OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 125 TECHNOLOGY материала. При измерении более мягких материалов возможно локальное упругопластическое деформирование отдельных вершин микронеровностей, тогда как для материалов с более высокой твердостью контакт носит преимущественно упругий характер. Однако результаты проведенных исследований показывают, что в диапазоне исследованных материалов влияние данного фактора значительно уступает влиянию геометрии поверхности. Выводы 1. Выполнено сравнительное исследование контактного и оптического методов измерения шероховатости криволинейных поверхностей. Установлено, что основным фактором, определяющим расхождение результатов измерений, является радиус кривизны поверхности. При уменьшении радиуса кривизны систематическая погрешность контактной профилометрии возрастает, достигая максимальных значений (+27,6 %) для образцов с радиусом 2 мм, тогда как при R = 25 мм она не превышает +1,4 %. Более низкую чувствительность к кривизне исследуемой поверхности показал оптический метод. Однако на исследуемых участках с большим локальным углом наклона такой метод способствует занижению параметра шероховатости по Rₐ на 10…15 % в связи с появлением теневого эффекта. 2. Определен геометрический фактор, существенно превышающий влияние на показания относительно физико-механических свойств материалов, из которых изготовлены образцы. Практически идентичны значения относительной погрешности для образцов, изготовленных из стали 45, а также чугуна СЧ20 (+27,6 % при R = 2 мм), что подтверждает доминирующее влияние геометрии исследуемой поверхности при формировании погрешности измерений. Для плоских поверхностей, шероховатость которых составляла Rₐ = 0,8…6,3 мкм, между используемыми методами измерений не выявлено статистически значимых различий (r = 0,98, t = 1,23, p > 0,05). Однако на гладких поверхностях (Rₐ < 0,4 мкм) применение контактного метода приводит к завышению показаний на 7…11 % в связи с упругой деформацией микронеровностей исследуемой поверхности. 3. В результате исследований осуществлена разработка комплексной математической модели, учитывающей влияние радиуса кривизны, выбранного способа обработки, а также эксплуатационных факторов, к которым можно отнести температуру исследуемого образца, загрязнение, ориентацию следов после обработки поверхности, вибрации и контактного усилия, влияющих на результаты измерения шероховатости поверхности. Обоснование эмпирических коэффициентов выполнено на основе многофакторного планирования эксперимента и решения контактной задачи Герца. Верификация модели на независимой выборке показала хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных: для образцов с малым радиусом кривизны (R = 2 мм) коррекция снижает расхождение с 25…27 % до менее 3 %. Для всего исследованного диапазона условий (радиусы 2…25 мм, Rₐ = 0,1…12,5 мкм) среднее снижение систематической составляющей погрешности составило 5…7 %, что подтверждено статистической обработкой результатов. 4. Полученные результаты показывают, что применение разработанной модели позволяет повысить сопоставимость результатов контактной и оптической профилометрии и обеспечить более достоверную оценку параметров шероховатости деталей сложной геометрической формы. Предложенный подход может быть использован при метрологическом обеспечении технологических процессов и разработке программных средств автоматизированной коррекции результатов измерений. Список литературы 1. Vinogradova A.A., Grichukha M.I., Smirnova E.E. Comparative assessment of documentation referred to surface roughness measurement // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 1728. – P. 012025. – DOI: 10.1088/1742-6596/1728/1/012025. 2. ISO 4287:1997. Geometrical Product Specifi cations (GPS) – Surface texture: Profi le method – Terms, defi nitions and surface texture parameters. 3. ISO 3274:1996. Geometrical Product Specifi cations (GPS) – Surface texture: Profi le method – Nominal characteristics of contact (stylus) instruments. 4. Petzing J.N., Coupland J.M. Measurement of rough surfaces on large curved components using optical methods // Measurement. – 2010. – Vol. 43 (8). – P. 1064– 1071. – DOI: 10.1016/j.measurement.2010.03.007.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1