Drsnosť povrchu je rozhodujúca pre väčšinu povrchov zapojených do klzného kontaktu, pretože faktory, ako je počiatočná rýchlosť opotrebenia a jeho pokračujúci charakter, sú veľmi závislé od tejto vlastnosti. Tieto povrchy sú zvyčajne nosné-a vyžadujú si označenie drsnosti, aby sa zabezpečila ich vhodnosť na zamýšľané použitie.
Mnoho komponentov vyžaduje špecifické povrchové úpravy na dosiahnutie požadovaných funkcií. Príklady zahŕňajú radiálne ložiská na karosérii auta pred lakovaním alebo na kľukovom alebo vačkovom hriadeli.
[obrázok]
Čo je drsnosť povrchu?
Drsnosť povrchu, ako ju bežne označujeme pri každodenných meraniach, možno chápať ako nerovnomernosť jemných medzier a malých vrcholov a prehĺbení počas výroby produktu.
Zvyčajne sa definuje ako minútová vzdialenosť (vlnová dĺžka) medzi dvoma vrcholmi alebo dvoma údoliami. Typicky je vlnová dĺžka do 1 mm alebo menej. Možno ho definovať aj ako meranie mikro-profilov, bežne známych ako mikro-chybové hodnoty.
Stručne povedané, teraz možno máte všeobecný prehľad o drsnosti. Nasledujúca časť poskytuje podrobnejšiu analýzu.
Vo všeobecnosti používame základnú líniu na vyhodnotenie drsnosti povrchu. Najvyšší bod nad základnou čiarou sa nazýva hrebeň a najnižší bod pod základnou čiarou sa nazýva koryto. Výška medzi hrebeňom a žľabom je znázornená ako Z a vzdialenosť medzi mikro-štruktúrou spracovávaného produktu je znázornená ako S.
[obrázok]
Hodnota S je zvyčajne definovaná v národných overovacích normách takto:
S < 1 mm: Definované ako drsnosť povrchu
1 Menšie alebo rovné S Menšie alebo rovné 10 mm: definované ako zvlnenie povrchu
Čínske národné metrologické overovacie normy stanovujú, že drsnosť povrchu sa zvyčajne hodnotí pomocou troch parametrov: VDA3400, Ra a Rmax, pričom jednotka merania sa zvyčajne vyjadruje v μm.
Vzťah medzi hodnotiacimi parametrami
Ra je definovaná ako priemerná aritmetická odchýlka krivky (priemerná drsnosť), Rz je definovaná ako priemerná výška nerovnosti a Ry je definovaná ako maximálna výška. Maximálny výškový rozdiel Ry mikro-profilu predstavuje Rmax aj v iných normách.
Špecifický vzťah medzi Ra a Rmax nájdete v tabuľke nižšie:
[obrázok]
Tabuľka: Porovnanie parametrov Ra a Rmax (µm)
Ako vzniká drsnosť povrchu?
Drsnosť povrchu je spôsobená procesom obrábania obrobku. Drsnosť povrchu ovplyvňuje metóda obrábania, materiál obrobku a proces.
Napríklad pri elektroerozívnom obrábaní (EDM) vznikajú na povrchu obrábaného dielu výbojové hrbole.
Rôzne procesy obrábania a materiály obrobkov vedú k vzniku rôznych mikroskopických stôp zanechaných na povrchu obrábanej časti, ako sú zmeny hustoty, hĺbky a tvaru.
Vplyv drsnosti povrchu na obrobky
Odolnosť obrobku proti opotrebeniu, stabilita lícovania, únavová pevnosť, odolnosť proti korózii, tesniaci výkon, kontaktná tuhosť, presnosť merania, povlaky, tepelná vodivosť a kontaktný odpor, odrazivosť a radiačné vlastnosti, odolnosť voči prúdeniu kvapaliny a plynu a prúdenie prúdu na povrchoch vodičov, to všetko má rôzny stupeň vplyvu.
Hodnotiace kritériá pre drsnosť povrchu
① Dĺžka vzorkovania: Jednotková dĺžka každého parametra. Vzorkovacia dĺžka je dĺžka referenčnej čiary špecifikovanej na vyhodnotenie drsnosti povrchu. Podľa normy ISO 1997 sa ako referenčné dĺžky vo všeobecnosti používajú 0,08 mm, 0,25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm a 8 mm.
② Dĺžka hodnotenia: Pozostáva z N referenčných dĺžok. Drsnosť povrchu rôznych častí komponentu nemôže byť presne vyjadrená jednou referenčnou dĺžkou; preto je potrebných N vzorkovacích dĺžok na vyhodnotenie drsnosti povrchu. Podľa normy ISO 1997 je dĺžka hodnotenia vo všeobecnosti N rovná 5.
③ Referenčná čiara: Referenčná čiara je stredová čiara profilu používaná na vyhodnotenie parametrov drsnosti. Vo všeobecnosti existujú stredové čiary najmenších štvorcov a stredové čiary aritmetického priemeru profilu.
[Stredná čiara najmenších štvorcov] sa vypočíta pomocou metódy najmenších štvorcov z bodov získaných počas merania.
[Profile Arithmetic Mean Central Line] zaisťuje, že oblasti dvoch častí profilu nad a pod stredovou čiarou sú rovnaké v rámci dĺžky vzorkovania.
Teoreticky je ideálnou referenčnou čiarou stredová čiara najmenších štvorcov, ale je ťažké ju získať v praktických aplikáciách. Preto sa namiesto toho vo všeobecnosti používa stredová čiara profilu a pri meraní sa môže použiť priamka s približnou polohou.
Ako sa získa drsnosť povrchu?
Hodnotenie drsnosti povrchu sa vo výrobe čoraz viac oceňuje. Na štúdium drsnosti povrchu je potrebný špecializovaný stroj: prístroj na meranie drsnosti povrchu. (Obrázok: séria Formtracer Avant) Prístroj na meranie drsnosti povrchu používa vysoko citlivý diamantový hrot na prechádzanie po povrchu, podobne ako fonografový snímač. Potom oddelí malú-hrubosť vlnových dĺžok veľkých-zvlnení a obrysov od dlhších vlnových dĺžok-proces známy ako elektronické filtrovanie.
*Charakteristiky nástrojov na meranie drsnosti-typu dotykového pera sú definované v norme ISO 3274:1996.
(Obrázok: Schematický diagram nástroja na meranie drsnosti povrchu-typu dotykového pera)
Zatiaľ čo najpresnejšie a úplnejšie merania drsnosti povrchu využívajú špecializované meracie stroje, v niektorých prípadoch možno použiť súpravy ručných nástrojov na rýchlejšiu a lacnejšiu{0}}operáciu, ako je uvedené nižšie:
Dosky na porovnávanie drsnosti sú vzorky na báze niklu{0}}vyrobené galvanoplastikou. Sú ideálne na obrábanie kovov a sú vysoko účinnými pomocnými nástrojmi.
Operátor jednoducho prechádza nechtom po každom povrchu v súprave, aby našiel najbližšiu zhodu s porovnávaným obrobkom. Niektorí ľudia používajú tieto sady modelov ako vyhľadávacie tabuľky, ale je dôležité poznamenať, že nejde o materiálne štandardy. Stroje na meranie drsnosti ponúkajú rôzne funkcie, používajú rôzne metódy vyhodnocovania a líšia sa cenou. Pred výberom stroja je vhodné konzultovať s profesionálnymi výrobcami výber najvhodnejšieho modelu podľa vašich potrieb.
