Тема: Повышение качества контроля шероховатости обработанной поверхности путем автоматизации процесса контроля

Повышение качества изготовления продукции различных отраслей машиностроения при современном уровне развития научно - технического прогресса приобретает одно из первостепенных значений и определяет основные показатели эффективности работы предприятия.
Конкурентоспособность продукции машиностроительной отрасли во многом зависит от качества изготовления входящих в состав сборочных единиц - комплектующих. Степень точности произведенных деталей, входящих в состав изделий, во многом определяет такие параметры продукции, как: надежность, долговечность, работоспособность и, в конечном итоге, это выражается в эффективности использования в процессе эксплуатации.
Состояние поверхностного слоя детали после механической обработки является одним из ключевых показателей, определяющих эксплуатационные свойства изделия в дальнейшем. Качество поверхности определяется следующими параметрами: геометрические отклонения (шероховатость, волнистость и отклонения от формы); состояние поверхностного слоя (наличие макро - и микро дефектов, оксидных пленок, обезуглероживания структурных изменений из -за проведения химико - термической обработки и т.д.); наличие и глубина наклепа в поверхностном слое (глубина, степень и распределение по материалу); наличие остаточных напряжений после операций механической обработки.
Современное машиностроительное производство характеризуется применением различных конструкционных материалов и быстрой переналадкой под выпуск различной номенклатуры деталей, к качеству рабочих поверхностей которых предъявляются строгие требования. По мере повышения требований к качеству выпускаемых изделий машиностроительной отрасли резко возрастают требования к контролю параметров обрабатываемых деталей и соответствие их заявленным конструктором на чертежах техническим требованиям.
Реальная форма поверхности детали, обработанная даже тщательнейшим образом, отличается от номинальной, геометрически правильной, наличием неровностей. Соединения, собранные из таких деталей, работают в более худших условиях по сравнению с расчетными. Так, например, при расчетах удельной нагрузки площадь контакта принимается равной номинальной и по ней равномерно распределяют действующие силы. В действительности из -за неравномерности обработанной поверхности нагрузка действует только на отдельные участки, составляющие фактическую площадь контакта, и, как следствие, нагрузка значительно превосходит расчетную, что приводит к повышенному износу поверхностей. Кроме этого, от наличия неровностей на поверхностях зависит качество соединения, полученного запрессовкой, его герметичность. В соединениях, допускающих перемещение одной детали относительно другой, поверхностные неровности могут привести к нарушению плавности и точности перемещений, возникновению дополнительных источников теплоты, изменению характера трения в зонах контакта. Структура поверхности, особенно шероховатость, оказывает значительное влияние на многие параметры, такие как трение и износ, и, следовательно, влияет на показатели качества технических систем и оказывает значительное влияние на рабочие характеристики двигателей машин и механизмов при эксплуатации, а также деталей и узлов различного оборудования, приборов и, поэтому, ставит проблему организации контроля качества поверхности детали в ряд наиболее актуальных для обрабатывающий промышленности.
Именно шероховатость, оказывает наиболее сильное влияние на эксплуатационные характеристики двигателей машин, деталей и узлов различного оборудования. Возможно, именно поэтому, точное определение значения шероховатости - одна из самых важных задач метрологии.
Купить

Предлагаемый способ универсален и дает возможность провести качественную оценку шероховатости поверхности широкой номенклатуры деталей, полученных после выполнения операций механической обработки. Разработанная методика контроля шероховатости дает возможность также оценивать количественно соответствие поверхности идеальной модели детали (математической или натурной) с реальной, полученной после обработки. В дальнейшем это позволит вводить корректировки в работу технологического оборудования в реальном времени с целью улучшения качества изделий. Предлагаемый способ контроля параметров шероховатости обладает высокой производительностью, которая в десятки раз превосходит наиболее распространенные контактные и бесконтактные. К тому же, он прост в эксплуатации и не требует специальной подготовки персонала, то есть достаточно обычных навыков при работе с цифровой фотокамерой и компьютерной техникой.
В данной работе представлен теоретический подход метода и первые результаты моделирования и эксперимента для ряда шероховатостей поверхности. Экспериментальные результаты сравниваются со значениями, полученными с помощью атомно-силового микроскопа и пера профилометра.
Купить