Еталон шорсткості для калібровки контактних (щупових) приладів для вимірів шорсткості поверхні деталі

Реферат: Еталон шорсткості для калібровки контактних (щупових) приладів для виміру шорсткості поверхні деталі у вигляді прямокутного паралелепіпеда, на одній із поверхонь якого нанесені нерівності із визначеними значеннями шорсткості по параметру Ra. Нерівності нанесені на всій поверхні; значення шорсткості по параметру Ra знаходяться в інтервалі, в якому розташовані значення шорсткості по параметру Ra поверхні деталі, яка вимірюється; твердість співпадає з твердістю поверхні контрольованої деталі. UA 74152 U (54) ЕТАЛОН ШОРСТКОСТІ ДЛЯ КАЛІБРОВКИ КОНТАКТНИХ (ЩУПОВИХ) ПРИЛАДІВ ДЛЯ ВИМІРІВ ШОРСТКОСТІ ПОВЕРХНІ ДЕТАЛІ UA 74152 U UA 74152 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вимірюваної техніки, а саме до методів і засобів контролю шорсткості поверхні. Існують зразки шорсткості поверхні (зрівняння), які використовуються у вигляді наборів. Кожен із зразків набору виготовлений з матеріалу, який повинен відповідати матеріалу деталі, що контролюється, а робочі поверхні кожного із зразків мають шорсткість з номінальними значеннями шорсткості для різних способів механічної обробки [ГОСТ 9378-93. Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия. Киев, Гостстандарт Украины, 1998]. Недоліком зазначених зразків є суб'єктивність показників вимірювання та необхідність виготовлення великої кількості зразків для різних марок матеріалів та методів їх обробки. Найбільш близьким технічним рішенням до того, що замовляється є еталон шорсткості тип Д для калібровки приладів по параметру шорсткості Ra, який має форму прямокутного паралепіпеда, на одній із поверхонь якого нанесені ділянки нерівностей з відповідними значеннями параметрів шорсткості та схема, яка визначає послідовність, довжину та кількість вимірів [ГОСТ Р 8.651-2009. Приборы контактные (щуповые) для измерений шероховатости поверхности. Методика калибровки. М. Стандартинформ, 2009. База нормативной документации: www.complexdoc.m]. Недоліком цього еталона шорсткості є його складність, малий термін служби, незручність користування при калiбровці контактних (щупових) приладів, невизначеність калібровки із-за невідповідності твердості, і як наслідок шорсткості еталона і вимірюваної поверхні деталі, а також незбіганне значення інтервалу шорсткості по параметру Ra, яка нанесена на еталоні шорсткості і використана для калібровки контактного (щупового) приладу, зі значенням шорсткості по параметру Ra, яка контролюється на поверхні деталі цим приладом. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому еталоні шорсткості для калібровки контактних (щупових) приборів для виміру шорсткості поверхні деталі у вигляді прямокутного паралепіпеда, на одній із поверхонь якого нанесені нерівності із визначеними значеннями шорсткості по параметру Ra на всій поверхні; значення шорсткості по параметру Ra знаходяться в інтервалі, в якому розташовані значення шорсткості по параметру Ra поверхні деталі, яка вимірюється; а його твердість співпадає з твердістю поверхні деталі, що контролюється. Технічний результат від застосування запропонованого еталона шорсткості в технологічних цілях полягає в тому, що мається необмежена можливість виготовлення еталонів шорсткості із зношених плоско-паралельних кінцевих мір довжини, спрощується його виготовлення та використання під час калібровки, а також підвищується достовірність вимірів відкаліброваним приладом шорсткості поверхні деталі, яка механічно оброблена. Суть еталона шорсткості пояснюється кресленням. Зображений на кресленні еталон шорсткості має вигляд прямокутного паралепіпеда, 1 еталона поверхонь з нанесеним на неї рельєфом, 1 - довжина та b - ширина вимірюваної еталонної поверхні. Рельєф нерівностей виготовлений на еталонній поверхні 1 шириною b упродовж всієї довжини L, що спрощує її нанесення механічною обробкою з витримкою визначених значень шорсткості по параметру Ra в порівнянні з нанесенням рельєфу у вигляді окремих ділянок. А виконання калібровки контактного приладу ощупуванням суцільної поверхні більш зручно у порівнянні з окремими ділянками. Тому еталон шорсткості, що з'являється, є більш технологічним як при виготовленні, так і при використанні. Виготовлення еталонів шорсткості із зношених плоскопаралельних кінцевих мір довжини знижує їх вартість тому, що плоскопаралельні кінцеві міри довжини широко використовуються у високотехнологічному машинобудуванні для метрологічних і технологічних цілей, але термін їх експлуатації складає всього 2-4 роки. Вони виготовляються із хромованих (дефіцитних) сталей (ХГ, ШХ15,Х), мають твердість на поверхні HRC 62 та стабільність лінійних розмірів. [Конструкции, расчет и эксплуатация измерительных инструментов и приборов. Ю.Г. Городецкий М. Машиностроение, 1976 - С. 56]. Стабільність рельєфу нерівностей, можливість термообробки плоскопаралельних кінцевих мір довжини до твердості конкретної поверхні деталі, що вимірюється, та східність матеріалів еталона шорсткості і деталей (наприклад, в газотурбобудуванні широко використовують хромисті сталі) збільшує вірогідність калібровки контактного приладу, запропонованим еталоном шорсткості. Крім того, рельєф поверхні, нанесений у вузькому діапазоні по параметру Ra на еталоні шорсткості, забезпечує калібровку в вузькому діапазоні приладу, а чим вужче діапазон калібровки приладу, тим вище точність вимірів при контролі шорсткості поверхні деталі. 1 UA 74152 U 5 10 15 20 25 30 35 Таким чином технологічність виготовлення та калібровки еталона шорсткості із зношених плоскопаралельних кінцевих мір довжини значно знижують його вартість, а калібровка контактного приладу, запропонованим еталоном шорсткості підвищує достовірність вимірів шорсткості поверхні деталі, що контролюється. Еталон шорсткості для калібровки контактних (щупових) приладів для виміру шорсткості поверхні деталі працює так: еталон шорсткості встановлюється еталонною поверхнею 1 до верху, ощупування шорсткості еталонної поверхні 1 здійснюється переміщенням голки контактного (щупового) приладу вздовж довжини L еталона шорсткості. Для підтвердження можливості працездатності запропонованого еталона шорсткості при виконанні міжопераційного та кінцевого контролю деталей газотурбобудування була виготовлена дослідницька партія еталонів шорсткості, які мали значення шорсткості по параметру Ra в діапазонах: 1.25-0.8 мкм; 0.63-0.40 мкм; 0.32-0.20 мкм та 0.16-0.10 мкм. Вони були калібровані робочим еталоном (профілографом - профілометром 1-го розряду) і мали границі допустимих відносних похибок в інтервалі 5.2-9.7 %. Цими еталонами шорсткості була виконана калібровка профілографа - профілометра моделі 252, який використовується, як робочий засіб контролю шорсткості поверхонь деталей по параметру Ra. Значення границі допустимих відносних похибок =11-23.5 %, що відповідає вимогам державної перевірочної схеми для засобів вимірювання шорсткості [ДСТУ 5017:2008. Державна перевірочна схема для засобів вимірювання параметрів шорсткості Ra, Rmax і Rz в діапазоні 0.025÷1600 мкм. К. Держстандарт України, 2009]. Використання запропонованого еталона шорсткості для калібровки контактних (щупових) приборів для виміру шорсткості поверхні деталі забезпечує у порівнянні із існуючими наступні переваги: - підвищення технологічності та зменшення вартості виготовлення; - зручність калібровки приладів; - забезпечення, достовірность виміру шорсткості по параметру Ra; - поверхонь деталі при виконанні міжопераційного та кінцевого контролю в технологічному процесі механічної обробки цієї деталі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Еталон шорсткості для калібровки контактних (щупових) приладів для виміру шорсткості поверхні деталі у вигляді прямокутного паралелепіпеда, на одній із поверхонь якого нанесені нерівності із визначеними значеннями шорсткості по параметру Ra, який відрізняється тим, що нерівності нанесені на всій поверхні; значення шорсткості по параметру Ra знаходяться в інтервалі, в якому розташовані значення шорсткості по параметру Ra поверхні деталі, яка вимірюється; твердість співпадає з твердістю поверхні контрольованої деталі. 2. Еталон шорсткості за п. 1, який відрізняється тим, що він виготовляється із зношених плоскопаралельних кінцевих мір довжини, матеріалом яких є хромиста сталь. 2 UA 74152 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3