Influence of measurement settings on areal roughness with confocal chromatic sensor on face-milled surface

Abstract

Roughness measurement is of highlighted importance in production for describing the quality control of manufacturing processes for the functional, tribological, etc. properties of the surfaces of parts. In the last 15 years or so the areal roughness studied on topographies has also become more common, as it provides a more accurate and detailed c haracterization of the surfaces. However, with relatively little experience and different technical conditions, topographies are analyzed differently. Sometimes 3D topography is used only as an illustration; however, spatial roughness measurement can provide much more information. The effect of measurement speed and point density during roughness measurement on the areal roughness was investigated using a confocal chromatic sensor.

Вимірювання шорсткості має особливо важливе значення у виробництві для опису контролю якості виробничих процесів щодо функціональних, трибологічних і інших властивостей поверхонь деталей. Поверхнева шорсткість, яка вивчалася на топографії, стала більш поширеною, оскільки вона забезпечує більш точний і докладний опис поверхонь. Для вимірювань зразків використовувався прилад для тривимірного вивчення шорсткості AltiSurf 520. Вимірювалася поверхня конфокальним хроматичним датчиком CL2 з лупою MG140, що має вертикальний діапазон виміру 300 мкм і чутливість 0,012 мкм. Частота дискретизації датчика становила 1000 Гц. Розмір вимірюваних областей був обраний 1,25 × 1,25 мм2, виходячи з рекомендації ISO 25178-3:2012. Налаштування процесу вимірювання повторювалися тричі, і їх середньоарифметичні значення були використані для досліджень. Оцінка вимірювань виконувалася в програмі AltiMap Premium v6.2. У кожному разі застосовувалися різні фільтри на S-L-поверхнях, спочатку усуваючи дефект форми, що означало вирівнювання на плоскій поверхні, потім за допомогою функції «Поріг» вирізалися дефектні частини на топографії і, нарешті, встановлювався фільтр Гауса, а разом з ним і L-фільтр (λc = 0,25 мм). Зміна швидкості вимірювання в основному напрямку привела до невеликих розбіжностей в значеннях шорсткості в області, суміщеної з площиною симетрії, і максимальне відхилення значень склало 4,5%. Зі збільшенням швидкості відбувалася випадкова зміна значень Sa, Sq і зменшення Sz, Ssk і Sku. Найменші відмінності в досліджуваному діапазоні були виявлені при більш високих значеннях швидкості. Вимірювання проводилося в діапазоні швидкостей, в якому вимірювання, зняті з детектора, були рівні або менше значення частоти дискретизації сенсора, тому спостереження дійсні тільки в цьому діапазоні.