Требования к шероховатости поверхности, как правило, устанавливаются путем указания параметра шероховатости (одного или нескольких) из перечня значений выбранных параметров и базовых длин, на которых происходит определение параметров.
При необходимости дополнительно к параметрам шероховатости поверхности устанавливаются требования к направлению неровностей поверхности, к способу или последовательности способов получения (обработки) поверхности.
Для номинальных числовых значений параметров шероховатости устанавливаются допустимые предельные отклонения.
Допускается устанавливать требования к шероховатости отдельных участков поверхности (например, участкам поверхности, заключенным между порами крупнопористого материала, к участкам поверхности срезов, имеющих существенно отличающиеся неровности).
Требования к шероховатости поверхности отдельных участков одной поверхности могут быть различными. Сечение поверхности, перпендикулярной к ней плоскостью, дает представление о профиле её рельефа: о количестве, форме и величине выступов и впадин неровностей (рис. 1).
Рисунок 1. Профиль шероховатости поверхности и его характеристики
Практически высота выступов и впадин микронеровностей поверхности находится в пределах от 0,08 до 500 мкм и более.
Требования к шероховатости поверхности не включают требования к дефектам поверхности, поэтому при контроле шероховатости поверхности влияние дефектов поверхности должно быть исключено. При необходимости требования к дефектам поверхности должны быть установлены отдельно.
Для измерения шероховатости, в частности, может использоваться двойной микроскоп В. П. Линника, представленный на рисунке 2. Прибор состоит из двух частей: микроскопа А для освещения исследуемой поверхности, микроскопа Б для наблюдения и измерения профиля поверхности [2]. Оси обеих частей микроскопа, наклоненные под углом 45° к исследуемой поверхности, пересекаются между собой в предметной точке объективов.
В плоскости изображения объектива 3 микроскопа А перпендикулярно плоскости оси микроскопа расположена щель 2, освещаемая источником света 1. Объектив 3 дает уменьшенное изображение, а щели 2 на проверяемой плоскости Р - в виде узкой светящейся линии. При отсутствии на участке поверхности Р микронеровностей объектив 4 микроскопа Б в плоскости сетки окуляра 5 даст изображение, а 2 - той же узкой светящейся линии, а также изображение близлежащего участка исследуемой поверхности.
При том же расположении микроскопов А и Б при наличии микронеровностей h часть пучка света, отраженная от участка поверхности P 1, при наблюдении будет казаться выходящей из точки a 1 или из точки а 1 поверхности Р 1, расположенной на расстоянии 2h ниже поверхности Р. Тогда изображение точки из на сетке окуляра 5 будет на расстоянии h от оси микроскопа Б, равном h = 2xh sin 45°, где х - увеличение объектива 4.
Для измерений высоты неровностей в микроскопе Б установлен окулярный микрометр. Двойной микроскоп В. П. Линника позволяет также фотографировать исследуемую поверхность с высотой неровностей 0,9...60 мкм.
Рисунок 2. Двойной микроскоп Линника
Предлагаемый в работе [3] метод псевдоцветового кодирования изображений основан на том, что большая часть любой информации, в том числе результаты микроскопических исследований, оценивается визуально, а контрастная чувствительность глаза к изменениям цвета на два порядка превышает чувствительность глаза к изменениям интенсивности.
Экспериментальная установка была собрана на базе микроскопа МБУ-4 с использованием стандартных объективов [4]. В качестве окуляра была использована USB - видеокамера. В качестве светофильтров использовались СЗС-22 и КС-11. Оптимальность их сочетания на практике доказана в работе [5].
|
|
|
Рисунок 3. Оптическая схема устройства |
Оптическая схема устройства представлена на рисунке 3 и содержит: 1 - объектив; 2 - анализируемое изображение; 3, 5 - источники излучения; 4, 6 - коллимирующие объективы, 7, 8 - светофильтры.
Используя в качестве осветителей светодиоды, нами была собрана установка, оптическая схема которой представлена на рисунке 4, позволившая применить выше указанные принципы и для контроля непрозрачных материалов. Принципиальным отличием предлагаемой установки от прибора, представленного на рисунке 2, является то, что используются 2 подсветки рассматриваемого объекта. При этом практически установлено, что оптимальным является сочетание светодиодов «синего» и «красного» цветов.
|
|
|
Рисунок 4. Принципиальная схема установки |
На рисунке 4 обозначены: 1 - стол микроскопа; 2 - рассматриваемый образец шероховатости; 3 - синий светодиод, 4 - красный светодиод; 5 - объектив микроскопа, 6- окуляр микроскопа.
На рисунке 5 представлено псевдоцветное изображение образца шероховатости поверхности.
|
|
|
Рисунок 5. Псевдоцветовое изображение образца шероховатости поверхности |
В качестве образца использована эталонная поверхность после операции доводка с эталонной шероховатостью Rz=0,1. На рисунке видны местные дефекты данной поверхности.
Вывод:
Предложенный в статье способ повышения контраста и информативности непрозрачных объектов на примере образца шероховатости поверхности после операции «доводка» может быть использован на предприятиях и в организациях, изготавливающих (эксплуатирующих) данные образцы.
Рецензенты:
Воронин М.Я., д.т.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия», г. Новосибирск.
Савелькаев С.В., д.т.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия», г. Новосибирск.