Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 26 июня 1986 г. N 1821

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

ПРОФИЛЬНЫМ МЕТОДОМ

 

ПРОФИЛОГРАФЫ-ПРОФИЛОМЕТРЫ КОНТАКТНЫЕ

 

ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

 

Instruments for measurement of surface roughness

by the profile method. Contact profilographs

and profilometers. Types and main parameters

 

ГОСТ 19300-86

 

Группа П52

 

ОКП 39 4340

 

Дата введения

1 июля 1987 года

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

 

1. Разработан и внесен Государственным комитетом СССР по стандартам.

Разработчики: В.С. Лукьянов (руководитель разработки), Г.Н. Самбурская.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.06.1986 N 1821.

3. Срок проверки - 1996 г., периодичность проверки - 5 лет.

4. Стандарт соответствует международным стандартам ИСО 3274-75 и ИСО 1880-79.

5. Взамен ГОСТ 19299-73 и ГОСТ 19300-73.

6. Ссылочные нормативно-технические документы

 

───────────────────────────────────────┬──────────────────────────

Обозначение НТД, на который дана ссылка│      Номер пункта

───────────────────────────────────────┼──────────────────────────

ГОСТ 2789-73                           │Вводная часть, 2.2.3

ГОСТ 18961-80                          │2.1.1

ГОСТ 25142-82                          │Вводная часть

 

7. Проверен в 1991 г. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта СССР от 06.12.1991 N 1880.

8. Переиздание (март 1996 г.) с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1991 г. (ИУС 3-92).

 

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) °C

    изменение температуры за 1 ч, не более ... 0,5° для приборов типа I

                                               2° для приборов типа 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 два типа 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 профилографов и 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 │      Максимальное       │  Максимальное значение

   радиуса кривизны   │  значение статического  │   постоянной изменения

   вершины щупа, мм   │измерительного усилия, Н │измерительного усилия, Н/м

──────────────────────┼─────────────────────────┼──────────────────────────

        0,002         │         0,0007          │            35

──────────────────────┼─────────────────────────┼──────────────────────────

        0,005         │         0,004           │           200

        0,010         │                         │

 

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

 

──────────────┬────────────────────────┬────────────┬──────────────────────

лямбда/лямбда │           K            │    K       │          K

             в│            min         │     ном    │           max

              ├────────────────────────┤            ├──────────────────────

              │    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 Sm меры в направлении, перпендикулярном направлению рисок, не должен превышать .

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 +/- 5% для профилографов 1-й степени точности и +/- 10% 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 , при измерении параметров шероховатости поверхности Ra, Rmax, Rz и tp определяют по формулам:

 

, (2)

 

, (3)

 

, (4)

 

, (5)

 

где a и b - постоянные коэффициенты;

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

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

 

Таблица 3

 

────────────────────────┬────────────┬────────────┬────────────┬───────────

 Параметр шероховатости │     a      │     b      │     a      │     b

      поверхности       ├────────────┴────────────┼────────────┴───────────

                        │            1            │            2

────────────────────────┼────────────┬────────────┼────────────┬───────────

           Ra           │    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 a и b:

a = 0,02 - 1-й степени точности;

a = 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 a и b:

a = 0,02 - 1-й степени точности;

a = 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 a и b, приведенных ниже.

Значения коэффициента a для параметра шероховатости Ra:

a = 0,02 - 1-й степени точности;

a = 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     │                b

          неровностей лямбда            ├─────────────────┬────────────────

                            в.п         │        1        │       2

────────────────────────────────────────┼─────────────────┼────────────────

               0,1 лямбда               │      0,05       │      0,08

                         в              │                 │

               0,2 лямбда               │      0,06       │      0,09

                         в              │                 │

               0,5 лямбда               │      0,07       │      0,13

                         в              │                 │

               1,0 лямбда               │      0,16       │      0,24

                         в              │                 │

 

Значения коэффициента a для параметров шероховатости Rmax и Rz:

a = 0,03 - 1-й степени точности;

a = 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     │                b

          неровностей лямбда            ├─────────────────┬────────────────

                            в.п         │        1        │       2

────────────────────────────────────────┼─────────────────┼────────────────

               0,1 лямбда               │      0,09       │      0,12

                         в              │                 │

               0,2 лямбда               │      0,10       │      0,13

                         в              │                 │

               0,5 лямбда               │      0,11       │      0,17

                         в              │                 │

               1,0 лямбда               │      0,20       │      0,28

                         в              │                 │

 

Значения коэффициентов a и b для параметра шероховатости tp:

a = 0,10 - 1-й степени точности;

a = 0,12 - 2-й степени точности;

b = 0,04 - 1-й степени точности;

b = 0,05 - 2-й степени точности.

Значения коэффициентов a и b для параметров шероховатости Sm и S совпадают с 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 a и b:

a = 0,02 - 1-й степени точности;

a = 0,04 - 2-й степени точности;

b = 0,06 - 1-й степени точности;

b = 0,08 - 2-й степени точности.