Разработка измерительной системы для контроля шероховатости. Щуповые методы измерения шероховатости (контактные)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный

технический университет»

ИКПМТО

Кафедра ТМ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине «Методы и средства измерений,

 испытаний и контроля»

Разработка измерительной системы для контроля

шероховатости

Студент группы 6МС                                                          

Руководитель проекта                                                         

Н. контр.                                                                              

2010

Содержание

Введение…………………………………………………………………… 3

1 Методы и средства измерения шероховатости……………………….                                                       4

1.1  Измеряемая величина………………………………………………                     4

1.2  Образцы шероховатости…………………………………………..                 7

1.3  Щуповые методы измерения шероховатости (контактные)…….                                                                            8

1.4  Оптические методы измерения шероховатости………………….                                                     9

1.4.1Микроинтерференционный метод……………………………                                            10

1.4.2 Методы светового и теневого сечения……………………….                                                11

1.4.3 Растровый метод……………………………………………….                13

1.5  Выбор предпочтительного метода………………………………..                                            15

2  Устройство и работа измерительной системы………………………..                                                          17

2.1  Структурная схема измерительного средства…………………...                                                            17

2.2  Принцип действия…………………………………………………..              19

3  Методика обработки результатов измерений………………………..                                                      21

3.1  Подготовка к работе………………………………………………..                      21

3.2  Порядок работы…………………………………………………….              21

3.3  Методика обработки результатов измерений……………………                                                        21

Список использованных источников……………………………………..                                       23

Приложение А Паспорт измерительной системы……………………….                                                                 24

Приложение Б Руководство по эксплуатации……………………………                                                 30

 

Под измерением понимается нахождение опытным путем значения физической величины, т.е. нахождение его оценки в виде некоторого числа принятых для данной величины единиц.

Измерения - один из важнейших путей познания природы человеком. Оин играют основную роль в современном обществе. Наука, техника и промышленность не могут существовать без них. Каждую секунду в мире производятся многие миллиарды измерительных операций, результаты которых используются для обеспечения надлежащего качества и технического уровня выпускаемой продукции, обеспечения безопасной и безаварийной работы транспорта, для медицинских и экологических диагнозов и других важных целей.

Внедрение прогрессивных автоматических методов внедрения технологских процессов повышает требования к точности измерения отдельных параметров. Одновременно с этим неизбежное усложнение процессов производства заставляет существенно расширять пределы измерения в новых, более сложных условиях.

Теперь широко используются цифровые приборы на базе микропроцессоров. Эти приборы за редким исключением, гораздо надёжнее аналоговых, но сложнее в эксплуатации.

Однако более сложные приборы требуют соответственно более сложно-испытательного оборудования, а также создания более сложных новых гапов контрольной аппаратуры.

Точность измерений, полученная при использовании цифровых измерительных приборов не ограничивается точностью электромеханических измерительных устройств или разрешающей способностью, с которой наблюдатель считывает показания прибора. Вместо этого точность полностью определяется измерительными цепями прибора, а это означает, что можно получнтъ более высокую точность.

1.1 Измеряемая величина

Геометрические характеристики качества поверхности показаны на рис.1.1 в порядке уменьшения их абсолютных величин: отклонения формы (макронеровности); волнистость; шероховатость (микронеровности). Критерием дляих разграничения служит отношение шага S к высоте неровностей R.

Рисунок 1.1 – Геометрические характеристики качества поверхности

Шероховатость поверхности — совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Возникает главным образом вследствие пластической деформации поверхностного слоя заготовки при её обработке из-за неровностей режущих кромок инструмента, трения, вырывания частиц материала с поверхности заготовки, вибрации заготовки и инструмента и т.п.

Шероховатость поверхности - важный показатель в технической характеристике изделия, влияющий на эксплуатационные свойства деталей и узлов машин - износостойкость трущихся поверхностей, усталостную прочность, коррозионную устойчивость, сохранение натяга при неподвижных посадках и т.п.

Требования к шероховатость поверхности устанавливают, исходя из функционального назначения поверхностей деталей и их конструктивных особенностей. В современном производстве длительное время применяли систему, харак теризующую чистоту поверхности с соответствующими ей классами; новая система (введена с 1 января 1975) отменяет использовавшиеся ранее классы чистоты.

Расширенный комплекс параметров новой системы способствует установлению обоснованных требований для поверхностей различного эксплуатационного назначения. При определении числовых значений шероховатость поверхности отсчёт производят от единой базы, за которую принята средняя линия профиля т (рис. 1.2). Измерения производят в пределах базовой длины l, т. е. длины участка поверхности, выбранного для измерения шероховатости поверхности без учёта других видов неровностей (например, волнистости), имеющих шаг более l. Числовые значения базовой длины выбирают из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25 мм.

— базовая длина; — средняя линия профиля; — средний шаг неровностей профиля; — средний шаг местных выступов профиля; — отклонение пяти наибольших максимумов профиля; — отклонение пяти наибольших минимумов профиля; — расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов до линии параллельной средней и не пересекающей профиль; — расстояние от низших точек пяти наибольших минимумов до линии параллельной средней и не пересекающей профиль; — наибольшая высота профиля; — отклонения профиля от линии ; — уровень сечения профиля; — длина отрезков, отсекаемых на уровне

Рисунок 1.2 - Нормальный профиль и параметры шероховатости поверхности

Количественно шероховатость поверхности оценивают следующими основными параметрами (одним или несколькими):

Высотными:

- средним арифметическим отклонением профиля R_a,

-высотой неровностей профиля по 10 точкам R_z,

- наибольшей высотой неровностей профиля R_тах,

Шаговыми:

- средним шагом неровностей S_m,

,

- средним шагом неровностей по вершинам S,

,

Опорным:

- относительной опорной длиной профиля t_p, где p — значения уровня