CC BY
9
Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»
УДК 621.9.015
АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ
М. С. Коваленко Научный руководитель - Н. В. Захарова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: kovalenko-marish@mail.ru
Рассматриваются методы контроля шероховатости винтовой поверхности, значимость методов контроля шероховатости и их актуальность.
Ключевые слова: шероховатость поверхности, винтовая поверхность, методы контроля шероховатости винтовой поверхности.
ANALYSIS OF METHODS OF CONTROL OF ROUGHNESS OF THE SCREW SURFACE
M. S. Kovalenko Scientific Supervisor - N. V. Zakharova
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: kovalenko-marish@mail.ru
Discusses methods to control the roughness of the screw surface, the importance of methods for control of roughness and their relevance.
Keywords: the roughness of the surface, helical surface, controls the roughness of the screw surface.
Давно известно, что качество поверхности важно и в производстве, и в эксплуатации. Измерение шероховатости винтовой поверхности является сложным процессом, зависящим от многих факторов. Погрешность измерений и особенно сходимость результата измерений одной поверхности в разных условиях и различными приборами зависит от понимания влияющих факторов и соблюдения правил выполнения измерений. Некоторые свойства могут быть определены без использования измерительных приборов [1]. Ранее ограничивались визуальным осмотром и тактильным анализом поверхности. Но недостаток такого подхода состоит в субъективной оценке качества поверхности.
Измерением и характеризацией профиля поверхности так же не всегда можно однозначно определить истинную природу элемента рельефа и, следовательно, его влияние на функциональность поверхности. С параметрами характеризации профиля можно сопоставлять лишь те параметры трехмерной текстуры поверхности, которые имеют прямой «профильный» эквивалент, например, среднеквадратичные параметры высоты поверхности Rq и Sq. Обратным примером является аспектное отношение трехмерной текстуры поверхности Str, не имеющее профильного аналога. Параметры характеризации трехмерной текстуры поверхности, описывающие экстремумы поверхности (например, параметр максимальной высоты пиков, Sp), обычно имеют большие значения, чем их профильные эквиваленты вследствие того, что пики и долины, отображенные на профиле, не являются реальными экстремумами (т.е. профиль обычно не проходит по вершинам холмов и впадинам долов [2].
Существует четыре основных метода для осуществления контроля параметров шероховатости винтовых поверхностей изделия:
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 2
1. Сравнительный бесконтактный метод.
2. Механический контактный метод.
3. Оптический метод.
4 Метод слепков.
Эти методы базируются на системе стандартов на шероховатость поверхности, фактически унаследованная от СССР. В последние десятилетия активно ведутся исследования по разработке национальных стандартов, эталонов и средств измерения шероховатости поверхности на основе ее трехмерного анализа. В последнее время получают развитие топографические (трехмерные-3D) методы измерений шероховатости поверхности. Применение указанных методов позволяет решать многочисленны задачи, возникающие в области измерений параметров шероховатости:
- измерение поверхностей, образованных традиционными методами обработки;
- измерение поверхностей, выполненных традиционными методами, но со специальными требованиями (слишком короткие, слишком длинные, труднодоступные и т.д.);
- измерение очень чистых или слишком грубых поверхностей;
- измерение многопрофильных, многоцелевых поверхностей;
- одновременное измерение формы, волнистости и шероховатости;
- измерение пористых поверхностей (чугуна, металлокерамики, керамики);
- измерение на острых кромках;
- измерение на криволинейных поверхностях;
- измерение труднодоступных и винтовых поверхностей.
С 2013 года в лабораториях начаты работы по переходу на трехмерную оценку шероховатости поверхности. Для этого разрабатывается программный комплекс, получивший рабочее название «3D-шер» [3].
С развитием техники и технологии появляется необходимость более полной и разносторонней оценки и описания микрогеометрии поверхности. Шесть показателей качества, нормируемые ГОСТ 2789-73 уже не могут описать всю микрогеометрию поверхности и, следовательно, её функциональные свойства (российский стандарт не пересматривался 40 лет). Следовательно, в отечественной науке существует необходимость в том, чтобы пересмотреть ранее принятые профильные параметры оценки, регламентировать новые показатели, описывающие микрогеометрию.
При выборе метода контроля шероховатости винтовой поверхности необходимо учитывать стоимость метода, доступность поверхности, требуемая точности и др. На данном этапе развития оптимальным методом для контроля винтовой поверхности, является метод слепка для единичного производства и топографический (трехмерные-3D) метод в серийном или крупносерийном производстве. Ключевые принципы выбора средств измерения для неровностей поверхности совпадают с основными принципами выбора других размерных параметров в машиностроении: стоимость измерений и ее трудоемкость должна быть как можно ниже, обеспечивающая максимально высокие показатели производительности труда, а точность измерительного инструмента должна превышать заданную точности величины неровностей поверхности.
Библиографические ссылки
1. Табенкин А. Н., Тарасов С. Б., Степанов С.Н. Шероховатость, волнистость, профиль. Международный опыт/ под ред. Канд. Тех. Наук Н. А. Табачниковой. СПб. 2007, 69 с.
2. Анализ международной практики профильной и трехмерной оценки шероховатости поверхности [Электронный ресурс] URL: http://pnu.edu.ru/media/ejournal/artides-2013/TGU_4_199.pdf (Дата обращения 1.04.2017).
3. Качество деталей и текстура поверхности [Электронный ресурс] URL: http://www.mmf.spbstu.ru/mese/2014/210.pdf (Дата обращения 29.03.2017).
© Коваленко М. С., 2017
