Контроль процессов полирования путем измерения шероховатости поверхности в соответствии с требованиями стандартов ISO 25178/ISO 4288 +7 (495) 223-18-03

г. Москва
 
   Главная | Выставки | Статьи | Каталоги | Склад | Новости | Партнеры | Услуги | Контакты

Оборудование (по алфавиту)
Анализаторы катализаторов
Анализаторы волокон и порошков
Анализаторы пены
Анализаторы полимеров
Анализаторы размера частиц
Биореакторы и ферментёры
Диспергаторы лабораторные
Испарители роторные
Калориметры (выделяемое тепло)
Камеры испытательные Liebisch
Камеры климатические CTS
Камеры низкотемпературные
Клапаны Sitec
Колонны ректификационные
Мельницы лабораторные
Мешалки лабораторные
Насосы лабораторные
Печи лабораторные
Реакторы металлические
Реакторы проточные Syrris
Реакторы стеклянные
Реометры порошков
Стерилизаторы паровые CertoClav
Сушки лабораторные
Тензиометры KRUSS
Теплообменники
Термостаты HUBER
Тестеры фармпрепаратов
Фильтры лабораторные
Флэш-хроматографы Teledyne
Центрифуги фильтрующие
Шкафы и инкубаторы Memmert
Шланги лабораторные
Эксикаторы и перчаточные боксы
Галерея реакторов и фильтров




mistakes




Контроль процессов полирования путем измерения шероховатости поверхности в соответствии с требованиями стандартов ISO 25178/ISO 4288

Каталоги и брошюры KRUSS  Статьи по поверхностным явлениям
Лабораторное оборудование >> тензиометры, приборы краевого угла >> Контроль процессов полирования путем измерения шероховатости поверхности в соответствии с требованиями стандартов ISO 25178/ISO 4288

Соотношение зернистости и стандартных параметров шероховатости с помощью анализатора шероховатости поверхности - SRA

Помимо размеров и углов на технических чертежах указывают шероховатость поверхностей заготовки. В плане механических (трение, сопротивление потоку) и химико-физических свойств (подверженность коррозии, смачиваемость, адгезия) данное свойство играет определяющую роль. В стандарте ISO 4288 и, в частности, в стандарте ISO 25178 приведены различные методы измерений шероховатости. Среди наиболее значимых можно выделить метод трёхмерного оптического анализа шероховатости с применением средств конфокальной микроскопии.

В целях настоящего отчета был смоделирован процесс полирования на станке с использованием мелкозернистой наждачной бумаги. Цель данной работы - демонстрация возможностей применения анализатора шероховатости поверхности (SRA) с конфокальным микроскопом для измерения шероховатости в соответствии с нормативными требованиями и установления корреляции указанных параметров с зернистостью. На практике подобные корреляции применяют для проверки и оптимизации процессов полирования, а также иных этапов обработки поверхности с учетом шероховатости.

Полировка кузовных деталей автомобиля

Общие сведения

Зачастую механическую обработку поверхности проводят для получения максимальной чистоты. Однако уровень шероховатости или текстура заготовки зависит от ее предполагаемого использования. Конфокальная микроскопия является идеальным методом проверки качества указанных текстур поверхности, поскольку она позволяет получать трехмерное изображение профиля поверхности, в связи с чем можно регистрировать не только общие параметры шероховатости, но и ее возможную зависимость от направления. Кроме того, благодаря широкому диапазону разрешения система регистрирует различные размеры неровностей, т. е. дает возможность измерения шероховатости поверхности, а также ее волнистости или формы. Таким образом, применение таких конфокальных микроскопов, как Анализатор шероховатости поверхности (SRA) обеспечивает широкий спектр возможностей для точного контроля соответствия требованиям к шероховатости, структуры или точности форм рабочих поверхностей.

Еще одно преимущество конфокальной микроскопии заключается в бесконтактном характере данного метода измерения. Таким образом, можно говорить о возможности его включения в системы контроля качества.

Данные настоящего Отчета получены в ходе простого процесса полирования, выполненного для демонстрации того, каким образом полученные с помощью SRA показатели шероховатости можно соотнести с технологическими параметрами (в данном примере – с зернистостью).

Экспериментальная часть

Исследуемые поверхности

Объектами исследования послужили поверхности четырех листов из нержавеющей стали после сухой абразивной обработки с использованием наждачной бумаги разной зернистости длительностью 5 минут.

Номер образца
Зернистость
1
500
2
1000
3
1500
4
2000

 

Анализ шероховатости

Анализ текстуры поверхности проводился с помощью анализатора шероховатости поверхности KRUSS (SRA) и программного обеспечения ITOM. Измерение проводилось с объективом 20Х, в поле измерения размером 1,96 х 1,76 мм, при высоте 27 мкм. В соответствии со стандартами ISO 25178 и ISO 4288 установлен фильтр 0,25 мм для исключения возможных неровностей более высокого порядка ("отсечение волнистости"; ?c) и расчета параметров шероховатости как по длине, так и по площади.

Результаты

Для оценки процесса полирования и определения необходимых технологических этапов производится сравнение шероховатости поверхности на основе среднего арифметического высот по длине и по площади (Ra, Sa), а также среднеквадратичного значения высоты (Rq, Sq) поверхности у разных образцов. У взятого в качестве модели производственного процесса расчетное заданное значение Ra составляет 0,09 мкм. На основании результатов измерений необходимо определить зернистость, при которой возможно получение указанного значения.

На рис. 1 приведены примеры трехмерного представления измеренной топологии образца с наибольшей шероховатостью (образец 1) и второй по величине шероховатостью (образец 2). О различиях можно судить уже даже по разной насыщенности цветов на цифровых моделях.

Цифровая модель поверхности образца 1

 

Цифровая модель поверхности образца 2
Рис. 1: Цифровые модели поверхностей образцов 1 и 2

Для определения линейной шероховатости Ra и Rq программное обеспечение itom берет на измеряемой поверхности 5 точек и вычисляет шероховатость вдоль указанных профилей. На рисунках 2 и 3 показаны выбранные точки измерений и соответствующие профили шероховатости у образца 1.

Выбор точек замеров для определения линейной шероховатости образца 1
Рис. 2: Выбор точек замеров для определения линейной шероховатости образца 1
Профили шероховатости вдоль точек замеров образца 1
Рисунок 3: профили шероховатости вдоль точек замеров образца 1
Для получения максимально достоверных сведений о чистоте поверхности была также измерена шероховатость по площади Sa и Sq. Для усреднения локальных различий для целей расчета учитывалось поле измерений целиком. На рис. 4 показан участок поверхности, подлежащей измерению программным способом.

Выбор площади поверхности, по которой будет проводиться измерение шероховатости Sa и Sq образца 1

Рис. 4: Выбор площади поверхности, по которой будет проводиться измерение шероховатости Sa и Sq образца 1

На рис. 5 указаны параметры шероховатости Ra, Rq, Sa и Sq в зависимости от зернистости наждачной бумаги. На рисунке видно, что значение Ra 0,09 мкм, указанное в нашем технологическом процессе (для примера), уже не подходит под зернистость 1000, и что для соблюдения требований обработка бумагой еще меньшей зернистости не требуется.

График зависимости параметров шероховатости от зернистости наждачной бумаги
Рис. 5: График зависимости параметров шероховатости от зернистости наждачной бумаги

Параметры шероховатости у последних двух поверхностей практически одинаковы, так как измерения у этих образцов проводились с предельным разрешением. Для более качественной дифференциации подобных гладких поверхностей измерения можно проводить с помощью объектива 100Х.

Резюме

Измерение шероховатости поверхности имеет большое значение при проверке чистоты обработки поверхностей и инструментов, используемых в процессе механической обработки. Анализатор шероховатости поверхности KRUSS - SRA, действие которого основано на принципе конфокальной микроскопии, позволяет определить параметры шероховатости для процесса полирования листов из нержавеющей стали (60 секунд на каждый образец) в соответствии со стандартами ISO 4288 и 25178. Согласно результатам измерений, при использовании наждачной бумаги со вторым по величине значением зернистости показатель шероховатости Ra – уже ниже заданного ранее максимального значения. Соответственно, в представленном примере дальнейшие этапы обработки бумагой меньшей зернистости можно исключить.




Это интересно...
Анализаторы волокон и порошков
Камеры испытательные Liebisch
Камеры климатические CTS
Загрузить
Каталог Оборудование для лаборатории и производства. Сводный каталог. 4.19 МВ
Брошюра Испытательное оборудование 2.0 МВ
 Создание сайта — Вячеслав Курашенко
© 2008-2020 Tirit.org - ООО | Карта сайта