Enciclopedia de rugosidad de superficies

1. El concepto de rugosidad de la superficie del metal.

La rugosidad de la superficie se refiere a las irregularidades de pequeñas pendientes y pequeños picos y valles que tiene una superficie mecanizada. La distancia (distancia de onda) entre los dos picos o dos valles es muy pequeña (por debajo de 1 mm), lo que pertenece al error de forma geométrica microscópica.

Específicamente, se refiere al grado de altura y distancia S de pequeños picos y valles. Generalmente dividido por S:

• S<1 mm es la rugosidad de la superficie;

• 1≤S≤10 mm es ondulación;
• S>10 mm tiene forma de f.

2. Tabla comparativa VDI3400, Ra, Rmax

La norma nacional estipula que se utilizan comúnmente tres indicadores para evaluar la rugosidad de la superficie (la unidad es μm): la desviación aritmética promedio Ra del perfil, la altura promedio Rz del desnivel y la altura máxima Ry. El índice Ra se utiliza a menudo en la producción real. La desviación máxima de microaltura Ry del perfil a menudo se expresa mediante el símbolo Rmax en Japón y otros países, y el índice VDI se usa comúnmente en Europa y Estados Unidos. A continuación se muestra la tabla comparativa de VDI3400, Ra, Rmax.

Tabla comparativa VDI3400, Ra, Rmax

3. Factores de formación de rugosidad superficial.

La rugosidad de la superficie generalmente está formada por el método de procesamiento utilizado y otros factores, como la fricción entre la herramienta y la superficie delpieza de mecanizado cncdurante el procesamiento, la deformación plástica de la capa superficial del metal cuando se separa el chip y la vibración de alta frecuencia en el sistema de proceso, pozos de descarga de mecanizado eléctrico, etc. Debido a los diferentes métodos de procesamiento y materiales de la pieza de trabajo, la profundidad, densidad y forma y la textura de las huellas dejadas en la superficie procesada son diferentes.

4. Las principales manifestaciones de la influencia de la rugosidad superficial en las piezas.

1) Afecta la resistencia al desgaste. Cuanto más rugosa es la superficie, menor es el área de contacto efectiva entre las superficies de contacto, mayor es la presión, mayor es la resistencia a la fricción y más rápido es el desgaste.
2) Afectar la estabilidad del ajuste. Para el ajuste con holgura, cuanto más rugosa sea la superficie, más fácil será de desgastar, de modo que la holgura aumente gradualmente durante el proceso de trabajo; Fuerza de conexión.

3) Afecta la resistencia a la fatiga. Hay grandes depresiones en la superficie de las piezas rugosas, que son sensibles a la concentración de tensiones, como muescas y grietas afiladas, lo que afecta la resistencia a la fatiga de las piezas.piezas de precisión.
4) Afecta la resistencia a la corrosión. La superficie rugosa de las piezas puede provocar fácilmente que gas o líquido corrosivo penetre en la capa interna del metal a través de los valles microscópicos de la superficie, provocando corrosión superficial.

5) Afecta la estanqueidad. Las superficies rugosas no pueden encajar perfectamente y se filtra gas o líquido a través de los espacios entre las superficies de contacto.
6) Afecta la rigidez de contacto. La rigidez de contacto es la capacidad de la superficie de unión de las piezas para resistir la deformación de contacto bajo la acción de una fuerza externa. La rigidez de una máquina está determinada en gran medida por la rigidez del contacto entre lospiezas de torno cnc.
7) Afecta la precisión de la medición. La rugosidad de la superficie medida de la pieza y la superficie de medición de la herramienta de medición afectarán directamente la precisión de la medición, especialmente en mediciones de precisión.

Además, la rugosidad de la superficie tendrá diversos grados de influencia en el revestimiento, la conductividad térmica y la resistencia de contacto, el rendimiento de reflexión y radiación de las piezas, la resistencia al flujo de líquidos y gases y el flujo de corriente en la superficie de los conductores.

5. base de evaluación de rugosidad superficial

1. Duración del muestreo

   La longitud de muestreo es la longitud de una línea de referencia especificada en la evaluación de la rugosidad de la superficie. De acuerdo con las características de formación y textura de la superficie real de la pieza, se debe seleccionar la longitud que pueda reflejar las características de rugosidad de la superficie y la longitud de muestreo se debe medir de acuerdo con la tendencia general del contorno de la superficie real. El propósito de especificar y seleccionar la longitud de muestreo es limitar y debilitar la influencia de la ondulación de la superficie y los errores de forma en los resultados de la medición de la rugosidad de la superficie.

2. Duración de la evaluación

La longitud de evaluación es una longitud necesaria para evaluar el perfil y puede incluir una o varias longitudes de muestreo. Dado que la rugosidad de la superficie de cada parte de la superficie de la pieza no es necesariamente uniforme, una determinada característica de rugosidad de la superficie no puede reflejarse razonablemente en una longitud de muestreo, por lo que es necesario tomar varias longitudes de muestreo en la superficie para evaluar la rugosidad de la superficie. La duración de la evaluación generalmente consta de 5 duraciones de muestreo.

3. Línea de base

La línea de referencia es la línea central del perfil utilizada para evaluar los parámetros de rugosidad de la superficie. Hay dos tipos de líneas de referencia: la línea mediana de mínimos cuadrados de la línea de contorno: dentro de la longitud de muestreo, la suma de los cuadrados de las distancias de desplazamiento del contorno de cada punto en la línea de contorno es la más pequeña y tiene una forma de contorno geométrica. . La media aritmética de la línea media del contorno: dentro de la longitud de muestreo, las áreas de los contornos por encima y por debajo de la línea media son iguales. Teóricamente, la línea mediana de mínimos cuadrados es una línea base ideal, pero es difícil de obtener en aplicaciones prácticas, por lo que generalmente se reemplaza por la línea mediana aritmética del contorno, y se puede usar una línea recta con una posición aproximada para reemplácelo durante la medición.

6. Parámetros de evaluación de rugosidad superficial.

1. Parámetros característicos de altura.

Desviación media aritmética del perfil Ra: la media aritmética del valor absoluto de la desviación del perfil dentro de la longitud de muestreo (lr). En la medición real, cuanto mayor sea el número de puntos de medición, más preciso será Ra.

Altura máxima del perfil Rz: la distancia entre la línea del pico del perfil y la línea inferior del valle.

Se prefiere Ra en el rango habitual de parámetros de amplitud. En la norma nacional anterior a 2006, había otro parámetro de evaluación que era “la altura de microrugosidad de diez puntos” expresada por Rz, y la altura máxima del contorno la expresaba Ry. Después de 2006, la norma nacional canceló la altura de microrugosidad de diez puntos y se utilizó Rz. Indica la altura máxima del perfil.

2. Parámetros de la función de espaciado

rsmAncho medio de los elementos del contorno. Dentro de la longitud de muestreo, el valor medio de la distancia entre las irregularidades microscópicas del perfil. La separación de microrugosidades se refiere a la longitud del pico del perfil y el valle del perfil adyacente en la línea central. En el caso del mismo valor Ra, el valor Rsm no es necesariamente el mismo, por lo que la textura reflejada será diferente. Las superficies que prestan atención a la textura suelen prestar atención a los dos indicadores de Ra y Rsm.

ElRMREl parámetro de característica de forma está representado por la relación de longitud del soporte del contorno, que es la relación entre la longitud del soporte del contorno y la longitud de muestreo. La longitud de soporte del perfil es la suma de las longitudes de las líneas de sección obtenidas al cruzar el perfil con una línea recta paralela a la línea media y una distancia de c desde la línea de pico del perfil dentro de la longitud de muestreo.

7. Método de medición de la rugosidad de la superficie.

1. Método comparativo

Se utiliza para mediciones in situ en el taller y, a menudo, se utiliza para medir superficies medianas o rugosas. El método consiste en comparar la superficie medida con una muestra de rugosidad marcada con un valor determinado para determinar el valor de la rugosidad de la superficie medida.

2. Método del lápiz óptico

   La rugosidad de la superficie utiliza una aguja de diamante con un radio de curvatura de punta de aproximadamente 2 micras para deslizarse lentamente a lo largo de la superficie medida. El desplazamiento hacia arriba y hacia abajo del lápiz de diamante se convierte en una señal eléctrica mediante un sensor de longitud eléctrico y se indica mediante un instrumento de visualización después de la amplificación, el filtrado y el cálculo. Se puede obtener el valor de rugosidad de la superficie y el registrador también se puede utilizar para registrar la curva del perfil de la sección medida. Generalmente, la herramienta de medición que solo puede mostrar el valor de rugosidad de la superficie se denomina instrumento de medición de rugosidad de la superficie, y la que puede registrar la curva del perfil de la superficie se denomina perfilador de rugosidad de la superficie. Estas dos herramientas de medición cuentan con circuitos de cálculo electrónicos o computadoras electrónicas, que pueden calcular automáticamente la desviación media aritmética Ra del contorno, la altura de diez puntos Rz del desnivel microscópico, la altura máxima Ry del contorno y otros parámetros de evaluación, con alta Eficiencia de medición y adecuado para medir la rugosidad de la superficie de Ra es de 0,025 a 6,3 micrones.

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