Способ обнаружения дефектов поверхности тел вращения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУ БЛИН9 ЯО1 Н 21/88 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 1ИЙ Я ЭОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ ев,А.А, Гре Гребенюк, .Кречман авиационн т им, К,Э 10, Н. Наум й технол Циолковс Н 1 яЬ- оп.- -51.о СССР 1978. Со 1 ешап Ы.1 1 ои иьвресИ 1 15,р. 118 свидетельств О 1 М 21/83,ОБНАРУЖЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ, вк оверхности на рина которог я соизмерима(54)(57) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛ щий освещение и пучком света, ши плоскости падени ДЕФЕКТлючаюклоннымо в 3 ОПИСАНИЕК АТОРСНОМУ СВИД"Орй, ЕпС 1976 ч2, Авторское11 798566, кл, С мером минимального дефекта, предварительный анализ контролируемойповерхности, регистрацию рассеянного излучения под фиксированным углопо отношению к максимуму индикатрисрассеяния от бездефектной поверхности и оценку качества поверхности повеличине отношения сигнал/шум привращении поверхности, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и чувствительности контроля доминирующих дефектов,при проведении предварительного анализа измеряют угол раскрытия М домннирующнх дефектов, а регистрациюрассеянного излучения проводят подуглом О к нормали к поверхности,определяемым из соотношения Я сЯМ1 1,)де 8 - угол падения пучка." ( но-иэмерительттой технике и может найти применение при неразрушающем, бесконтактном контроле дефектов поверхности деалей, преимущественно 5 при автоматизированном контроле дефектов поверхности деталей после механической обработки, поверхность которых обладает ярко выраженными следами режущего инструмента. 1 ОИзвестен способ выявления дефектов поверхности, состоящий в том, что сфокусироваиный пучок зондирующего излучения направляют по нормали к контролируемой поверхности, 15 исследуют распределение энергии, рассеянной дефектаыи, присущими данной поверхности в области диффузионного рассеяния, и определяют.наличие дефекта при анализе изменения 20 спектра частот сигнала приемника излучения, установленного в область диффузного рассеяния, характеризующуюся максимальной интенсивностью от всех дефектов данной поверхности, 25 При этом данную область определяют опытным путем при.анализе распределения. энергии отраженного излучения от деталей с различными типами деФектов 11 .ЗООднако.при реализации данного спо. соба необходимо выполнить большой объем исследований индикатрис рассеяния от дефектов контролируемой детали что обусловливает трудоемкость135 настройки приборов, реализующих способ. Наряду с этим .способ предусмат. ривает проведение анализа указанных индикатрис в."статике. Контроль всей поверхности необходимо производить при вращении детали относительно луча. Неидентичность условий настройки и работы устройств, реализующих данный способ, поведет к снижению надежности выявления дефектов.45 1Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ обнаружения дефектов поверхности тел вращения, включающий освещение поверхности наклонным пучком 50 света, ширина которого в плоскости падения соизмерима с размерами минимального дефекта, предварительный анализ контролйруемой поверхности, регистрацию рассеянного излучения под .Фиксированным углом по отношению к максимуму индикатрисы рассеяния от бездефектной поверхности и оценку качества поверхности по величине от;ношения сигнал/шум при вращении поверхности, Предварительный анализкочтролируемой детали состоит в том,что перед обнаружением поверхностных дефектов наклонный пучок светаснаправляют под углом 30-40 к непод.вижной поверхности годного изделияи измеряют интенсивность света, отраженного под различными углами кплоскости падения, определяют угловые размеры индикатрисы рассеянияна уровне точек перегиба ееветвей,а фотоприемник устанавливают так,чтобы он регистрировал свет, отраженный от изделия под углом, равным ширине индикатрисы рассеянияна уровне точек перегиба ее ветвей 2,Недостатками известного способаявляются невысокая надежность обнаружения и малая чувствительностьдоминирующих дефектов.Указанные недостатки связаны стем, что при определении угла установки приемника излучения,по отношению сигнал/шум которого судят окачестве контролируемой поверхности,ориентируются на минимум шумовогосигнала, т,е, минимум интенсивностиот бездефектной поверхности контролируемой детали. Такой подход иобусловливает недостатки способа.1Минимум интенсивности индикатрисы рассеяния от бездефектной поверхности, имеющий место на уровне точек перегиба ее ветвей, не однозначно обусловливает получение максимального отношения сигнал/шум в этойобласти при контроле всей совокупности дефектных деталей, так как каждой конкретной детали присущи своидефекты с определенными геометрическими характеристиками, При взаимодействии светового пучка с этимидефектами по разному перераспределяется интенсивность индикатрисы расссеяния по сравнению со случаем бездефектной поверхности, Поэтому положение приемника излучения с максимальным отношением сигнал/шум зависит от геометрических характеристики типов дефектов, присуших даннойконкретной контролируемой детали.В связи с этим дефекты, интенсивность индикатрисы рассеяния которых на уровне точек перегиба ветвейиндикатрисы беэдефектной детатти неизменяется, могут быть не выявлены.Поэтому высокая чувствительность не обеспечивается, Напротив, е пи при автоматизированном контроле имеет место биение годной детали на контрольной позиции, связанное с поТ грешностью установки, то такая деталь, согласно рассматриваемому способу,. забраковывается, что значительно снижает надежность контроля,Построение индикатрисы рассеянияот бездефектной поверхности непод-: вижной детали не позволяет определить минимум шумового сигнала объективно, так как распределение высот микронеровностей любой реальной поверхности носит. статистический ха" рактер, размеры контролируемого пучка света не намного превышают размер микронеровностей и индикатрисы рассеяния от двух соседних участков поверхности могут значительно отличаться между собой. Особенно это касается поверхности со значительными высотами микронеровностей и ярко выраженными следами режущего.инстру.мента.Кроме того, предварительный анализ контролируемой детали, заключакяцийся в построении индикатрисы рассеяния от бездефектного ее участка, значительно затрудняет переход от одной партии к другой, усложняет конструкцию устройств, реализующих данный спо"об и, следовательно, снижает экономический эф,ект от его внедрения.Целью изобретения является повышение надежности и чувствительности контроля доминирующих дефектов.Указанная цель достигается тем, что согласно способу обнаружения дефектов поверхности тел вращения,г включающему освещение поверхности наклонным пучком света, ширина которого в плоскости .падения соизмерима с размерами минимального дефекта, предварительный анализ контролируемой поверхности, регистрацию рассеянного излучения под фиксированным углом по отношению к максимуму индикатрисы рассеяния от беэдефектиой поверхности и оценку качества поверхности по величине отношения сигнал/ /шум при вращении поверхности, при проведении предварительного анализа измеряют угол раскрытия М, домини рующих дефектов, а регистрацию рассеянного иэлучени: проводят пЬд углом8 к нормали к поверхности, определяемым иэ соотношения О=Эф - . Ы 2 1 2)40 фФлс 94 Ь 45 средний квадрат коэффици" .1еита отраженияфуглы падения и регистрациФинтенсивности соответстгде борфв Яи Э -50 венно;длина волны света;интервал корреляции микрогеояетрического профиляповерхности",длина реализации микрогеометрического профиля .поверхности,Ю Т где 9, - угол падения пучка,О На чертеже показана схема, реализующая предлагаемый способ.Способ. осуществляется следующимобразом.На поверхность контролируемой,5 деталинаправляют под углом 6луч света 2, размер которого в плоскости чертежа соизмерим с размерами минимального дефекта, Затем производят предварительный анализ де 0 фектов контролируемой детали, заключающийся в том, что измеряют углыраскрытия дефектов поверхности 3,.типичных для данной .детали, с помощью известных контактных или опти 25 ческих методов. Определяют угол установки приемника излучения 4 8 ,аф.пользуясь формулойи устанавливают в эту область приемник излучения. На позицию контроля последовательно устанавливают контролируе-.мые изделия, придают им вращательное движение и по отношению сигнал/Ьтум судят о качестве поверхности.Относительное распределение энер 35гни по индикатрисе рассеяния от шероховатой поверхности со значительной высотой микронеровностей описывается выражением