Способ измерения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 11) 6228 51) 4 6 О 1 В 11 30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3911424/24-28 12.06.85 7.10.86. Бюл. И ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ СВЕРХГЛАДКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения параметров шерохо. ватости сверхгладких анизотропных поверхностей, в частности поверхностей, обработанных алмазным точением. Цель изобретения - измерение параметров шероховатости анизотропных поверхностей за счет обеспечения чувствительности к анизотпопии по. верхности. Монохроматический параллельный пучок от источника излучения, пройдя через модулятор, поляризатор, ослабители интенсивности, диафрагму и бленду, падает на поверхность измеряемого изделия, установленного на вращающемся столике. По. воротом столика устанавливается угол ф падения излучения. Приемник излучения имеет возможность поворачиваться в плоскости падения так, чтобы измерять отраженный поток излучения У(0) под различными углами отражения О, отличными от зеркального, т. е. при этом имеется возможность измерять индикатрису рассеяния в плоскости падения. При отражении от шероховатой поверхности изделия, обладаюшей анизотропией, в плоскости приемника излучения наблюдается более яркая, чем основной фон, полоса, расположенная перпендикулярно направлению следов обработки. Для определения параметров шероховатости анизотропной поверхности необходимо, поворачивая измеряемое изделие в своей плоскости, установить его сначала так, чтобы яркая полоса находилась в плоскости падения излучения и измерить отраженные потоки У(0) как минимум при двух углах О. Значение телесного угла Лоэ выбирают больше угловой ширины индикатрисы рассеяния в точке наблюдения. Затем необходимо повернуть измеряемое изделие в своей плоскости на 90 (при этом следы обработки параллельны плоскости падения) и измерить потоки У(0) при тех же значениях углов О. При этом телесный угол Ло) может быть больше Лы и не является критичным. По результатам измерений определяют отношения й = У (О)/УЛоэ и Р= У(0)/УЛсд, определяют (Р - и по Ри (К, - Я) судят о параметрах шероховатости. 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения параметров шероховатости сверхгладких анизотропных поверхностей и, в частности, поверхностей, обработанных алмазным точением.Цель изобретения - измерение параметров шероховатости анизотропных поверхностей за счет обеспечения чувствительности к анизотропии поверхности.На фиг, 1 изображена принципиальная схема гониорефлектометра, реализующего способ измерения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей изделия; ца фиг. 2 - телесный угол Лсо; на фиг. 3 телесный угол Лы.Гониорефлектометр содержит узел, формирующий осветительный поток и состоящий из источника 1 излучения -- лазера, модулятора 2, поляризатора 3, ослабителей 4 интенсивности и диафрагмы 5, узел крепления измеряемого изделия 6, включак)щий вращающийся столик 7, бленду 8 и держатель 9, приемник 10 излучения со сменными дифрагмами 11, установленными перед приемником 10 излучения и усилителем 12, а также ловушку 13 зеркально отраженного от изделия излучения.Способ измерения осуществляется следующим образом. Монохроматический параллельный пучок от источника 1 излучения, пройдя через модулятор 2, поляризатор 3, ослабители 4 интенсивности, диафрагму 5 и бленду 8, падает на поверхность измеряемого изделия 6, установленного на вращающемся столике 7. Поворотом столика 7 устанавливается угол ф падения излучения. Приемник 10 излучения имеет возможность поворачиваться в плоскости падения так, чтобы измерять отраженный поток излучения 1(0) под различными углами отражения Й, отличными от зеркального, так как при этом имеется возможность измерять индикатрису рассеяния в плоскости падения.При отражении от шероховатой поверхности изделия 6, обладающей анизотропией, в плоскости приемника 10 излучения наблюдается более яркая, чем основной фон, полоса, расположенная перпендикулярно направлениюю следов обработки. Яркость этой полосы на несколько порядков больше, чем яркость основного фона. Для определения параметров шероховатости анизотропной поверхности необходимо, поворачивая измеряемое изделие 6 в своей плоскости, установить его сначала так, чтобы яркая полоса находилась в плоскости падения излучения (при этом следы обработки будут расположены перпендикулярно плоскости падения) и измерить отраженные потоки 1,0) как минимум при двух углах О.Значение телесного угла Лси (фиг. 2) должно быть не больше телесного угла, под которым освегценная площадка видна из точки Р наблюдения, находящейся на расстоянии 1 от измеряемого изделия 6. В случае,если освещенная площадка имеет формукруга диаметром а, то Люлспо/41), а дляпрямоугольника ЛыЙ )-/, где и - размер прямоугольного пятна вдоль следов обработки.Затем необходимо повернуть измеряемоеизделие 6 в своей плоскости ца 90 (при этомО следы обработки оудут параллельны плоскости падения) и измерить потоки 1 (О)при тех же значениях углов О. При этомтелесный угол Ла (фиг. 3) может бытьбольше Лсо и це является критичным. Точность определения параметров шероховатости возрастает с увеличением числа точек,в которых измеряется индикатриса рассея.ция, т. е. с увеличением диапазона и количества углов О, при которых измеряется1, (0) и 1(0). По результатам измеренийопределяют отношения Р=1, (6)/1 Ло, Р== 1(0)/1 Лы и разность (Р - Р) и по Ри (Р, - Р) судят о параметрах шероховатости, характеризуюгцих изотропцую и анизотропную составляющие.Напримердля среднего квадратического25 отклонения высот неровностей о имеемХсозе " 2 Г,о; = -" -- - )Р - оЬ)пН - э)пф(4 лнсос ОД)Х,сов , сойМОак4;т-"+сов(О-Ф.9 но == у/оГ+г,:где Л(р = д 11;о и о средние квадратические отклонения высот неровностей изотропного и анизотропного полей;40 Г) и Ок - значения начального и конечногобитлов (.).Формула изобретенияСпособ измерения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей изделий, заключающийся в том, что освегцакт поверхность изделия под острым углом ф параллельным пучком монохроматического излучения, определяют поток 1 излучения, отраженного от поверхности изделия в зеркальном направлении, определяют поток 1(0 излучения, отраженного от поверхности изделия под углами О, отличными от зеркального, и определяют отношение 1(0/1 потоков излучения, отличающийся тем, что, с целью измерения параметров шероховатости анизотропных цоверхносгей, устанавливают измеряемое изделие последовательнов два положения так, чтобы плоскость падения излучения была перпендикулярна и параллельна следам обработки, определяют для обоих положений измеряемого изделия соответственно потоки У(0) и У (О) излучения, отраженные от поверхности изделия в телесных углах Ль и Лсо, как минимум при двух утлах О, значение телесного угла Ъо выбирают больше угловой ширины индикатрисы рассеяния в точке наблюдения, определяют отношение 7 10)/И(и и Р = - /д (Н)/Ив)определяют Я, - Р) н по Ри 1 й, - Р,// судят о параметрах шероховатости.( оставите чь 1 Т.хред И. Верес Рос аРственного ела изобретений 113 О 35 Москва,филиал ПППобзоваКрректор О.,Ь овП одписноемитета СССРоткрытиикая наб., д. 45у 1 Проек ная 4