Fachschule für Technik. Sondershäuser Landstraße 39, Mühlhausen

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1 FERTIGUNGSMESSTECHNIK LABORVERSUCH OBERFLÄCHENMESSTECHNIK

2 Oberflächenmesstechnik 1. Versuchsaufgaben a. Machen Sie sich mit der Funktionsweise des Lichtschnittgerätes und des Tastschnittgerätes vertraut! b. Messen Sie mit dem Lichtschnittgerät den Rillenabstand des ausgewählten Normals! (y - Werte) c. Bestimmen Sie die Rauhtiefe! (y - Werte) d. Setzen Sie das Tastschnittgerät am gleichen Rauheitsnormal ein und überprüfen Sie das Messergebnis mit dem Wert des Normals! e. Messen Sie am Prüfgegenstand die möglichen Oberflächenwerte mit dem Tastschnittgerät! f. Bewerten Sie die Messverfahren hinsichtlich Genauigkeit der Messungen und geben Sie mögliche Messfehler an! 2. Informationen Allgemeines Die Oberfläche stellt die Grenze zwischen zwei Medien dar; z.b. die Grenze zwischen einem festen Körper (Werkstück) und der Luft. Eine völlig glatte Oberfläche ist nicht herstellbar und auch in den meisten Fällen nicht erforderlich (dies könnte sich nachteilig auf die Funktion des Teiles auswirken). Eine Oberfläche besteht also immer aus den sich überlagernden Gestaltabweichungen : Formabweichung (1. Ordnung), Welligkeit (2. Ordnung) und Rauheit (3. und 4. Ordnung).

3 Um die Gestaltabweichungen getrennt voneinander charakterisieren zu können, wurden Oberflächenkennwerte definiert und genormt. Die meisten genormten Oberflächenkennwerte beruhen in ihrer Definition auf dem zweidimensionalen Profilschnitt. Je nach der Art der Oberflächenkennwerte werden diese entweder aus dem ungefilterten Ist-Profil, aus dem gefilterten Rauheitsprofil oder aus dem gefilterten Welligkeitsprofil ermittelt. Oberflächenparameter Auf die Vielzahl der genormten Oberflächenparameter kann hier nicht eingegangen werden. So werden im folgenden nur jene Kennwerte näher erläutert, die für die Versuchsdurchführung relevant sind. Rauheitsprofil R Bei dem gefilterten Rauheitsprofil werden die langwelligen Profilanteile (Formabweichung, Welligkeit) durch elektrische Hochpassfilter gedämpft, so dass innerhalb der Messstrecke nur Rauheitskenngrößen, z.b. R z, R a, ermittelt werden können. Voraussetzung für eine korrekte Bestimmung der Rauheitsparameter ist eine sichere Basis in Form einer Bezugslinie. Die auf mathematischem Wege gefundene Bezugslinie ist eine Mittellinie, die das Profil so teilt, dass der Flächeninhalt der werkstofferfüllten Profilerhebungen (Spitzen) und der werkstofffreien Profiltäler (Riefen) gleich groß ist.

4 Gemittelte Rauhtiefe Rz Der Mittelwert aus den Einzelrauhtiefen (Z 1 Z 5 ) fünf aufeinander folgender Einzelmessstrecken l e ergibt die gemittelte Rauhtiefe R z. R max ist die größte Einzelrauhtiefe aus den fünf aufeinander folgenden Einzelmessstrecken. Mittenrauhwert Ra R a ist der arithmetische Mittelwert aller Abweichungen des Rauheitsprofils R von der mittleren Linie (Bezugslinie) innerhalb der Meßstrecke l m. R a entspricht theoretisch auch dem Abstand zweier Linien, die entstehen würden, wenn der Flächeninhalt der werkstofferfüllten Flächen über der Bezugslinie sowie der werkstofffreien Flächen unter der Bezugslinie in gleich große Rechtecke umgewandelt würden. Lichtschnittmessgerät Aufbau Das Lichtschnittmessgerät besteht aus einem Messständer (1) mit Objekttisch (2), auswechselbaren Objektiven (3), dem Lichtschnittansatz (4) und einer Okularmessschraube mit Innenableseeinrichtung (5). Der Lichtschnittansatz lässt sich in der Höhe zum Prüfling verstellen (Scharfstellen des Prüfbildes). Das Okular ist für die Sehschärfe des beobachtenden Auges einstellbar. Beim Einblick in das Okular erscheint das Sehfeld. Das Ausmessen des Lichtschnittbildes (Rauhtiefe und Rillenabstand) wird an der Okularmessschraube mit Innenablesung vorgenommen.

5 Messprinzip Das Lichtschnittmessgerät ist ein Messmikroskop, das nach dem Lichtschnittverfahren von Prof. Schmaltz arbeitet. Ein dünnes Lichtband wird unter 45 mit der waagere cht liegenden Prüffläche zum Schnitt gebracht. Dabei wird die entstehende Schnittebene zwischen Lichtband und Prüffläche sichtbar. An diesem Profilschnitt lassen sich die Rauhtiefe R t und der Rillenabstand s m messen. Als Prüflinge kommen, auf Grund der berührungslosen Messung, Werkstücke aus nahezu allen Werkstoffen auch Holz, Papier, Kunststoff u.ä. in Frage.

6 Ableseeinrichtung Beim Einblick in das Okular erscheint im Sehfeld ein Betrachtungsausschnitt vom Prüfling (in der Abbildung ist eine Objektmessplatte zu sehen), ein unterbrochener senkrechter Strich als Messmarke sowie eine Fein- und Grobskale zur Bestimmung des Messwertes. Die Stellung des unterbrochenen Striches ist mittels eines Stellknopfes verschiebbar. Die Feinskale ist in 100 Intervalle geteilt (jeder zweite Strich beziffert). Hundert Intervalle der Feinskale entsprechen einem Intervall der von 1 bis 8 bezifferten Grobskale. Abbildung oben : Anzeige 20 Skalenteile Abbildung unten : Anzeige 714 Skalenteile 3. Fragen zur Aufgabe Beschreiben sie die Nachteile des Tastschnittgerätes! Beschreiben sie die Nachteile des Lichtschnittgerätes!

7 4. Versuchsaufbau - Lichtschnittmessgerät - Tastschnittmessgerät + Transformator - Normal - Innenableseeinrichtungen 5. Versuchsdurchführung Messen Sie mit dem Lichtschnittgerät den Rillenabstand des ausgewählten Normals! (y - Werte) 1. Prüfling säubern und auf Objekttisch legen Zylinder bzw. Kegelachse muss in x-richtung parallel zum Schnittspalt verlaufen

8 2. Objektiv ausrichten und an Stellmutter (A) feststellen (oberste Mantellinie senkrecht unter Schnittpunkt der optischen Achse) 3. Netzstecker reinstecken und Netzteil einschalten (Lichtstärke einstellbar) 4. Klappe öffnen für Lichteinfall 5. Am Handrad (B) Grobeinstellung vornehmen bis im Okular die welligen Streifen der Oberfläche in Sehfeldmitte erkennbar sind 6. Am Okular (D) vorsichtig die Feineinstellung vornehmen und Schärfe einstellen Diese Einstellung nicht mehr verändern! Triebknöpfe und Stellmutter nicht mehr betätigen 7. An Stellmutter (C) die Wellenlinie ausrichten bis sie die optische Horizontallinie berührt 8. Wert im Okular (D) ablesen und aufschreiben

9 9. An oberer Stellmutter(E) die Horizontallinie bis auf die tiefste Stelle dieser Wellenlinie drehen Skalenwert im Okular (D) ändert sich 10. Diesen Wert von Wert aus Schritt 7 subtrahieren Differenz ergibt Delta E D B A C 11. Weitere Formeln anwenden

10 Setzen Sie das Tastschnittgerät am gleichen Rauheitsnormal ein und überprüfen Sie das Messergebnis mit dem Wert des Normals! 1. Transformator anschließen 2. Gerät einschalten durch Betätigen der ON Taste 3. Wechselschalter auf Rz stellen 4. Normal und Tastschnittgerät auf die Vorrichtung legen und die START Taste drücken Messen Sie am Prüfgegenstand die möglichen Oberflächenwerte mit dem Tastschnittgerät! 1. Transformator anschließen 2. Gerät einschalten durch Betätigen der ON Taste 3. Wechselschalter auf Rz/Ra/Rmax stellen 4. Normal und Tastschnittgerät auf die Vorrichtung legen und die START Taste drücken

11 6. Versuchsauswertung Es ist durch die Arbeitsgruppe ein Protokoll zu erstellen und am Ende der Versuchsdurchführung abzugeben. 7. Literatur mb.f2.htw-berlin.de/...pool/.../laborversuche/temp_dynamisch1.pdf (Abgerufen 22. Februar :17)