Мера толщины покрытия для поверки толщиномеров

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности аттестации толщины слоев многослойного покрытия. Мера содержит основание 1, на верхней поверхности которого выполнен полуцилиндрический паз 2 с радиусом кривизны R. На поверхности паза 2 с многослойным покрытием 3 на расстоянии 0,1-0,25 L, где L - длина основания 1, от противоположных торцовых поверхностей основания 1 выполнены две канавки 4 треугольного сечения с углом при вершине треугольника 90-120° и глубиной, большей толщины покрытия 3. Кроме того, на поверхности паза 2 выполнены две дополнительные канавки 5 на расстоянии друг от друга, равном радиусу кривизны R. канавки 4 и 5 ограничивают со всех сторон аттестованный по толщине участок с многослойным покрытием 3, что повышает точность аттестации отдельных слоев многослойного покрытия 3 на этом участке меры. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G Oi В 7 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1430733 (21) 4605878/25-28 (22) 17. 10.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Таллиннский политехнический институт (72) А. P. Лаанеотс и Р. А. Лаанеотс (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 813!29, кл. G 01 В 7/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1430733, кл. G 01 В 7/06, 1987. (54) МЕРА ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ

ПОВЕРКИ ТОЛЩИНОМЕРОВ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения— повышение точности аттестации толщины слоев многослойного покрытия. Мера содержит основание 1, на верхней поверхности

„Я0„„1594349 А 2

2 которого выполнен полуцилиндрическии паз

2 с радиусом кривизны R . На поверхности паза 2 с многослойным покрытием 3 на расстоянии 0,1 — 0,25L, где L — длина основания 1, от противоположных торцовых поверхностей основания 1 выполнены две канавки 4 треугольного сечения с углом при вершине треугольника 90 — 120 и глубиной, большей толщины покрытия 3. Кроме того, на поверхности паза 2 выполнены две дополнительные канавки 5 на расстоянии друг от друга, равном радиусу кривизны R. Канавки 4 и 5 ограничивают со всех сторон аттестованный по толщине участок с многослойным покрытием 3, что повышает точность аттестации отдельных слоев многослойного покрытия 3 на этом участке меры.

2 ил.

1594349

55

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, может быть использовано при настройке, градуировке и поверке толщиномеров для измерения толщин одно- и многослойных покрытий в трубах и на криволинейных внутренних поверхностях и является усовершенствованием известной меры толщины покрытия по авт. св. М 1430733.

Целью изобретения является повышение точности аттестации толщины слоев многослойного покрытия за счет измерения толщин также в продольном сечении меры.

На фиг. 1 представлена мера толщины покрытия; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Мера содержит основание 1, на внутренней поверхности которого выполнен полуцилиндрический паз 2. Радиус кривизны R паза 2 выбран равным среднему значению диапазона радиусов кривизны внутренних поверхностей измеряемых деталей, при котором крайние радиусы кривизны еще не влияют на показания поверяемых толщиномеров.

Ось полуцилиндра находится выше поверхности основания 1 на величину а. Многослойное покрытие 3 (показано покрытие двухслойное, подслой с толщиной Ь и верхний слой с толщиной h ) нанесено по всей поверхности паза 2 равномерно. На поверхности паза 2 с многослойным покрытием 3 на расстояние 1, выбранном из условия

0,1L< l<0,25L, где L — длина основания 1, от противоположных торцовых поверхностей основания 1 выполнены параллельно между собой и торцовым поверхностям основания 1 две канавки 4 треугольного сечения с углом при вершине треугольника а,. При этом значения угла а выбраны из условия 90 <а<

<120 . Канавки 4 треугольного сечения выполнены глубиной S, значение которой больше суммарной толщины многослойного покрытия 3. На поверхности паза 2 с многослойным покрытием 3 на расстоянии С одна от другой, выбранном равным радиусу R кривизны паза 2, и с глубиной, равной гл убине канавок 4, симметрично относительно продольной оси паза 2 выполнены две дополнительные канавки 5 прямоугольного сечения пересекающиеся с канавками 4, стенки канавок 5 попарно параллельны и одна из стенок каждой канавки 5 параллельна опорной поверхности основания 1. Канавки 4 и 5 образуют в полуцилиндрическом пазу 2 с многослойным покрытием 3 межслойные линии 6. Канавки 4 и 5 ограничивают также со всех сторон аттестованный по толщине многослойным покрытием 3 участок 7 меры в полуцилиндрическом пазу 2. Этот участок служит для настройки, градуировки и поверки толщиномеров покрытий.

Мера изготавливается следующим образом.

Изготавливают из материала основы тело в виде параллелепипеда. В теле выполняют

30 полуцилиндрический паз 2 с радиусом R, ссютветствующим допуском цилиндричности и необходимыми параметрами шероховатости поверхности. В паз 2 наносят одно- или многослойное покрытие 3. Устанавливают тело в токарный или расточной станок, где резцом на расстоянии I от торцовых поверхностей отверстия точат две канавки глубиной

S, соответствующей углу режущих кромок резца. Для повышения точности определения толщины слоев многослойного покрытия 3 в поперечном сечении меры угол а профиля канавок 4 выбирают из условия 90 <а<

<120 . В результате указанных действий на опорных поверхностях канавок 4 остаются межслойные линии 6 многослойного покрытия. Для повышения точности аттестации толщин слоев многослойного покрытия 3 на участке 7 в пазу 2 с покрытием 3 выполняют еще две канавки 5, пересекающиеся с канавками 4. Для этого меру толщины устанавливают во фрезерный станок и торцовой фрезой фрезеруют две канавки 5 на расстоянии С одна от другой. При этом расстояние С выбирают равным радиусу R. Далее параллельные опорной поверхности основания 1 стенки канавок 5 шлифуют и доводят до высокого класса чистоты обработки (например, параметр R,=0,1 мкм и менее) с соблюдением высоких требований плоскостности (например, допуск плоскостности

0,5 мкм и менее). После этих операций мера толщины готова к аттестации толщин отдельных слоев на участке 7 меры.

Выполнение канавок 5 с глубиной до дна канавок 4 нужно для образования межслойных линий 6 между дном паза 2 и первым слоем многослойного покрытия, а также для образования межслойных линий 6 вдоль образующей полуцилиндрического паза 2 на стенках канавок 5, параллельных опорной поверхности меры.

При угле профиля канавок 5, равном 90, и одной поверхности, параллельной опорной поверхности меры (фиг. 1), измеренные значения расстояний CI, C2, ..., С„, где и — число слоев в многослойном покрытии 3, являются исходными значениями для определения цифровых значений толщин отдельных слоев

hI, h2, ..., Й MHOI OC OHHOI о IIOKpbITHH 3 продольном сечении, т. е. вдоль образующей цилиндрического паза 2 меры с использованием формулы

C — С,„

8R где h; — толщина i-го слоя покрытия 3 (i=

=1,2, ...,й);

C; — расстояние между межслойными линиями i-x слоев;

R — радиус кривизны паза 2.

Канавки 4 выполнены от крайних торцовых поверхностей основания 1 на расстоянии 1, выбранном при условии 0,1h

1594349

Формула изобретения

Составитель И. Рекунова

Редактор Н. Бобкова Техред А. Кравчмк Корректор Н. Ревская.

Заказ 282! Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4l5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1

Канавки 5 выполнены до дна канавок 4 на расстоянии С, выбранном из условия C=

=R, по следующим соображениям. При расстоянии С, равном Я (фиг. 1), измеренные значения расстояний Ci, С2, ..., С, между межслойными линиями 6 являются самыми большими по отношению к толщинам соответствующих слоев, так как коэффициент передачи увеличивается и, следовательно, увеличивается точность определения толщин слев многослойного покрытия 3. Уменьшение расстояния С от значения, равного R, приводит к тому, что ширина аттестованной части 7 меры Сз (фиг. 1) становится очень маленькой или при малых значениях R применяемая для расчета толщин отдельных слоев покрытия 3 формула приводит к большим погрешностям при определении толщин слоев.

При толщине многослойного покрытия 3 меры более 100 мкм целесообразно измерение тол щин слоев покрытия микроскопом на опорных поверхностях канавок 4 направлением пучка света микроскопа перпендикулярно к этим боковым поверхностям или измерение толщин слоев покрытия 3 в сечении канавок 4 верхней плоскостной поверхности основания меры. Для определения толщин слоев покрытия 3 вдоль образующей цилиндрического паза 2 целесообразно измерение микроскопом на боковых поверхностях канавок 5 расстояний Ci, C, ..., С„ направлением пучка света микроскопа перпендикулярно к этим боковым поверхностям канавок 5.

Градуировку и поверку толщиномеров многослойных внутренних покрытий выполняют помещением датчика толщиномера на участок 7 поверхности покрытия 3, который ограничен четырьмя канавками 4 и 5.

Показания толщиномера сравнивают с аттестованной толщиной покрытия меры, т. е. суммарной толщиной покрытия 3, учитывая также толщины отдельных слоев этого покрытия.

Мера толщины покрытия для поверки толщиномеров по авт. св. № 1430733, отлинаюи аяся тем, что, с целью повышения точности аттестации толщины слоев многослойного покрытия, на поверхности полуцилинд20 рического паза с покрытием симметрично относительно его продольной оси на расстоянии одна от другой, равном радиусу паза, выполнены две дополнительные, пересекающиеся с основными, канавки глубиной, равной глубине основных канавок, так, что стенки канавок попарно параллельны и одна из стенок каждой дополнительной канавки параллельна опорной поверхности основ ания.