Качественный метод оценки основан на визуальном сопоставлении обработанной поверхности с эталоном (образцом) поверхности невооруженным глазом или под микроскопом, а также по ощущениям при ощупывании рукой (пальцем, ладонью, ногтем). Визуальным способом можно достаточно точно определять шероховатость поверхности, за исключением весьма тонко обработанных поверхностей. Эталоны, применяемые для оценки шероховатости поверхности визуальным способом, должны быть изготовлены из тех же материалов, с такой же формой поверхности и тем же методом, что и деталь. Качественную оценку весьма тонко обработанных поверхностей следует производить с помощью микроскопа или лупы с пятикратным и большим увеличением.
Количественный метод оценки заключается в измерении микронеровностей поверхности с помощью приборов: профилографа К. М. Аммона, профилографа Б. М. Левина (модели ИЗП-17 и ИЗП-5), двойного микроскопа и микроинтерферометра В. П. Линника, профилометра В. М. Киселева и др.
Схема профилографа Б. М. Левина (модель ИЗП-17) приведена на рис. 17. Луч света от лампы 1, проходя через линзу 2, щель 3 и оптическую систему 5, падает на зеркала 8 и 7. Зеркало 8 связано с ощупывающей иглой 9. Луч света, отраженный от зеркала 7 и затем от зеркала 8, проходит оптическую систему 6 и, попадая на зеркала 4 и далее на цилиндрическую линзу 14, проецирует изображение щели 3 на светочувствительную пленку 13, расположенную на барабане 12. Изображение щели проецируется в виде световой точки. Деталь 10, на поверхности которой измеряют шероховатость, располагается на верхнем диске предметного стола 11. При вращении синхронного двигателя стол вместе с деталью движется поступательно относительно иглы 9, а барабан 12 вращается.
Скорость снятия профилограммы можно менять, изменяя частоту вращения барабана. Скорость перемещения стола 11 не зависит от частоты вращения барабана 12, что обеспечивает получение трех горизонтальных масштабов с увеличением в 25 и 50 раз. Вертикальное увеличение в 250…5000 раз достигают сменой объектива 6 и установкой иглы 9 в различные отверстия рычага. От вертикального увеличения зависит максимальная высота микронеровностей, записываемая на барабане 12; от горизонтального увеличения зависит длина профилируемого участка (1,75…7 мм) исследуемой поверхности.
Для измерения шероховатости предназначен также двойной микроскоп В. П. Линника (рис. 19). Прибор состоит из двух частей: микроскопа А для освещения исследуемой поверхности, микроскопа Б для наблюдения и измерения профиля поверхности. Оси обеих частей микроскопа, наклоненные под углом 45° к исследуемой поверхности, пересекаются между собой в предметной точке объективов.
При том же расположении микроскопов А и Б при наличии микронеровностей h часть пучка света, отраженная от участка поверхности Р1 при наблюдении будет казаться выходящей из точки a1 или из точки, а`1 поверхности Р`1, расположенной на расстоянии 2h ниже поверхности Р. Тогда изображение точки, а’2 на сетке окуляра 5 будет на расстоянии h` от оси микроскопа Б, равном h’=2xh sin 45°, где х — увеличение объектива 4.
Для измерений высоты неровностей в микроскопе Б установлен окулярный микрометр. Двойной микроскоп В. П. Линника позволяет также фотографировать исследуемую поверхность с высотой неровностей 0,9…60 мкм.
h = 0,25 a/b.
Для определения шероховатости поверхности в труднодоступных местах применяют метод снятия с исследуемой поверхности слепков, шероховатость поверхности которых определяют с помощью указанных выше приборов. Искажение профиля исследуемой поверхности при снятии слепка практически не превышает 2…3%. В качестве материалов для слепков обычно применяют целлулоид, растворяемый в ацетоне. Для получения слепка целлулоид опускают на непродолжительное время (2…3 мин) в ацетон, затем прикладывают к исследуемой поверхности и сушат в течение 10…50 мин (в зависимости от шероховатости обработанной поверхности).
Для оценки микрогеометрии поверхности иногда применяют также метод среза. Исследуемую поверхность покрывают слоем хрома толщиной 5… 10 мкм, а затем производят срез под углом 1…2°; срезанную плоскость травят, после чего фотографируют. Увеличение при угле среза 1° составляет 60, а при угле среза 2°—30 раз. Дополнительное увеличение при фотографировании позволяет получать общее увеличение в 8000 раз.