Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 19300-86"Средства измерений шероховатости поверхности профильным методом. Профилографы-профилометры контактные. Типы и основные параметры"(введен в действие постановлением Госстандарта СССР от 26 июня 1986 г. N 1821)

Instruments for measurement of surface roughness by the profile method. Contact profilographs and profilometers. Types and main parameters

Дата введения 1 июля 1987 г.

Взамен ГОСТ 19299-73 и ГОСТ 19300-73

Настоящий стандарт распространяется на профилографы-профилометры контактные для измерения профиля и параметров шероховатости поверхности по системе средней линии (ГОСТ 25142-82) в соответствии с номенклатурой и диапазонами значений, предусмотренными ГОСТ 2789-73.

Профилографы-профилометры предназначены для измерения при следующих условиях:

температура окружающего воздуха 10-35°С
изменение температуры за 1 ч, не более 0,5° для приборов типа I2° для приборов типов II и III
относительная влажность 45-80%.

Внешняя вибрация не должна превышать значения, при котором при неподвижном датчике показание профилометра по параметру Ra составляет 0,3 нижнего предела диапазона, а размах колебаний пера профилографа при максимальном увеличении составляет 2 мм.

Требования настоящего стандарта, кроме пп. 2.2.1, 2.3.1, 2.3.3, являются обязательными.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. Типы

1.1. В зависимости от назначения устанавливают следующие типы профилографов-профилометров:

I - для лабораторных работ (стационарные);

II - цеховые (стационарно-переносные для контроля окончательно обработанных поверхностей);

III - цеховые (портативные, предназначенные для межоперационного контроля).

1.2. Профилографы-профилометры типа I с различными вариантами исполнения должны отвечать модульному принципу построения, обеспечивающему путем сопряжения различных модулей измерение шероховатости разнообразных форм поверхностей, в том числе прямолинейных, криволинейных различной конфигурации, расположенных в труднодоступных местах (пазах, глухих отверстиях) и т.п.

Допускается изготовление профилометров в виде отдельных приборов.

Профилографы-профилометры всех типов должны функционировать как при подвижном, так и при неподвижном датчике.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.3. В зависимости от числовых значений параметров нормируемых метрологических характеристик устанавливают две степени точности профилографов-профилометров: 1 и 2.

2. Основные параметры

2.1. Параметры ощупывающей системы профилографа-профилометра

2.1.1. Рабочая часть щупа должна соответствовать ГОСТ 18961-80.

2.1.2. Максимальные значения статического измерительного усилия и постоянной изменения измерительного усилия следует выбирать в зависимости от радиуса щупа. Они не должны превышать значений, указанных в табл. 1.

Таблица 1

Номинальное значение радиуса кривизны вершины щупа, мм
Максимальное значение статического измерительного усилия, Н
Максимальное значение постоянной изменения измерительного усилия, Н/м
0,002
0,0007
35
0,005
0,010
0,004
200

Допускается увеличение статического измерительного усилия до 0,016 Н для профилометров с наименьшим значением измеряемого параметра Ra не менее 2 мкм, для профилографов с наименьшим значением ординаты профиля не менее 1,5 мкм, а также для датчиков, предназначенных для измерений, при которых игла датчика не направлена вертикально вниз.

2.1.3. В профилографах-профилометрах, имеющих датчик с опорой на измеряемую поверхность, радиус кривизны рабочей части опоры в плоскости, перпендикулярной контролируемой поверхности и параллельной направлению движения датчика, должен быть не менее пятидесяти значений максимальной отсечки шага.

Примечание. При измерении с отсечкой шага 2,5 мм и более предпочтительнее использовать вспомогательную направляющую поверхность.

2.1.4. Параметр шероховатости Rz рабочей поверхности опоры не должен превышать 0,1 мкм.

2.1.3, 2.1.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.5. Усилие воздействия опоры датчика на контролируемую поверхность не должно превышать 0,5 Н.

2.2. Параметры системы преобразования профилометра

2.2.1. Диапазон измерения параметра Ra: отношение верхнего предела измерения к нижнему должно быть не менее 2000 для приборов типа I, не менее 200 - для приборов типа II и не менее 100 - для приборов типа III.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.2. Значение отсечек шага выбирают из ряда: 0,025; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25,0 мм.

2.2.3. Набор отсечек шага должен обеспечивать измерение параметров шероховатости поверхности в диапазоне, установленном ГОСТ 2789-73.

2.2.4. Минимальное значение верхнего предела диапазона длин участков измерения должно быть не менее пяти значений отсечек шага для данного профилометра. В случае максимальных значений отсечек шага минимальное значение верхнего предела диапазона длин участков измерения допускается не менее двух значений отсечек шага.

2.2.5. Номинальную амплитудно-частотную характеристику (без учета влияния радиуса кривизны вершины щупа) определяют из уравнения

, (1)

где - длина волны синусоидального входного сигнала;

- отсечка шага.

2.2.4, 2.2.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.6. Номинальные значения и допустимые отклонения амплитудно-частотной характеристики от номинальной для дискретных значений приведены в табл. 2.

Таблица 2
степень точности
степень точности
1
2
1
2
0,1
0,97
0,95
1,00
1,03
1,05
0,2
0,95
0,94
0,99
1,02
1,04
0,5
0,88
0,86
0,92
0,96
0,98
1,0
0,70
0,67
0,75
0,80
0,83
1,5
0,52
0,49
0,57
0,62
0,65

2.2.7. Профилометр необходимо оснащать мерой (или комплектом мер), служащей для настройки показаний прибора в процессе эксплуатации. Профиль меры должен быть близким к трапецеидальному, параметр меры в направлении, перпендикулярном направлению рисок, не должен превышать 0,25 .

2.3. Параметры системы преобразования профилографа

2.3.1. Диапазон номинальных значений вертикального увеличения: отношение максимального увеличения к минимальному должно быть не менее 1000 для профилографов типа I, не менее 100 - для профилографов типа II и не менее 50 - для профилографов типа III.

2.3.2. Номинальные значения вертикальных увеличений выбирают из ряда: 10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000 и т.д.

2.3.1, 2.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3.3. Диапазон номинальных значений горизонтального увеличения: отношение максимального увеличения к минимальному должно быть не менее 50.

2.3.4. Номинальные значения горизонтальных увеличений выбирают из ряда: 1; 2; 5; 10; 20; 50 и т.д.

2.3.5. Номинальная амплитудно-частотная характеристика (без учета влияния щупа) должна быть прямой линией, параллельной оси длин волн, в диапазоне длин волн, нижний предел которого составляет 3 мкм.

2.3.6. Допускаемые отклонения горизонтальных увеличений от номинальных значений не должны превышать для профилографов 1-й степени точности и для профилографов 2-й степени точности.

3. Основная погрешность профилометра и профилографа

3.1. Предел допускаемой основной погрешности профилометра ( , , , ) для профиля, близкого к трапецеидальному, с шагом, не превышающим 0,25 лямбда_в, при измерении параметров шероховатости поверхности Ra, Rmax, Rz и tp определяют по формулам:

, (2)

, (3)

, (4)

, (5)

где а и b - постоянные коэффициенты;

, , и - верхний предел поддиапазона по параметрам Ra, Rmax, Rz и tp соответственно.

Значения коэффициентов а и b в зависимости от степени точности прибора приведены в табл. 3.

Таблица 3

Параметр шероховатости поверхности
а
b
а
b
1
2
R
0,02
0,04
0,03
0,06
Rmax, Rz
0,03
0,05
0,06
0,08
tp
0,08
0,02
0,10
0,03

Предел допускаемой основной погрешности профилометра ( , ) при измерении параметров шероховатости поверхности Sm и S определяют по формулам:

, (6)

, (7)

где и - верхний предел диапазона измерения по параметрам Sm и S соответственно.

Значения коэффициентов а и b:

а = 0,02 - 1-й степени точности;

а = 0,03 - 2-й степени точности;

b = 0,10 - 1-й степени точности;

b = 0,15 - 2-й степени точности.

Предел допускаемой основной погрешности профилографа на профиле, близком к трапецеидальному, определяют по формуле

, (8)

где - верхний предел поддиапазона, соответствующего выбранному значению вертикального увеличения;

y - максимальная по абсолютному значению ордината профиля по профилограмме.

Значения коэффициентов а и b:

а = 0,02 - 1-й степени точности;

а = 0,04 - 2-й степени точности;

b = 0,03 - 1-й степени точности;

b = 0,05 - 2-й степени точности.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Приложение

Справочное

Погрешность профилометра и профилографа при измерении параметров профиля произвольной формы

1. Наибольшую погрешность профилометра при измерении параметров Ra, Rmax, Rz, tp, Sm и S определяют по формулам 2; 3; 4; 5; 6; 7 для основной погрешности профилометра при значениях коэффициентов а и b, приведенных ниже.

Значения коэффициента а для параметра шероховатости Ra:

а = 0,02 - 1-й степени точности;

а = 0,04 - 2-й степени точности.

Значения коэффициента b для параметра шероховатости Ra в зависимости от верхнего предела диапазона шагов неровностей и степени точности прибора приведены в табл. 1.

Таблица 1

Верхний предел диапазона шагов неровностей
b
1
2
0,1
0,05
0,08
0,2
0,06
0,09
0,5
0,07
0,13
1,0
0,16
0,24

Значения коэффициента а для параметров шероховатости Rmax и Rz:

а = 0,03 - 1-й степени точности;

а = 0,06 - 2-й степени точности.

Значения коэффициента b для параметров шероховатости Rmax и Rz в зависимости от верхнего предела диапазона шагов неровностей и степени точности прибора приведены в табл. 2.

Таблица 2

Верхний предел диапазона шагов неровностей
b
1
2
0,1
0,09
0,12
0,2
0,10
0,13
0,5
0,11
0,17
1,0
0,20
0,28

Значения коэффициентов а и b для параметра шероховатости tp:

а = 0,10 - 1-й степени точности;

а = 0,12 - 2-й степени точности;

b = 0,04 - 1-й степени точности;

b = 0,05 - 2-й степени точности.

Значения коэффициентов а и b для параметров шероховатости Sm и S совпадают со значениями, приведенными в разд. 3 для этих параметров.

2. Наибольшую погрешность профилографа при измерении профилей произвольной формы, имеющих диапазон длин волн, нижний предел которого составляет 3 мкм, определяют по формуле (8) для основной погрешности профилографа при следующих значениях коэффициентов а и b:

а = 0,02 - 1-й степени точности;

а = 0,04 - 2-й степени точности;

b = 0,06 - 1-й степени точности;

b = 0,08 - 2-й степени точности.