ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 114 ТЕХНОЛОГИЯ шении радиуса кривизны поверхности, а также возможности математической коррекции систематических отклонений между различными методами контроля. Целью настоящей работы является сравнительная оценка контактной и оптической профилометрии при контроле шероховатости криволинейных поверхностей деталей машин, количественная оценка факторов, влияющих на погрешность измерений, а также разработка математических моделей, обеспечивающих повышение сопоставимости результатов, полученных различными средствами измерения. Задачи, решаемые для достижения поставленной цели: 1) количественная оценка систематических погрешностей описанных методов на образцах с различными классами шероховатости и радиусами кривизны. 2) математическое моделирование влияния технологических и эксплуатационных факторов (температура, загрязнение, ориентация неровностей, вибрации, контактное усилие) на результаты измерений. 3) разработка практических рекомендаций по выбору метода контроля параметра шероховатости. Методика исследований Экспериментальные исследования выполнялись с применением образцов из стали 45 и серого чугуна СЧ20 на операциях точения, шлифования и фрезерования, после чего проводилось сравнение с аттестованной мерой шероховатости. Для обеспечения статистической достоверности измерения проводили с трёхкратным повтором, используя не менее пяти образцов. Шероховатость поверхности контролировалась по параметру Ra при помощи контактного профилометра. Далее образцы были разделены на три группы: группа I – Ra ≤ 0,4 мкм (тонкое шлифование и полирование), группа II – Ra = = 0,8…6,3 мкм (чистовое точение и шлифование), группа III – Ra > 6,3 мкм (черновое точение и фрезерование). Такой подход согласуется с исследованиями, представленными в работе [5], что позволяет охватить широкий диапазон поверхностей. Дополнительно были изготовлены цилиндрические образцы (валы и втулки) с радиусами R = 2, 5, 10 и 25 мм, наружная поверхность которых обрабатывалась чистовым точением до средней величины шероховатости Ra ≈ 1,5 мкм. Контактные измерения шероховатости выполнялись на профилометре TIME TR200, оснащенным алмазным стилусом с радиусом скругления 2 мкм и углом при вершине 60°. Усилие иглы стилуса поддерживалось на уровне 0,75 мН и контролировалось электронной системой обратной связи. Вертикальное разрешение прибора составляет 4 нм, горизонтальный шаг сканирования – 0,5 мкм, что обеспечивало корректную запись профиля. Базовая длина измерения l выбиралась в диапазоне от 0,8 мм до 2,5 мм в зависимости от класса точности, где общая длина трассы составляла пять базовых длин. Для исключения влияния низкочастотных составляющих (волнистости) применялась цифровая гауссова фильтрация с частотой среза, соответствующей выбранной базовой длине. Перед каждой группой измерений прибор калибровался по аттестованной мере шероховатости Ra = 0,5 мкм, где погрешность калибровки не превышала 2 %. Во время измерений температура в лаборатории составляла 20…22 °C, относительная влажность – 55…60 %. 3D-топография измеряемых поверхностей проводились на профилометре Veeco Wyko NT9100. Работа прибора основана на оптической интерферометрии. Для поверхностей с шероховатостью Ra < 0,4 мкм (группа I) использовался режим фазовой интерферометрии с объективом 50× (рабочее расстояние 3,4 мм). Для групп II и III применялся режим вертикальной сканирующей интерферометрии с объективами 20× или 5× (рабочее расстояние 6,7 мм). Обработка полученных данных выполнялась в программном пакете Vision. Дополнительно для наглядного подтверждения воздействия контактного метода на поверхность мягких материалов был выбран образец из органического стекла (плексигласа) с номинальной шероховатостью Ra = 1,48 мкм. Этот образец не использовался для количественного сравнения методов и не входил в основную программу испытаний, а служил лишь для визуализации царапин и деформаций, возникающих при прохождении иглы стилуса профилометра. Условия измерения были идентичны (профи-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1