Hvad er overfladeruhed, og hvorfor betyder det noget?

I Hvad er overfladeruhed?

 

Overfladeruhed, også kendt som Surface Roughness på engelsk, henviser til det, vi almindeligvis måler som overfladeruhed i det daglige arbejde. Det kan forstås som de små uregelmæssigheder, herunder fine afstande og små toppe og dale, der opstår under produktbearbejdningsprocessen.

 

Det er generelt defineret som den lille afstand (bølgelængde) mellem to topværdier eller to dalværdier. Typisk er bølgelængden mindre end 1 mm eller endnu mindre. Det kan også defineres som måling af mikroskopiske profiler, almindeligvis omtalt som mikrofejlværdier.

 

Når vi vurderer ruhed, er der normalt en referencelinje. Det højeste punkt over referencelinjen kaldes toppunktet, mens det laveste punkt under referencelinjen kaldes dalpunktet. Højden mellem toppen og dalen er repræsenteret af Z, og afstanden mellem den mikroskopiske tekstur af det bearbejdede produkt er repræsenteret af S.

 

▲ Referencelinje

Størrelsen af ​​S-værdien er generelt defineret i nationale standarder:

S < 1 mm er defineret som overfladeruhed.

1 Mindre end eller lig med S Mindre end eller lig med 10 mm er defineret som overfladebølger.

 

I Kinas nationale metrologiske verifikationsstandarder vurderes overfladeruhed typisk ved hjælp af parametrene VDI3400, Ra og Rmax, med måleenheder normalt udtrykt i μm.

 

Forholdet mellem evalueringsparametre

• Ra er defineret som den aritmetiske gennemsnitlige afvigelse af kurven (gennemsnitlig ruhed).
• Rz er defineret som tipunktshøjden af ​​mikrouregelmæssigheder. Ry er defineret som den maksimale højde. Den maksimale højdeforskel på det mikroskopiske profil, Ry, omtales også som Rmax i nogle sammenhænge.

 

For det specifikke forhold mellem Ra og Rmax, se venligst nedenstående tabel:

 

▲ Tabel: Sammenligning af Ra- og Rmax-parametre (μm)

 

 

II Hvordan dannes overfladeruhed?

 

Dannelsen af ​​overfladeruhed er forårsaget af bearbejdningsprocessen af ​​emnet. Faktorer som bearbejdningsmetoden, emnets materiale og procesparametrene påvirker alle overfladens ruhed.

 

For eksempel kan overfladen af ​​den behandlede del under bearbejdning af elektrisk udladning have udladningshuller.
 

Da bearbejdningsteknikker og -materialer varierer, adskiller de mikroskopiske spor efterladt på de bearbejdede dels overflader sig med hensyn til tæthed, dybde og formvariationer.

 

 

III Indvirkningen af ​​overfladeruhed på arbejdsemner

 

Overfladeruhed kan påvirke emnet i forskellige aspekter, herunder:

Slidstyrke

Stabilitet af pasform

Træthedsstyrke

Korrosionsbestandighed

Tætningsydelse

Kontaktstivhed

Målenøjagtighed

....

 

Derudover påvirker det belægningsadhæsion, termisk ledningsevne og kontaktmodstand, reflektivitet og strålingsevne, modstand mod væske- og gasstrømning og elektrisk strømflow på lederoverflader, blandt andre faktorer.

 

▲ Overfladeruhed

 

 

IV Kriterier for vurdering af overfladeruhed

 

1. Prøvelængde

Dette refererer til standardlængden af ​​en referencelinje specificeret til evaluering af overfladeruhed. I henhold til ISO 1997-standarder omfatter typiske referencelængder 0.08 mm, 0,25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm og 8 mm.

 

2. Evalueringslængde

Evalueringslængde består af flere referencelængder, betegnet som N. Overfladeruhed på tværs af forskellige områder af en del kan ikke repræsenteres nøjagtigt af en enkelt referencelængde, så der kræves flere prøveudtagningslængder til evaluering. ISO 1997-standarder angiver, at evalueringslængden typisk omfatter N=5 referencelængder.

 

3. Referencelinje

Dette er midterlinjen, der bruges til at evaluere ruhedsparametre. Almindelige metoder omfatter:

• Mindste kvadraters middellinje: Beregnet ved hjælp af mindste kvadraters metode baseret på de indsamlede datapunkter.
• Profilens aritmetiske middellinje: Linjen inden for prøvetagningslængden, hvor arealerne over og under linjen er lige store

 

Selvom den mindste kvadraters middellinje er teoretisk ideel, er den udfordrende at anvende i praksis. Derfor bruges profilens aritmetiske middellinje ofte som en erstatning, med en nærliggende lige linje brugt til måleformål.

 

 

V Hvordan måler man overfladeruhed?

 

Evalueringen af ​​overfladeruhed er blevet stadig vigtigere i fremstillingen. For at studere overfladeruhed kræves der specialudstyr, såsom:

 

Instrumenter til måling af overfladeruhed

 

▲ Formtracer Avant Series Multifunktionsmålemaskine

 

Instrumenter til måling af overfladeruhed fungerer ved at bruge en meget følsom diamantpen, der glider hen over overfladen, svarende til en fonografnål. Instrumentet filtrerer elektronisk ruheden af ​​korte bølgelængder fra længere bølgelængder af profilen.

 

▲ Instrument til måling af overfladeruhed af sondetype

 

Skematisk af måleinstrumentet til måling af overfladeruhed af sondetype:

 

▲ Skematisk af måleinstrumentet til måling af overfladeruhed af sondetype

 

Typer af sonder:

 

▲ Typer af sonder

 

 

Håndholdt værktøj til måling

 

▲ Håndholdte værktøjer til måling

 

Ruhedssammenligningsprøver, fremstillet ved hjælp af nikkel gennem elektroformning, er ideelle til metalbearbejdning. De tjener som effektive hjælpeværktøjer til at bestemme ruhedsværdier ved at sammenligne emnet med prøverne.

 

Ved brug af disse værktøjer bestemmer operatører ruhedsværdien ved visuelt og taktuelt at sammenligne emnets overflade med ruhedsprøven.