01
Что такое шероховатость поверхности?
В фабричном общении многие привыкли использовать термин «обработка поверхности». Однако «поверхностная отделка» предлагается с точки зрения человеческого зрения. Чтобы соответствовать международному стандарту (ISO), в национальном стандарте больше не используется термин «обработка поверхности». Поэтому в формальных и строгих выражениях следует использовать слово «шероховатость поверхности».
Шероховатость поверхности относится к небольшому расстоянию и неравномерности небольших пиков и впадин на обработанной поверхности. Расстояние (расстояние волны) между двумя пиками или двумя впадинами очень мало (менее 1 мм), что связано с микроскопической ошибкой геометрической формы. Чем меньше шероховатость поверхности, тем ровнее поверхность.
В частности, это относится к степени высоты и расстояния S до крошечных пиков и долин. Обычно делится на S:
S<1mm is the surface roughness
1 Меньше или равно S Меньше или равно 10 мм – волнистость
S>10 мм в форме f
картина
02
Факторы формирования шероховатости поверхности
Шероховатость поверхности, как правило, формируется используемым методом обработки и другими факторами, такими как трение между инструментом и поверхностью детали в процессе обработки, пластическая деформация металла поверхностного слоя при отделении стружки, высокочастотная вибрация при технологическая система, разрядные ямы для электрообработки и т. д. Из-за различных методов обработки и материалов заготовки глубина, плотность, форма и текстура следов, оставленных на обрабатываемой поверхности, различны.
картина
03
Основа оценки шероховатости поверхности
1) Длина выборки
Единица длины каждого параметра, длина выборки – это длина опорной линии, заданной для оценки шероховатости поверхности. В соответствии со стандартом ISO1997 в качестве исходной длины обычно используются 0.08 мм, 0.25 мм, 0,8 мм, 2,5 мм и 8 мм.
Выбранные значения длины выборки L и длины оценки Ln для Ra, Rz, Ry:
картина
2) Длина оценки
Состоит из N эталонных длин. Шероховатость поверхности каждой части поверхности детали не может достоверно отражать реальные параметры шероховатости на эталонной длине, но для оценки шероховатости поверхности необходимо взять N выборочных длин. В соответствии со стандартом ISO1997 длина оценки обычно равна N, равной 5.
3) Базовый уровень
Опорная линия — это центральная линия профиля, используемая для оценки параметров шероховатости поверхности.
04
Параметры оценки шероховатости поверхности
1) Параметры высотной характеристики Ra, Rz
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra: среднее арифметическое абсолютного значения отклонения профиля в пределах длины выборки (lr). В реальном измерении, чем больше количество точек измерения, тем точнее Ra.
Максимальная высота профиля Rz: расстояние между линией вершины профиля и нижней линией впадины.
картина
Ra является предпочтительным в обычном диапазоне параметров амплитуды. В национальном стандарте до 2006 года был еще один оценочный параметр, который представлял собой «десятибалльную высоту микрошероховатости», выраженную как Rz, а максимальная высота контура выражалась как Ry. После 2006 года национальный стандарт отменил десятибалльную высоту микрошероховатости, и стали использовать Rz. Указывает максимальную высоту профиля.
2) Параметр характеристики расстояния Rsm
Rsm Средняя ширина элементов контура. В пределах длины выборки среднее значение расстояния между микроскопическими неровностями профиля. Расстояние между микрошероховатостями относится к длине вершины профиля и прилегающей впадине профиля на центральной линии. В случае одного и того же значения Ra значение Rsm не обязательно будет одинаковым, поэтому отраженная текстура будет другой. Поверхности, которые обращают внимание на текстуру, обычно обращают внимание на два показателя Ra и Rsm.
картина
Параметр функции формы Rmr представлен отношением длины опоры контура, которое является отношением длины опоры контура к длине выборки. Длина опоры профиля представляет собой сумму длин линий сечения, полученных путем пересечения профиля прямой линией, параллельной средней линии, и на расстоянии с от линии пика профиля в пределах длины выборки.
05
Метод измерения шероховатости поверхности
1) Сравнительный метод
Метод сравнения прост в измерении и используется для измерения на месте в мастерской, а также часто используется для измерения средних или шероховатых поверхностей. Метод заключается в сравнении измеренной поверхности с образцом шероховатости, отмеченным определенным значением, для определения значения измеренной шероховатости поверхности. Методы, которые можно использовать для сравнения: при Ra > 1,6 мкм использовать визуальный осмотр, при Ra1,6~Ra0,4 мкм использовать увеличительное стекло, а при Ra < 0,4 мкм , используйте сравнительный микроскоп.
При сравнении метод обработки, текстура обработки, направление обработки и материал образца должны быть такими же, как и поверхность измеряемой детали.
картина
2) метод стилуса
Алмазный щуп с радиусом кривизны кончика около 2 микрон медленно скользит по измеряемой поверхности. Смещение алмазного щупа вверх и вниз преобразуется в электрический сигнал электрическим датчиком длины. После усиления, фильтрации и расчета прибор индикации показывает, что поверхность шероховатая. значение градуса, самописец также можно использовать для записи кривой профиля измеренного участка. Как правило, измерительный инструмент, который может отображать только значение шероховатости поверхности, называется прибором для измерения шероховатости поверхности, а тот, который может записывать кривую профиля поверхности, называется профилировщиком шероховатости поверхности. Эти два измерительных инструмента имеют электронные вычислительные схемы или электронно-вычислительные машины, которые могут автоматически рассчитывать среднее арифметическое отклонение Ra контура, десятибалльную высоту Rz микроскопической неровности, максимальную высоту Ry контура и другие параметры оценки с высокой точностью. эффективность измерения и подходит для Шероховатость поверхности Ra составляет 0.025-6.3 микрона измеряется.
картина
картина
3) Метод вмешательства
Используйте принцип интерференции световых волн (см. плоский кристалл, лазерная технология измерения длины), чтобы отобразить погрешность формы измеряемой поверхности в виде интерференционной картины полос, и используйте микроскоп с большим увеличением (до 50{ {3}} раз) для увеличения микроскопической части этих интерференционных полос Измерения проводятся для получения шероховатости измеряемой поверхности. Прибор для измерения шероховатости поверхности, использующий этот метод, называется интерференционным микроскопом. Этот метод подходит для измерения шероховатости поверхности с Rz и Ry в диапазоне от 0,025 до 0,8 мкм.
картина
06
Сравнительная таблица VDI3400, Ra, Rmax
Показатель Ra часто используется во внутреннем фактическом производстве; индикатор Rmax обычно используется в Японии, что эквивалентно индикатору Rz; Стандарт VDI3400 обычно используется в странах Европы и Америки для обозначения шероховатости поверхности, а заводы, которые делают заказы на пресс-формы в Европе, часто используют индикаторы VDI. Например, клиенты часто говорят: «Поверхность этого продукта изготовлена в соответствии с VDI30».
картина
Поверхность VDI3400 соответствует обычно используемому стандарту Ra. Многим людям часто приходится просматривать данные, чтобы найти соответствующее значение. Следующая таблица очень полная и рекомендуется для сбора.
Таблица сравнения стандарта VDI3400 и Ra:
картина
Сравнительная таблица Ra и Rmax:
картина
07
Основные проявления влияния шероховатости поверхности на детали
1) влияет на износостойкость
Чем шероховатее поверхность, тем меньше эффективная площадь контакта между сопрягаемыми поверхностями, тем больше давление, больше сопротивление трению и тем быстрее изнашивается.
2) Влияют на стабильность координации
Для посадки с зазором чем шероховатее поверхность, тем легче она изнашивается, так что зазор постепенно увеличивается в процессе работы; прочность соединения.
3) Влияет на усталостную прочность
На поверхности шероховатых деталей имеются большие впадины, чувствительные к концентрации напряжений, такие как острые зазубрины и трещины, что влияет на усталостную прочность деталей.
4) Влияет на коррозионную стойкость
Шероховатая поверхность деталей может легко привести к проникновению агрессивного газа или жидкости во внутренний слой металла через микроскопические впадины на поверхности, вызывая поверхностную коррозию.
5) влияет на герметичность
Шероховатые поверхности не могут плотно прилегать, а через зазоры между контактными поверхностями просачивается газ или жидкость.
6) Влияет на контактную жесткость
Контактная жесткость – это способность поверхности соединения деталей сопротивляться контактной деформации под действием внешней силы. Жесткость машины во многом определяется жесткостью контакта между частями.
7) Влияет на точность измерения
Шероховатость поверхности измеряемой поверхности детали и измерительной поверхности измерительного инструмента напрямую влияет на точность измерения, особенно при точном измерении.
Кроме того, шероховатость поверхности будет иметь различную степень влияния на гальваническое покрытие, теплопроводность и контактное сопротивление деталей, характеристики отражения и излучения, сопротивление потоку жидкости и газа и протекание тока по поверхности проводников.
