Enciclopedia della rugosità superficiale

1. Il concetto di rugosità superficiale dei metalli

La rugosità superficiale si riferisce alle irregolarità dei piccoli passi e dei minuscoli picchi e avvallamenti presenti su una superficie lavorata. La distanza (distanza d'onda) tra i due picchi o due avvallamenti è molto piccola (inferiore a 1 mm), il che rientra nell'errore microscopico della forma geometrica.

Nello specifico, si riferisce al grado di altezza e alla distanza S di minuscoli picchi e valli. Generalmente diviso per S:

• S<1mm è la rugosità superficiale;

• 1 ≤ S ≤ 10 mm è l'ondulazione;
• S>10mm è a forma di f.

2. Tabella comparativa VDI3400, Ra, Rmax

La norma nazionale prevede che tre indicatori siano comunemente utilizzati per valutare la rugosità superficiale (l'unità è μm): la deviazione aritmetica media Ra del profilo, l'altezza media Rz dell'irregolarità e l'altezza massima Ry. L'indice Ra viene spesso utilizzato nella produzione vera e propria. La massima deviazione micro-altezza Ry del profilo è spesso espressa dal simbolo Rmax in Giappone e in altri paesi, e l'indice VDI è comunemente usato in Europa e negli Stati Uniti. Di seguito è riportata la tabella comparativa VDI3400, Ra, Rmax.

Tabella comparativa VDI3400, Ra, Rmax

3. Fattori di formazione della rugosità superficiale

La rugosità superficiale è generalmente determinata dal metodo di lavorazione utilizzato e da altri fattori, come l'attrito tra l'utensile e la superficieparte di lavorazione CNCdurante la lavorazione, la deformazione plastica dello strato superficiale metallico quando il truciolo viene separato e la vibrazione ad alta frequenza nel sistema di processo, pozzetti di scarico della lavorazione elettrica, ecc. A causa dei diversi metodi di lavorazione e dei materiali del pezzo, la profondità, la densità, la forma e la consistenza delle tracce lasciate sulla superficie lavorata sono diverse.

4. Le principali manifestazioni dell'influenza della rugosità superficiale sulle parti

1) Influisce sulla resistenza all'usura. Più ruvida è la superficie, minore è l'area di contatto effettiva tra le superfici accoppiate, maggiore è la pressione, maggiore è la resistenza all'attrito e più rapida l'usura.
2) Influisce sulla stabilità dell'adattamento. Per quanto riguarda l'accoppiamento con gioco, più la superficie è ruvida, più facile sarà l'usura, per cui lo spazio aumenta gradualmente durante il processo di lavorazione; forza della connessione.

3) Influisce sulla resistenza alla fatica. Sulla superficie delle parti ruvide sono presenti ampi avvallamenti, sensibili alla concentrazione delle sollecitazioni, come intagli e crepe taglienti, che influiscono così sulla resistenza alla fatica delle parti.parti di precisione.
4) Influisce sulla resistenza alla corrosione. La superficie ruvida delle parti può facilmente far penetrare gas o liquidi corrosivi nello strato interno del metallo attraverso le valli microscopiche sulla superficie, causando corrosione superficiale.

5) Influisce sulla tenuta. Le superfici ruvide non possono adattarsi perfettamente e il gas o il liquido fuoriescono attraverso gli spazi tra le superfici di contatto.
6) Influisce sulla rigidità del contatto. La rigidità del contatto è la capacità della superficie articolare delle parti di resistere alla deformazione del contatto sotto l'azione di una forza esterna. La rigidità di una macchina è in gran parte determinata dalla rigidità del contatto tra iparti del tornio CNC.
7) Influisce sulla precisione della misurazione. La rugosità superficiale della superficie misurata del pezzo e la superficie di misurazione dello strumento di misura influiscono direttamente sulla precisione della misurazione, soprattutto nella misurazione di precisione.

Inoltre, la ruvidità superficiale avrà diversi gradi di influenza sul rivestimento di placcatura, sulla conduttività termica e sulla resistenza di contatto, sulle prestazioni di riflessione e radiazione delle parti, sulla resistenza al flusso di liquidi e gas e sul flusso di corrente sulla superficie dei conduttori.

5. base di valutazione della rugosità superficiale

1. Durata del campionamento

   La lunghezza di campionamento è la lunghezza di una linea di riferimento specificata nella valutazione della rugosità superficiale. In base alle caratteristiche di formazione e struttura della superficie effettiva della parte, è necessario selezionare la lunghezza che può riflettere le caratteristiche di rugosità superficiale e misurare la lunghezza di campionamento in base all'andamento generale del contorno della superficie effettiva. Lo scopo di specificare e selezionare la lunghezza di campionamento è quello di limitare e indebolire l'influenza dell'ondulazione superficiale e degli errori di forma sui risultati della misurazione della rugosità superficiale.

2. Durata della valutazione

La lunghezza di valutazione è la lunghezza necessaria per valutare il profilo e può includere una o più lunghezze di campionamento. Poiché la rugosità superficiale di ciascuna parte della superficie del pezzo non è necessariamente uniforme, una determinata caratteristica di rugosità superficiale non può essere ragionevolmente riflessa in una lunghezza di campionamento, quindi è necessario effettuare diverse lunghezze di campionamento sulla superficie per valutare la rugosità superficiale. La durata della valutazione è generalmente composta da 5 lunghezze di campionamento.

3. Riferimento

La linea di riferimento è la linea centrale del profilo utilizzata per valutare i parametri di rugosità superficiale. Esistono due tipi di linee di riferimento: la linea mediana minima del contorno: all'interno della lunghezza di campionamento, la somma dei quadrati delle distanze di offset del contorno di ciascun punto sulla linea di contorno è la più piccola e ha una forma di contorno geometrica . La media aritmetica della linea mediana del contorno: all'interno della lunghezza di campionamento, le aree dei contorni sopra e sotto la linea mediana sono uguali. In teoria, la linea mediana dei minimi quadrati è una linea di base ideale, ma è difficile da ottenere nelle applicazioni pratiche, quindi viene generalmente sostituita dalla linea mediana media aritmetica del contorno e una linea retta con una posizione approssimativa può essere utilizzata per sostituirlo durante la misurazione.

6. Parametri di valutazione della rugosità superficiale

1. Parametri caratteristici dell'altezza

Deviazione media aritmetica del profilo Ra: la media aritmetica del valore assoluto della deviazione del profilo all'interno della lunghezza di campionamento (lr). Nella misurazione effettiva, maggiore è il numero di punti di misurazione, più accurato sarà Ra.

Altezza massima del profilo Rz: la distanza tra la linea di picco del profilo e la linea di fondovalle.

Ra è preferito nel consueto intervallo di parametri di ampiezza. Nella norma nazionale prima del 2006 esisteva un altro parametro di valutazione che era “l’altezza in dieci punti della microrugosità” espressa da Rz, e l’altezza massima del contorno era espressa da Ry. Dopo il 2006, lo standard nazionale ha cancellato l'altezza di dieci punti della microrugosità ed è stato utilizzato Rz. Indica l'altezza massima del profilo.

2. Parametri della funzione di spaziatura

RsmLarghezza media degli elementi del contorno. All'interno della lunghezza di campionamento, il valore medio della distanza tra le irregolarità microscopiche del profilo. La spaziatura della microrugosità si riferisce alla lunghezza del picco del profilo e della valle del profilo adiacente sulla linea centrale. Nel caso dello stesso valore Ra, il valore Rsm non è necessariamente lo stesso, quindi la texture riflessa sarà diversa. Le superfici che prestano attenzione alla texture solitamente prestano attenzione ai due indicatori Ra e Rsm.

ILRmrIl parametro della caratteristica della forma è rappresentato dal rapporto della lunghezza del supporto del contorno, ovvero il rapporto tra la lunghezza del supporto del contorno e la lunghezza del campionamento. La lunghezza del supporto del profilo è la somma delle lunghezze delle linee di sezione ottenute intersecando il profilo con una linea retta parallela alla linea mediana e una distanza c dalla linea di picco del profilo all'interno della lunghezza di campionamento.

7. Metodo di misurazione della rugosità superficiale

1. Metodo comparativo

Viene utilizzato per la misurazione in loco in officina ed è spesso utilizzato per la misurazione di superfici medie o ruvide. Il metodo consiste nel confrontare la superficie misurata con un campione di rugosità contrassegnato con un determinato valore per determinare il valore della rugosità superficiale misurata.

2. Metodo dello stilo

   Il rilevatore di rugosità superficiale utilizza uno stilo diamantato con raggio di curvatura della punta di circa 2 micron per scorrere lentamente lungo la superficie misurata. Lo spostamento su e giù dello stilo diamantato viene convertito in un segnale elettrico da un sensore di lunghezza elettrico ed è indicato da uno strumento di visualizzazione dopo l'amplificazione, il filtraggio e il calcolo. È possibile ottenere il valore di rugosità superficiale e il registratore può essere utilizzato anche per registrare la curva del profilo della sezione misurata. In generale, lo strumento di misurazione che può solo visualizzare il valore di rugosità superficiale è chiamato strumento di misurazione della rugosità superficiale, e quello che può registrare la curva del profilo di superficie è chiamato profilatore di rugosità superficiale. Questi due strumenti di misurazione dispongono di circuiti di calcolo elettronici o computer elettronici, che possono calcolare automaticamente la deviazione media aritmetica Ra del contorno, l'altezza in dieci punti Rz dell'irregolarità microscopica, l'altezza massima Ry del contorno e altri parametri di valutazione, con elevata efficienza di misurazione e adatto per Viene misurata la rugosità superficiale di Ra è 0,025-6,3 micron.

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