Что такое профилометр
Профилометр измеряет текстуру, которую оставляет после себя механообработка. Чертёж требует её числом Ra рядом с обозначением поверхности; именно прибор превращает это обозначение в число, которое можно записать и о котором можно спорить. Трассировка короткая - миллиметры, а не метры, - и её обычно ведут по готовой детали, а не по образцу, потому что отделка является свойством конкретной детали, а не процесса вообще.
Число зависит от настроек не меньше, чем от поверхности. Щуповой прибор отделяет шероховатость от лежащей под ней волнистости фильтром, у которого отсечка равна базовой длине, и Ra, вычисленное при одной отсечке, - не то же число, что Ra, вычисленное при другой на той же поверхности. Набор параметров тоже не универсален: одно и то же семейство стандартов определяет Rz в разных редакциях по-разному, поэтому чертёж, называющий стандарт, просит параметры именно этой редакции, а не какой-нибудь другой.
Выбор поэтому в основном вопрос об элементе, а не о приборе. Плоскость, которую можно уложить на верстак, - случай простой; отверстие, паз, конусная посадка или криволинейная поверхность малого радиуса сужают выбор щупа, а иногда вовсе исключают прибор с базой. Разделы ниже разбирают щуп, параметры и стандарты, которые нужно назвать до того, как показание начнёт что-нибудь значить.
Как профилометр выполняет измерение
Прибор ведёт алмазную иглу по поверхности с постоянной скоростью и записывает вертикальное смещение - либо относительно базы, которая скользит по поверхности, либо относительно внутренней опоры, которая этого не делает. Щуп с базой быстрее ставится и является обычным прибором для работы на месте; щуп без базы следует номинальной геометрии детали, что и нужно криволинейной или прерывистой поверхности, потому что база унесла бы кривизну детали в результат.
Записанный профиль фильтруется, так что длинноволновая волнистость отделяется от коротковолновой шероховатости, а разделение выполняет отсечка, равная базовой длине. Из отфильтрованного профиля прибор считает параметры: Ra как среднее арифметическое отклонение, Rz как наибольшую высоту в пределах базовой длины, Rq как среднеквадратичное отклонение - а за ними длинный хвост параметров шага, наклона и относительной опорной длины. Разные приборы дают разную часть этого хвоста, и это становится важно, как только чертёж называет нестандартный параметр.
Пределы здесь геометрические, а не электронные. Игла не входит в паз уже её наконечника и не обходит вершину острее её наконечника; тот самый радиус закругления, который верно читает тонкую отделку, легче всего повредить, и деградирует он молча, а не отказом. Прибор с базой на криволинейной поверхности читает по дуге, а мягкие и вязкие материалы могут быть поцарапаны самой трассировкой. Если любой из этих факторов решает ответ, прибор выбирают под элемент, а не элемент под прибор.
Варианты конфигурации
Большую часть спецификации определяют именно эти решения, а не класс точности. Каждое ограничивает следующее, поэтому их и утверждают по порядку.
| Конфигурация | Что нужно зафиксировать | Что это на самом деле определяет |
| База отсчёта щупа | База, скользящая по поверхности, либо щуп без базы, отсчитываемый от корпуса прибора | Можно ли вообще трассировать криволинейную, выпуклую или прерывистую поверхность и как прибор нужно ставить на деталь. |
| Набор параметров и редакция стандарта | Какое семейство стандартов и какая его редакция реализованы в приборе и сколько параметров кроме Ra он даёт | Можно ли измерить то, что написано на чертеже, именно так, как написано. В частности, Rz определён в разных редакциях по-разному. |
| Базовая длина и длина нормирования | Поддерживаемые прибором отсечки и сколько базовых длин усредняется | То, какое именно число получится. Показание сравнимо только с показанием, снятым при той же отсечке. |
| Радиус закругления иглы и угол конуса | Какой радиус наконечника надет и угол конуса за ним | Мелчайшая деталь, которую прибор способен разрешить, и наименьший паз или канавка, доступные игле. |
| Ход трассирования | Как далеко идёт щуп и покрывает ли один ход требуемую длину нормирования | Можно ли измерить грубую или длинную поверхность, не переставляя прибор посреди хода. |
| Ориентация и оснастка | Ручная установка либо стойка с измерительной плитой | Можно ли удержать мелкую или неудобную деталь достаточно неподвижно для правильной трассировки и нужна ли кривой детали плита. |
| Вывод и отчёт | Прямой дисплей, внутренняя память и вывод кабелем, картой или по радиоканалу | Можно ли получить протокол партии, не переписывая показания руками, - а именно при переписке появляется большинство ошибок переноса. |
| Верификация | Эталонный образец, поставляемый с прибором, и интервал, через который его применяют | Можно ли подтвердить, что прибор показывает верно; большинство систем качества требует этого через заданный интервал. |
Как выбрать профилометр
| Фактор | Почему от этого зависит ответ | Как решить это до запроса |
| Измеряемый элемент | Плоскость, отверстие, паз, ступень и криволинейная поверхность требуют разной геометрии щупа, а некоторым нужна и другая база отсчёта | Опишите элемент эскизом и назовите наименьший радиус, наименьшую ширину и наибольшую глубину входа. |
| Параметр и его отсечка | Ответ зависит от того и от другого, поэтому прибор, который не считает названный параметр при названной отсечке, задачи не решает | Приведите обозначение точно так, как оно стоит на чертеже, - со стандартом и названной им редакцией. |
| Насколько тонкой ожидается отделка | Число ниже разрешающей способности прибора или наконечник крупнее вершин дают показание чего угодно, но не поверхности | Назовите целевое число вместе с процессом, который его даёт, а не число само по себе. |
| Размер детали и её доступность | Ход должен уложиться в элемент, а прибор должен до него достать, не опираясь на поверхность, которая в измерение не входит | Назовите размер детали, нужную длину входа и выполняется ли измерение у станка или на верстаке. |
| Можно ли оставить след на детали | Трассировка оставляет дорожку, допустимую на образце и не всегда допустимую на готовой или покрытой поверхности | Скажите материал и допустим ли видимый след на сданной детали. |
| Нужно ли регистрировать показания | Протокол партии меняет требование к выводу, а иногда исключает самый простой прибор в ряду | Укажите, нужен ли отчёт, в какой форме и через какой интервал. |
Если что-то из этого ещё не решено, пришлите известное. Расчёт можно дать по описанию элемента и уточнить, когда пробелы будут закрыты.
Ближайшие альтернативы
профилометр: какие типы обычно имеют в виду в запросе и где на самом деле решается выбор.
| Ближайшая альтернатива | Что отличает его от профилометра |
| Твердомеры | Измеряет, насколько материал сопротивляется вдавливанию, а не как сложена его поверхность. Оба требования снимают с готовой поверхности и оба стоят на одних и тех же чертежах, но шероховатая поверхность и мягкая поверхность - самостоятельные недостатки, и ни один прибор не видит другого. |
| Толщиномеры покрытий | Измеряет глубину слоя, лежащего над основой, а не текстуру самой верхней поверхности. На окрашенной или покрытой детали обычно есть оба требования, и два прибора применяют вместе, а не вместо друг друга. |
| Ультразвуковые толщиномеры | Измеряют, сколько материала осталось в стенке, а не как отделана открытая грань. Они отвечают на вопрос об утонении стенки или об остаточном ресурсе; прибор для шероховатости отвечает на вопрос о посадке, герметичности или внешнем виде. |
| Оптические и конфокальные профилометры | Читают площадь, а не линию, поэтому берут трёхмерную текстуру и не ограничены радиусом закругления иглы. Они дороже, и их результат совпадает с показанием щупового прибора не полностью, что важно там, где чертёж называет щуповой метод. |
| Кругломеры и измерители отклонений формы | Мерят отклонение от номинальной геометрии - овальность, конусность, отклонение от прямого угла, - то есть форму, а не текстуру. Оба требования стоят на одном чертеже и снимаются разными приборами по разным причинам. |
| Компараторы и образцы шероховатости | Дают заключение «годится - не годится» по опорной поверхности, не выдавая числа. Быстро и достаточно для отбора в цехе, но их нельзя записать как измеренное значение и по ним нельзя разобрать спор. |
Шероховатость, твёрдость и толщина покрытия - три требования к поверхности, которые чертёж чаще всего называет вместе; граница между ними проходит по тому, что измеряется, а не по тому, где.
Что включить в запрос
Первый ответ может быть предложением, а не списком вопросов, если запрос содержит эти данные. Если значение неизвестно, пришлите описание задачи - мы уточним, что из неё следует.
- Измеряемый элемент, эскиз геометрии с наименьшим радиусом, шириной и глубиной входа
- Обозначение поверхности точно как на чертеже, со стандартом и его редакцией
- Целевое число и процесс, который должен его дать
- Материал и может ли трассировка оставить видимый след
- Размер детали и выполняется ли измерение у станка или на верстаке
- Нужен ли щуп без базы и есть ли в задаче криволинейная или прерывистая поверхность
- Нужно ли сохранять показания и выводить их и в какой форме
- Эталонный образец или схема калибровки, доступные на месте
- Условия среды в точке измерения, включая температуру и вибрацию
- Количество, порт назначения и требуемая дата поставки