Chropowatość powierzchni ma kluczowe znaczenie w przypadku większości powierzchni objętych kontaktem ślizgowym, ponieważ czynniki takie jak początkowa szybkość zużycia i jego ciągły charakter w dużym stopniu zależą od tej właściwości. Powierzchnie te są zazwyczaj nośne-i wymagają oznaczenia chropowatości, aby zapewnić przydatność do zamierzonego zastosowania.
Wiele komponentów wymaga specjalnego wykończenia powierzchni, aby osiągnąć wymagane funkcje. Przykładami są łożyska poprzeczne w karoserii samochodu przed malowaniem lub na wale korbowym lub wałku rozrządu.
[Obraz]
Co to jest chropowatość powierzchni?
Chropowatość powierzchni, jak powszechnie ją określamy w codziennych pomiarach, można rozumieć jako nierówności drobnych szczelin oraz drobnych szczytów i dolin podczas wytwarzania produktu.
Zwykle definiuje się ją jako minimalną odległość (długość fali) pomiędzy dwoma szczytami lub dwiema dolinami. Zazwyczaj długość fali mieści się w granicach 1 mm lub mniej. Można go również zdefiniować jako pomiar mikro-profili, powszechnie znanych jako wartości-mikrobłędów.
Podsumowując, możesz teraz mieć ogólną wiedzę na temat chropowatości. W poniższej sekcji przedstawiono bardziej szczegółową analizę.
Ogólnie rzecz biorąc, do oceny chropowatości powierzchni używamy linii bazowej. Najwyższy punkt nad linią bazową nazywany jest grzbietem, a najniższy punkt poniżej linii bazowej nazywany jest doliną. Wysokość między grzbietem a doliną jest reprezentowana przez Z, a odstępy między mikro-teksturą przetworzonego produktu są reprezentowane przez S.
[Obraz]
Wartość S jest zwykle definiowana w krajowych standardach weryfikacji w następujący sposób:
S < 1 mm: Zdefiniowana jako chropowatość powierzchni
1 Mniejsza lub równa S Mniejsza lub równa 10 mm: Zdefiniowana jako falistość powierzchni
Chińskie krajowe normy weryfikacji metrologicznej stanowią, że chropowatość powierzchni jest zwykle oceniana przy użyciu trzech parametrów: VDA3400, Ra i Rmax, przy czym jednostką miary jest zwykle wyrażana w μm.
Zależność pomiędzy parametrami oceny
Ra definiuje się jako średnie odchylenie arytmetyczne krzywej (średnia chropowatość), Rz definiuje się jako średnią wysokość nierówności, a Ry definiuje się jako maksymalną wysokość. Maksymalna różnica wysokości Ry mikro-profilu jest również reprezentowana przez Rmax w innych standardach.
W poniższej tabeli przedstawiono konkretną zależność pomiędzy Ra i Rmax:
[Obraz]
Tabela: Porównanie parametrów Ra i Rmax (µm)
Jak powstaje chropowatość powierzchni?
Chropowatość powierzchni wynika z procesu obróbki przedmiotu obrabianego. Metoda obróbki, materiał przedmiotu obrabianego i proces wpływają na chropowatość powierzchni.
Na przykład podczas obróbki elektroerozyjnej (EDM) na powierzchni obrabianej części pojawiają się wyładowania.
Różne procesy obróbki i materiały przedmiotu obrabianego powodują powstawanie różnych mikroskopijnych śladów na powierzchni obrabianej części, takich jak różnice w gęstości, głębokości i kształcie.
Wpływ chropowatości powierzchni na przedmioty obrabiane
Odporność na zużycie przedmiotu obrabianego, stabilność dopasowania, wytrzymałość zmęczeniowa, odporność na korozję, skuteczność uszczelniania, sztywność styku, dokładność pomiaru, powłoki, przewodność cieplna i rezystancja styku, współczynnik odbicia i właściwości promieniowania, odporność na przepływ cieczy i gazu oraz przepływ prądu na powierzchniach przewodników mają różny stopień wpływu.
Kryteria oceny chropowatości powierzchni
① Długość próbkowania: Długość jednostkowa każdego parametru. Długość próbkowania to długość linii odniesienia określonej do oceny chropowatości powierzchni. Zgodnie z normą ISO 1997 jako długości odniesienia powszechnie stosuje się 0,08 mm, 0,25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm i 8 mm.
② Długość szacunkowa: Składa się z N długości referencyjnych. Chropowatości powierzchni różnych części komponentu nie można dokładnie przedstawić za pomocą pojedynczej długości odniesienia; dlatego do oceny chropowatości powierzchni potrzebnych jest N długości próbkowania. Zgodnie z normą ISO 1997 długość oceny wynosi zazwyczaj N równe 5.
③ Linia odniesienia: Linia odniesienia to linia środkowa profilu używana do oceny parametrów chropowatości. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją linie środkowe metodą najmniejszych kwadratów i średnie arytmetyczne linii środkowych profilu.
[Linia środkowa najmniejszych kwadratów] jest obliczana metodą najmniejszych kwadratów na podstawie punktów zebranych podczas pomiaru.
[Średnia arytmetyczna linii środkowej profilu] zapewnia, że obszary dwóch części profilu powyżej i poniżej linii środkowej są równe w obrębie długości próbkowania.
Teoretycznie idealną linią odniesienia jest linia środkowa metodą najmniejszych kwadratów, ale w praktycznych zastosowaniach jest ona trudna do uzyskania. Dlatego zamiast tego zwykle stosuje się średnią arytmetyczną linii środkowej profilu, a podczas pomiaru można zastosować linię prostą z przybliżonym położeniem.
Jak uzyskuje się chropowatość powierzchni?
Ocena chropowatości powierzchni jest coraz bardziej ceniona w produkcji. Do badania chropowatości powierzchni potrzebna jest specjalistyczna maszyna: przyrząd do pomiaru chropowatości powierzchni. (Zdjęcie: seria Formtracer Avant) Przyrząd do pomiaru chropowatości powierzchni wykorzystuje bardzo czuły rysik diamentowy do przemieszczania się po powierzchni, podobnie jak przetwornik gramofonowy. Następnie oddziela niewielką-chropowatość długości fali w przypadku-fal i konturów o dużej skali od dłuższych fal-w procesie znanym jako filtrowanie elektroniczne.
* Charakterystyki przyrządów do pomiaru chropowatości typu-z końcówką są określone w normie ISO 3274:1996.
(Zdjęcie: Schemat ideowy przyrządu do pomiaru chropowatości powierzchni-typu rysikowego)
Chociaż do najdokładniejszych i kompletnych pomiarów chropowatości powierzchni wykorzystuje się specjalistyczne maszyny pomiarowe, w niektórych przypadkach można zastosować ręczne zestawy narzędzi, aby przyspieszyć i obniżyć-koszty operacji, jak pokazano poniżej:
Płytki porównawcze chropowatości to próbki-niklu wykonane metodą elektroformowania. Idealnie nadają się do obróbki metali i są bardzo skutecznymi narzędziami pomocniczymi.
Operator po prostu przesuwa paznokciem po każdej powierzchni w zestawie, aby znaleźć najbardziej pasujące do porównywanego przedmiotu. Niektórzy ludzie używają tych zestawów modeli jako tabel przeglądowych, ale należy pamiętać, że nie są to standardy materiałowe. Maszyny do pomiaru chropowatości oferują różne funkcje, wykorzystują różne metody oceny i różnią się kosztem. Przed wyborem maszyny warto skonsultować się z profesjonalnymi producentami, aby wybrać najbardziej odpowiedni model w zależności od potrzeb.
