процесса ТТ

1.7  Методика определения параметров качества обработанной поверхности

Качество поверхности является комплексным понятием, включающим точность размеров и профиля (макрогеометрия), шероховатость обработанной поверхности (микрогеометрия) и ее физико-химико-механическое состояние, одним из показателей которого является твердость поверхностного слоя, характеризующая степень деформационного упрочнения в процессе обработки. Эти параметры зависят от множества технологических факторов и прежде всего от режимов обработки, состояния инструмента, жесткости системы СПИД и др.

Точность формы оценивали величиной отклонения от круглости (некруглость) по круглограммам на диаграммном диске (рис. 3.20), полученным на кругломере мод. 298. Прибор позволяет проверять наружные цилиндрические поверхности диаметром от 0.5 до 300 мм и внутренние от 3 до 300 мм при высоте детали до 350 мм. Радиальный профиль сечения детали, образованный при тангенциальном точении, является не окружностью, а кривой неправильной формы, т.е. при отклонении от круглости расстояние от центра сечения до этой кривой будет величиной переменной. Конечным результатом измерения является запись этой переменной величины на диаграммном диске. Круглограмма – колебания величины радиуса контролируемой поверхности. Величина отклонения от круглости оценивалась по ГОСТ 24643-81.

Измерительное усилие щупа регулируется в пределах от 0 до 12 Н. Скорость вращения шпинделя при центрировании составляет 15 об/мин, при записи -  1.5 об/мин. Увеличение прибора переменное и изменяется ступенчато от 125 до 10000. Ширина поля записи равна 30 мм. Прибор позволяет записывать до 240 неровностей в пределах окружности. С помощью электрических фильтров можно записывать неровности в диапазонах от 1 до 14 и от 15 до 240.Погрешность прибора при проверке по образцовому стеклянному сферическому калибру составляет не более 0,1 мкм.

Измерение высоты микронеровностей и обработка результатов осуществлялись по специально разработанной (оригинальной) методике. Измерения производились бесконтактным методом на растровом электронном микроскопе РЭМ-100У с увеличением 400-600 раз. Истинные значения высоты микронеровностей определялись путем сравнения результатов измерений неровностей на снимках участков поверхности контролируемых и эталонного образцов, полученных контактным методом фотопечати (рис. 3.21,б).

Большая глубина фокуса, присущая растровому микроскопу, позволяет осуществить стереонаблюдение трехмерных объектов. Существуют приспособления, с помощью которых можно реализовать эту особенность прибора и получить количественные характеристики топографии поверхности. Таким приспособлением в РЭМ-100У является приспособление для Y- модуляции. При Y- модуляции пучок на экране ЭЛТ отклоняется в вертикальном направлении (Y) от нулевого положения на величину, пропорциональную интенсивности сигнала. Таким образом, изображение строится из ряда линий, вычерченных с помощью Y- модуляции, а не модуляцией от интенсивностей. Это преобразование создает значительную дисторсию изображения, так как вертикальное отклонение является функцией положения на растре и интенсивности сигнала, что позволяет получать количественное значение шероховатости образцов, предварительно градуируя (при одном и том же увеличении) высоты выступов и впадин по эталонным образцам с известной шероховатостью. В качестве эталона, позволяющего определить истинное увеличение микроскопа, использовался тест – объект, представляющий собой решетку электролитической сетки с перемычками размером 0,0094 мм (рис. 3.21,а).

При фотографировании изображения исследуемого участка экспонирование на фотопленку с экрана видеоконтрольного устройства прерывалось, когда развертка на экране еще не доходила до его границы.