Enzyklopädie der Oberflächenrauheit

1. Das Konzept der Metalloberflächenrauheit

Unter Oberflächenrauheit versteht man die Unebenheit kleiner Abstände und winziger Spitzen und Täler einer bearbeiteten Oberfläche. Der Abstand (Wellenabstand) zwischen den beiden Spitzen oder zwei Tälern ist sehr klein (unter 1 mm), was zum mikroskopischen geometrischen Formfehler gehört.

Konkret bezieht es sich auf die Höhe und den Abstand S kleiner Gipfel und Täler. Im Allgemeinen geteilt durch S:

• S<1mm ist die Oberflächenrauheit;

• 1≤S≤10mm ist Welligkeit;
• S>10 mm ist F-Form.

2. VDI3400, Ra, Rmax-Vergleichstabelle

Die nationale Norm schreibt vor, dass zur Bewertung der Oberflächenrauheit üblicherweise drei Indikatoren verwendet werden (Einheit ist μm): die durchschnittliche arithmetische Abweichung Ra des Profils, die durchschnittliche Höhe Rz der Unebenheiten und die maximale Höhe Ry. Der Ra-Index wird häufig in der tatsächlichen Produktion verwendet. Die maximale Mikrohöhenabweichung Ry des Profils wird in Japan und anderen Ländern häufig durch das Rmax-Symbol ausgedrückt, und in Europa und den Vereinigten Staaten wird häufig der VDI-Index verwendet. Nachfolgend finden Sie die Vergleichstabelle VDI3400, Ra, Rmax.

VDI3400, Ra, Rmax-Vergleichstabelle

3. Faktoren zur Bildung der Oberflächenrauheit

Die Oberflächenrauheit wird im Allgemeinen durch die verwendete Bearbeitungsmethode und andere Faktoren wie die Reibung zwischen dem Werkzeug und der Oberfläche des Werkzeugs bestimmtCNC-BearbeitungsteilWährend der Bearbeitung kommt es zu einer plastischen Verformung des Oberflächenschichtmetalls beim Abtrennen des Spans und zu hochfrequenten Vibrationen im Prozesssystem, in Entladungsgruben für die elektrische Bearbeitung usw. Aufgrund der unterschiedlichen Bearbeitungsmethoden und Werkstückmaterialien sind Tiefe, Dichte und Form unterschiedlich und Textur der auf der bearbeiteten Oberfläche hinterlassenen Spuren sind unterschiedlich.

4. Die wichtigsten Erscheinungsformen des Einflusses der Oberflächenrauheit auf Teile

1) Beeinflusst die Verschleißfestigkeit. Je rauer die Oberfläche, desto kleiner ist die effektive Kontaktfläche zwischen den Passflächen, desto größer ist der Druck, desto größer ist der Reibungswiderstand und desto schneller ist der Verschleiß.
2) Beeinflussen Sie die Stabilität der Passform. Bei der Spielpassung gilt: Je rauer die Oberfläche, desto leichter verschleißt sie, sodass sich der Spalt während des Arbeitsprozesses allmählich vergrößert. Verbindungsstärke.

3) Beeinflussen Sie die Dauerfestigkeit. Auf der Oberfläche rauer Teile befinden sich große Vertiefungen, die empfindlich auf Spannungskonzentrationen wie scharfe Kerben und Risse reagieren und so die Ermüdungsfestigkeit beeinträchtigenPräzisionsteile.
4) Beeinträchtigung der Korrosionsbeständigkeit. Eine raue Oberfläche von Teilen kann leicht dazu führen, dass korrosive Gase oder Flüssigkeiten durch die mikroskopisch kleinen Täler auf der Oberfläche in die innere Schicht des Metalls eindringen und Oberflächenkorrosion verursachen.

5) Beeinflussen Sie die Dichtheit. Raue Oberflächen können nicht fest sitzen und Gas oder Flüssigkeit entweicht durch die Lücken zwischen den Kontaktflächen.
6) Beeinflusst die Kontaktsteifigkeit. Die Kontaktsteifigkeit ist die Fähigkeit der Verbindungsfläche von Teilen, einer Kontaktverformung unter Einwirkung äußerer Kraft zu widerstehen. Die Steifigkeit einer Maschine wird maßgeblich durch die Steifigkeit des Kontakts zwischen den Maschinen bestimmtCNC-Drehmaschinenteile.
7) Beeinflussen Sie die Messgenauigkeit. Die Oberflächenrauheit der gemessenen Oberfläche des Teils und der Messoberfläche des Messwerkzeugs wirken sich direkt auf die Genauigkeit der Messung aus, insbesondere bei Präzisionsmessungen.

Darüber hinaus hat die Oberflächenrauheit unterschiedlichen Einfluss auf die Beschichtung, die Wärmeleitfähigkeit und den Kontaktwiderstand, die Reflexions- und Strahlungsleistung von Teilen, den Widerstand gegen Flüssigkeits- und Gasströmungen und den Stromfluss auf der Oberfläche von Leitern.

5. Grundlage für die Bewertung der Oberflächenrauheit

1. Abtastlänge

   Die Probenahmelänge ist die Länge einer Referenzlinie, die bei der Beurteilung der Oberflächenrauheit angegeben wird. Entsprechend den Formations- und Textureigenschaften der tatsächlichen Oberfläche des Teils sollte die Länge ausgewählt werden, die die Oberflächenrauheitseigenschaften widerspiegeln kann, und die Probenahmelänge sollte entsprechend dem allgemeinen Trend der tatsächlichen Oberflächenkontur gemessen werden. Der Zweck der Festlegung und Auswahl der Probenahmelänge besteht darin, den Einfluss von Oberflächenwelligkeit und Formfehlern auf die Messergebnisse der Oberflächenrauheit zu begrenzen und abzuschwächen.

2. Bewertungsdauer

Die Bewertungslänge ist eine für die Profilbewertung erforderliche Länge und kann eine oder mehrere Abtastlängen umfassen. Da die Oberflächenrauheit jedes Teils der Oberfläche des Teils nicht unbedingt gleichmäßig ist, kann ein bestimmtes Oberflächenrauheitsmerkmal nicht angemessen in einer Probenahmelänge widergespiegelt werden. Daher ist es erforderlich, mehrere Probenahmelängen auf der Oberfläche zu nehmen, um die Oberflächenrauheit zu bewerten. Die Auswertungslänge besteht im Allgemeinen aus 5 Stichprobenlängen.

3. Grundlinie

Die Referenzlinie ist die Mittellinie des Profils, die zur Bewertung der Oberflächenrauheitsparameter verwendet wird. Es gibt zwei Arten von Referenzlinien: die kleinste quadratische Mittellinie der Kontur: Innerhalb der Abtastlänge ist die Summe der Quadrate der Konturversatzabstände jedes Punktes auf der Konturlinie am kleinsten und weist eine geometrische Konturform auf . Das arithmetische Mittel der Mittellinie der Kontur: Innerhalb der Abtastlänge sind die Flächen der Konturen oberhalb und unterhalb der Mittellinie gleich. Theoretisch ist die Mittellinie der kleinsten Quadrate eine ideale Basislinie, aber in praktischen Anwendungen ist es schwierig, sie zu erhalten. Daher wird sie im Allgemeinen durch die arithmetische Mittellinie der Kontur ersetzt, und eine gerade Linie mit einer ungefähren Position kann dazu verwendet werden Ersetzen Sie es während der Messung.

6. Parameter zur Bewertung der Oberflächenrauheit

1. Höhencharakteristische Parameter

Arithmetische mittlere Abweichung des Ra-Profils: das arithmetische Mittel des Absolutwerts der Profilabweichung innerhalb der Stichprobenlänge (lr). Bei der tatsächlichen Messung ist Ra umso genauer, je mehr Messpunkte es gibt.

Maximale Höhe des Rz-Profils: der Abstand zwischen der Profilspitzenlinie und der Talunterlinie.

Ra wird im üblichen Bereich der Amplitudenparameter bevorzugt. In der nationalen Norm vor 2006 gab es einen weiteren Bewertungsparameter, nämlich die „Zehn-Punkte-Höhe der Mikrorauheit“, ausgedrückt durch Rz, und die maximale Höhe der Kontur wurde durch Ry ausgedrückt. Nach 2006 wurde in der nationalen Norm die Zehn-Punkte-Höhe der Mikrorauheit abgeschafft und Rz verwendet. Gibt die maximale Höhe des Profils an.

2. Abstandsmerkmalsparameter

RsmDurchschnittliche Breite der Konturelemente. Innerhalb der Probenahmelänge der Durchschnittswert des Abstands zwischen den mikroskopischen Unregelmäßigkeiten des Profils. Der Mikrorauheitsabstand bezieht sich auf die Länge der Profilspitze und des angrenzenden Profiltals auf der Mittellinie. Bei gleichem Ra-Wert ist der Rsm-Wert nicht unbedingt gleich, sodass die reflektierte Textur unterschiedlich sein wird. Oberflächen, die auf die Textur achten, achten normalerweise auf die beiden Indikatoren Ra und Rsm.

DerRmrDer Formmerkmalsparameter wird durch das Konturunterstützungslängenverhältnis dargestellt, das das Verhältnis der Konturunterstützungslänge zur Abtastlänge darstellt. Die Profilunterstützungslänge ist die Summe der Längen der Schnittlinien, die durch Schneiden des Profils mit einer geraden Linie parallel zur Mittellinie und einem Abstand von c von der Profilscheitellinie innerhalb der Probenahmelänge erhalten werden.

7. Methode zur Messung der Oberflächenrauheit

1. Vergleichsmethode

Es dient zur Vor-Ort-Messung in der Werkstatt und wird häufig zur Messung mittlerer oder rauer Oberflächen eingesetzt. Die Methode besteht darin, die gemessene Oberfläche mit einer Rauheitsprobe zu vergleichen, die mit einem bestimmten Wert gekennzeichnet ist, um den Wert der gemessenen Oberflächenrauheit zu bestimmen.

2. Stylus-Methode

   Zur Messung der Oberflächenrauheit wird ein Diamantstift mit einem Spitzenkrümmungsradius von etwa 2 Mikrometern verwendet, der langsam entlang der gemessenen Oberfläche gleitet. Die Auf- und Abbewegung des Diamantstichels wird von einem elektrischen Längensensor in ein elektrisches Signal umgewandelt und nach Verstärkung, Filterung und Berechnung auf einem Anzeigeinstrument angezeigt. Der Oberflächenrauheitswert kann ermittelt werden, und mit dem Rekorder kann auch die Profilkurve des gemessenen Abschnitts aufgezeichnet werden. Im Allgemeinen wird das Messgerät, das nur den Oberflächenrauheitswert anzeigen kann, als Oberflächenrauheitsmessgerät bezeichnet, und dasjenige, das die Oberflächenprofilkurve aufzeichnen kann, wird als Oberflächenrauheitsprofilgerät bezeichnet. Diese beiden Messwerkzeuge verfügen über elektronische Berechnungsschaltungen oder elektronische Computer, die die arithmetische mittlere Abweichung Ra der Kontur, die Zehnpunkthöhe Rz der mikroskopischen Unebenheiten, die maximale Höhe Ry der Kontur und andere Bewertungsparameter automatisch mit hoher Geschwindigkeit berechnen können Messeffizienz und geeignet für Die gemessene Oberflächenrauheit von Ra beträgt 0,025–6,3 Mikrometer.

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