Co to jest chropowatość powierzchni?
W komunikacji fabrycznej wiele osób jest przyzwyczajonych do używania terminu „wykończenie powierzchni”. Jednak „wykończenie powierzchni” jest proponowane z perspektywy ludzkiego wzroku. Aby zachować zgodność z normą międzynarodową (ISO), norma krajowa nie używa już terminu „wykończenie powierzchni”. Dlatego w wyrażeniach formalnych i rygorystycznych należy używać słowa „chropowatość powierzchni”.
Chropowatość powierzchni odnosi się do małych odstępów i nierówności małych szczytów i dolin na obrabianej powierzchni. Odległość (odległość fali) między dwoma szczytami lub dwoma dolinami jest bardzo mała (poniżej 1 mm), co należy do mikroskopowego błędu kształtu geometrycznego. Im mniejsza chropowatość powierzchni, tym gładsza powierzchnia.
W szczególności odnosi się do stopnia wysokości i odległości S małych szczytów i dolin. Ogólnie podzielone przez S:
S<1mm is the surface roughness
1 Mniejsze lub równe S Mniejsze lub równe 10 mm to falistość
S>10 mm to kształt litery F
zdjęcie
02
Czynniki kształtujące chropowatość powierzchni
Chropowatość powierzchni jest generalnie tworzona przez zastosowaną metodę obróbki i inne czynniki, takie jak tarcie między narzędziem a powierzchnią części podczas obróbki, odkształcenie plastyczne metalowej warstwy powierzchniowej podczas oddzielania wióra oraz wibracje o wysokiej częstotliwości w system procesowy, wżery wyładowcze obróbki elektrycznej itp. Ze względu na różne metody obróbki i materiały obrabianego przedmiotu, głębokość, gęstość, kształt i tekstura śladów pozostawionych na obrabianej powierzchni są różne.
zdjęcie
03
Podstawa oceny chropowatości powierzchni
1) Długość próbkowania
Jednostkowa długość każdego parametru, długość próbkowania to długość linii odniesienia określonej do oceny chropowatości powierzchni. Zgodnie z normą ISO1997 0.{3}}8 mm, 0,25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm i 8 mm są ogólnie używane jako długość odniesienia.
Wybrane wartości długości próbkowania L i długości oceny Ln dla Ra, Rz, Ry:
zdjęcie
2) Długość oceny
Składa się z N długości referencyjnych. Chropowatość powierzchni każdej części powierzchni części nie może dokładnie odzwierciedlać rzeczywistych parametrów chropowatości na długości odniesienia, ale konieczne jest pobranie N odcinków próbkowania w celu oceny chropowatości powierzchni. Zgodnie z normą ISO1997, długość oceny jest generalnie N równa 5.
3) Linia bazowa
Linia odniesienia jest linią środkową profilu używanego do oceny parametrów chropowatości powierzchni.
04
Parametry oceny chropowatości powierzchni
1) Parametry charakterystyczne wysokości Ra, Rz
Średnia arytmetyczna odchylenia profilu Ra: średnia arytmetyczna wartości bezwzględnej odchylenia profilu na długości próbkowania (lr). W rzeczywistym pomiarze, im więcej punktów pomiarowych, tym dokładniejszy jest Ra.
Maksymalna wysokość profilu Rz: odległość między szczytem profilu a dolną linią doliny.
zdjęcie
Ra jest korzystne w zwykłym zakresie parametrów amplitudy. W normie krajowej sprzed 2006 r. istniał jeszcze jeden parametr oceny, którym była „dziesięciopunktowa wysokość mikronierówności” wyrażona przez Rz, a maksymalna wysokość konturu przez Ry. Po 2006 roku norma krajowa anulowała dziesięciopunktową wysokość mikrochropowatości i zastosowano Rz. Wskazuje maksymalną wysokość profilu.
2) Parametr charakterystyczny rozstawu Rsm
Rsm Średnia szerokość elementów konturu. W obrębie długości próbkowania średnia wartość odległości między mikroskopijnymi nieregularnościami profilu. Rozstaw mikronierówności odnosi się do długości szczytu profilu i sąsiedniej doliny profilu na linii środkowej. W przypadku tej samej wartości Ra wartość Rsm niekoniecznie jest taka sama, więc odbita tekstura będzie inna. Powierzchnie, które zwracają uwagę na teksturę, zwykle zwracają uwagę na dwa wskaźniki Ra i Rsm.
zdjęcie
Parametr cechy kształtu Rmr jest reprezentowany przez stosunek długości podpory konturu, który jest stosunkiem długości podpory konturu do długości próbkowania. Długość podparcia profilu jest sumą długości linii przekroju otrzymanych przez przecięcie profilu linią prostą równoległą do linii środkowej i odległości c od linii wierzchołka profilu w obrębie długości próbkowania.
05
Metoda pomiaru chropowatości powierzchni
1) Metoda porównawcza
Metoda porównawcza jest łatwa do zmierzenia i jest używana do pomiarów na miejscu w warsztacie i jest często używana do pomiaru średnich lub chropowatych powierzchni. Metoda polega na porównaniu mierzonej powierzchni z próbką chropowatości oznaczoną określoną wartością w celu określenia wartości mierzonej chropowatości powierzchni. Metody, które można wykorzystać do porównania: gdy Ra > 1,6 μm należy zastosować oględziny, przy Ra1,6~Ra0,4 μm użyć szkła powiększającego, a gdy Ra < 0,4 μm użyj mikroskopu porównawczego.
Porównując, metoda przetwarzania, tekstura przetwarzania, kierunek przetwarzania i materiał próbki muszą być takie same jak powierzchnia mierzonej części.
zdjęcie
2) metoda rysika
Diamentowy rysik o promieniu krzywizny końcówki około 2 mikronów przesuwa się powoli po mierzonej powierzchni. Przemieszczenie diamentowego trzpienia pomiarowego w górę i w dół jest przetwarzane na sygnał elektryczny przez elektryczny czujnik długości. Po wzmocnieniu, filtrowaniu i obliczeniu przyrząd wyświetlający wskazuje, że powierzchnia jest szorstka. stopnia, rejestrator może być również wykorzystany do zarejestrowania krzywej profilu mierzonego odcinka. Ogólnie rzecz biorąc, narzędzie pomiarowe, które może wyświetlać tylko wartość chropowatości powierzchni, nazywane jest przyrządem do pomiaru chropowatości powierzchni, a narzędzie, które może rejestrować krzywą profilu powierzchni, nazywane jest profilerem chropowatości powierzchni. Te dwa narzędzia pomiarowe mają elektroniczne obwody obliczeniowe lub komputery elektroniczne, które mogą automatycznie obliczyć odchylenie średniej arytmetycznej Ra konturu, dziesięciopunktową wysokość Rz mikroskopijnych nierówności, maksymalną wysokość Ry konturu i inne parametry oceny, z wysoką wydajność pomiaru i odpowiednie dla Chropowatość powierzchni Ra wynosi 0.025-6. Zmierzono 3 mikrony.
zdjęcie
zdjęcie
3) Metoda interwencji
Wykorzystaj zasadę interferencji fal świetlnych (patrz płaski kryształ, laserowa technologia pomiaru długości), aby wyświetlić błąd kształtu mierzonej powierzchni jako wzór prążków interferencyjnych i użyj mikroskopu o dużym powiększeniu (do 50{ {3}} razy), aby powiększyć mikroskopijną część tych prążków interferencyjnych. Pomiary są wykonywane w celu uzyskania chropowatości mierzonej powierzchni. Narzędzie do pomiaru chropowatości powierzchni wykorzystujące tę metodę nazywane jest mikroskopem interferencyjnym. Ta metoda jest odpowiednia do pomiaru chropowatości powierzchni o Rz i Ry w zakresie od 0,025 do 0,8 mikrona.
zdjęcie
06
Tabela porównawcza VDI3400, Ra, Rmax
Wskaźnik Ra jest często używany w rzeczywistej produkcji krajowej; w Japonii powszechnie stosowany jest wskaźnik Rmax, który jest odpowiednikiem wskaźnika Rz; standard VDI3400 jest powszechnie stosowany w krajach europejskich i amerykańskich do wskazywania chropowatości powierzchni, a fabryki, które wykonują europejskie zamówienia na formy, często używają wskaźników VDI. Na przykład klienci często mówią: „Powierzchnia tego produktu jest wykonana zgodnie z VDI30”.
zdjęcie
Powierzchnia VDI3400 ma odpowiedni związek z powszechnie stosowanym standardem Ra. Wiele osób często musi wyszukiwać dane, aby znaleźć odpowiednią wartość. Poniższa tabela jest bardzo kompletna i jest zalecana do zbierania.
Tabela porównawcza między standardem VDI3400 a Ra:
zdjęcie
Tabela porównawcza Ra i Rmax:
zdjęcie
07
Główne przejawy wpływu chropowatości powierzchni na części
1) Wpływ na odporność na zużycie
Im bardziej szorstka powierzchnia, tym mniejsza efektywna powierzchnia styku między współpracującymi powierzchniami, tym większy nacisk, tym większy opór tarcia i tym szybsze zużycie.
2) Wpływają na stabilność koordynacji
W przypadku pasowania luzu im bardziej chropowata powierzchnia, tym łatwiej się zużywa, dzięki czemu szczelina stopniowo zwiększa się podczas procesu roboczego; siła połączenia.
3) Wpływ na wytrzymałość zmęczeniową
Na powierzchni chropowatych części występują duże zagłębienia, które podobnie jak ostre karby i pęknięcia są bardzo wrażliwe na koncentrację naprężeń, wpływając w ten sposób na wytrzymałość zmęczeniową części.
4) Wpływa na odporność na korozję
Chropowata powierzchnia części może łatwo spowodować penetrację korozyjnego gazu lub cieczy do wewnętrznej warstwy metalu przez mikroskopijne doliny na powierzchni, powodując korozję powierzchni.
5) Wpływ na szczelność
Chropowate powierzchnie nie mogą ściśle przylegać, a gaz lub ciecz wycieka przez szczeliny między powierzchniami styku.
6) Wpływ na sztywność kontaktu
Sztywność styku to zdolność powierzchni złącza części do przeciwstawiania się odkształceniu styku pod działaniem siły zewnętrznej. Sztywność maszyny zależy w dużej mierze od sztywności kontaktu między częściami.
7) Wpływ na dokładność pomiaru
Chropowatość powierzchni mierzonej powierzchni części i powierzchni pomiarowej narzędzia pomiarowego będzie miała bezpośredni wpływ na dokładność pomiaru, szczególnie w pomiarach precyzyjnych.
Ponadto chropowatość powierzchni będzie miała różny wpływ na powłokę galwaniczną, przewodność cieplną i rezystancję styku części, właściwości odbijania i promieniowania, odporność na przepływ cieczy i gazów oraz przepływ prądu na powierzchni przewodników.
