زبری سطحی چیست؟
در ارتباطات کارخانه، بسیاری از مردم به استفاده از اصطلاح "سطح پایان" عادت دارند. با این حال، "سطح پایان" از دیدگاه دید انسان پیشنهاد شده است. استاندارد ملی برای همسو بودن با استاندارد بین المللی (ISO) دیگر از عبارت «سطح پرداخت» استفاده نمی کند. بنابراین در عبارات رسمی و سخت گیرانه باید از واژه زبری سطح استفاده شود.
ناهمواری سطح به فاصله کم و ناهمواری قله ها و دره های کوچک در سطح ماشینکاری شده اشاره دارد. فاصله (فاصله موج) بین دو قله یا دو فرورفتگی بسیار کم است (زیر 1 میلی متر) که مربوط به خطای شکل هندسی میکروسکوپی است. هرچه زبری سطح کوچکتر باشد، سطح صاف تر است.
به طور خاص به درجه ارتفاع و فاصله S قله ها و دره های کوچک اشاره دارد. به طور کلی بر S تقسیم می شود:
S<1mm is the surface roughness
1 کمتر یا مساوی S کمتر یا مساوی 10 میلی متر موجی است
S>10 میلی متر f شکل است
تصویر
02
عوامل تشکیل زبری سطح
زبری سطح عموماً با روش پردازش مورد استفاده و عوامل دیگری مانند اصطکاک بین ابزار و سطح قطعه در حین پردازش، تغییر شکل پلاستیک لایه سطحی فلز هنگام جدا شدن تراشه و ارتعاش فرکانس بالا در ایجاد می شود. سیستم فرآیند، چاله های تخلیه ماشینکاری الکتریکی و غیره. با توجه به روش های مختلف پردازش و مواد قطعه کار، عمق، چگالی، شکل و بافت آثار باقی مانده بر روی سطح پردازش شده متفاوت است.
تصویر
03
مبنای ارزیابی زبری سطح
1) طول نمونه برداری
طول واحد هر پارامتر، طول نمونه برداری طول یک خط مرجع تعیین شده برای ارزیابی زبری سطح است. طبق استاندارد ISO1997، 0.08mm، 0.25mm، 0.8mm، 2.5mm، و 8mm معمولاً به عنوان طول مرجع استفاده می شود.
مقادیر انتخابی طول نمونه برداری L و طول ارزیابی Ln از Ra, Rz, Ry:
تصویر
2) طول ارزیابی
از N طول مرجع تشکیل شده است. زبری سطح هر قسمت از سطح قطعه نمیتواند پارامترهای واقعی زبری را در طول مرجع منعکس کند، اما برای ارزیابی زبری سطح باید از N طول نمونه برداری کرد. طبق استاندارد ISO1997، طول ارزیابی عموما N برابر با 5 است.
3) خط مبنا
خط مرجع خط مرکزی پروفیل است که برای ارزیابی پارامترهای زبری سطح استفاده می شود.
04
پارامترهای ارزیابی زبری سطح
1) پارامترهای مشخصه ارتفاع Ra, Rz
انحراف میانگین حسابی پروفایل Ra: میانگین حسابی قدر مطلق انحراف پروفیل در طول نمونه برداری (lr). در اندازه گیری واقعی، هر چه تعداد نقاط اندازه گیری بیشتر باشد، Ra دقیق تر است.
حداکثر ارتفاع پروفیل Rz: فاصله بین خط قله پروفیل و خط پایین دره.
تصویر
Ra در محدوده معمول پارامترهای دامنه ترجیح داده می شود. در استاندارد ملی قبل از سال 2006 پارامتر ارزیابی دیگری وجود داشت که عبارت بود از "ارتفاع ده نقطه ای ریز زبری" با Rz و حداکثر ارتفاع کانتور با Ry بیان می شد. بعد از سال 2006، استاندارد ملی ارتفاع ده نقطه میکرو زبری را لغو کرد و از Rz استفاده شد. حداکثر ارتفاع پروفیل را نشان می دهد.
2) پارامتر مشخصه فاصله Rsm
Rsm میانگین عرض عناصر کانتور. در طول نمونه برداری، مقدار متوسط فاصله بین بی نظمی های میکروسکوپی پروفیل. فاصله ریز زبری به طول قله پروفیل و دره پروفیل مجاور در خط مرکزی اشاره دارد. در مورد همان مقدار Ra، مقدار Rsm لزوماً یکسان نیست، بنابراین بافت بازتابی متفاوت خواهد بود. سطوحی که به بافت توجه می کنند معمولا به دو شاخص Ra و Rsm توجه می کنند.
تصویر
پارامتر ویژگی شکل Rmr با نسبت طول ساپورت کانتور نشان داده می شود که نسبت طول ساپورت کانتور به طول نمونه برداری است. طول تکیه گاه پروفیل، مجموع طول خطوط مقطع است که از تقاطع پروفیل با یک خط مستقیم موازی با خط وسط و فاصله c از خط پیک پروفیل در طول نمونه برداری به دست می آید.
05
روش اندازه گیری زبری سطح
1) روش مقایسه ای
روش مقایسه آسان برای اندازه گیری است و برای اندازه گیری در محل در کارگاه استفاده می شود و اغلب برای اندازه گیری سطوح متوسط یا ناهموار استفاده می شود. روش این است که سطح اندازه گیری شده را با یک نمونه زبری که با یک مقدار مشخص مشخص شده است مقایسه کنید تا مقدار زبری سطح اندازه گیری شده تعیین شود. روشهایی که میتوان برای مقایسه استفاده کرد: زمانی که Ra > 1.6 میکرومتر باشد، از بازرسی بصری، زمانی که Ra1.6~Ra{5}}.4 میکرومتر، از ذره بین استفاده کنید، و زمانی که Ra < 0.4 میکرومتر ، از میکروسکوپ مقایسه استفاده کنید.
هنگام مقایسه، روش پردازش، بافت پردازش، جهت پردازش و مواد نمونه باید با سطح قطعه اندازهگیری شده یکسان باشد.
تصویر
2) روش قلم
قلم الماس با شعاع انحنای نوک حدود 2 میکرون به آرامی در امتداد سطح اندازهگیری شده میلغزد. جابجایی بالا و پایین قلم الماس توسط یک سنسور طول الکتریکی به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. پس از تقویت، فیلتر کردن و محاسبه، ابزار نمایش نشان می دهد که سطح ناهموار است. مقدار درجه، ضبط کننده همچنین می تواند برای ثبت منحنی مشخصات بخش اندازه گیری شده استفاده شود. به طور کلی، ابزار اندازه گیری که فقط می تواند مقدار زبری سطح را نمایش دهد، ابزار اندازه گیری زبری سطح و ابزاری که می تواند منحنی مشخصات سطح را ثبت کند، پروفیل زبری سطح نامیده می شود. این دو ابزار اندازه گیری دارای مدارهای محاسباتی الکترونیکی یا رایانه های الکترونیکی هستند که می توانند به طور خودکار میانگین حسابی انحراف Ra کانتور، ارتفاع ده نقطه ای Rz ناهمواری میکروسکوپی، حداکثر ارتفاع Ry کانتور و سایر پارامترهای ارزیابی را با مقدار زیاد محاسبه کنند. راندمان اندازه گیری و مناسب برای زبری سطح Ra 0 است.025-6.3 میکرون اندازه گیری می شود.
تصویر
تصویر
3) روش مداخله
از اصل تداخل موج نور (نگاه کنید به کریستال مسطح، فناوری اندازه گیری طول لیزر) برای نمایش خطای شکل سطح اندازه گیری شده به عنوان الگوی حاشیه تداخل استفاده کنید و از میکروسکوپ با بزرگنمایی بالا (تا 5{1}}{1}) استفاده کنید. {3}} بار) برای بزرگنمایی بخش میکروسکوپی این حاشیههای تداخلی، اندازهگیریها برای به دست آوردن ناهمواری سطح اندازهگیری میشود. ابزار اندازه گیری زبری سطح با استفاده از این روش میکروسکوپ تداخلی نامیده می شود. این روش برای اندازه گیری زبری سطح با Rz و Ry از 0.025 تا 0.8 میکرون مناسب است.
تصویر
06
جدول مقایسه VDI3400 Ra, Rmax
شاخص Ra اغلب در تولید واقعی داخلی استفاده می شود. نشانگر Rmax معمولاً در ژاپن استفاده می شود که معادل شاخص Rz است. استاندارد VDI3400 معمولاً در کشورهای اروپایی و آمریکایی برای نشان دادن ناهمواری سطح استفاده می شود و کارخانه هایی که سفارشات قالب اروپایی را تولید می کنند اغلب از نشانگرهای VDI استفاده می کنند. به عنوان مثال، مشتریان اغلب می گویند "سطح این محصول بر اساس VDI30 ساخته شده است".
تصویر
سطح VDI3400 یک رابطه متناظر با استاندارد معمولی Ra دارد. بسیاری از مردم اغلب مجبورند داده ها را جستجو کنند تا مقدار مربوطه را بیابند. جدول زیر بسیار کامل است و برای جمع آوری پیشنهاد می شود.
جدول مقایسه استاندارد VDI3400 و Ra:
تصویر
جدول مقایسه Ra و Rmax:
تصویر
07
مظاهر اصلی تأثیر زبری سطح بر روی قطعات
1) بر مقاومت در برابر سایش تأثیر می گذارد
هرچه سطح زبرتر باشد، سطح تماس موثر بین سطوح جفتگیری کوچکتر، فشار بیشتر، مقاومت اصطکاکی بیشتر و سایش سریعتر میشود.
2) بر ثبات هماهنگی تأثیر می گذارد
برای تناسب ترخیص، هرچه سطح زبرتر باشد، پوشیدن آن آسان تر است، به طوری که شکاف در طول فرآیند کار به تدریج افزایش می یابد. قدرت اتصال
3) بر قدرت خستگی تأثیر می گذارد
بر روی سطح قطعات ناهموار فرورفتگی های بزرگی وجود دارد که مانند بریدگی ها و ترک های تیز نسبت به تمرکز تنش بسیار حساس بوده و در نتیجه بر استحکام خستگی قطعات تاثیر می گذارد.
4) بر مقاومت در برابر خوردگی تأثیر می گذارد
سطح قطعات ناهموار به راحتی می تواند باعث نفوذ گاز یا مایع خورنده به لایه داخلی فلز از طریق دره های میکروسکوپی روی سطح شود و باعث خوردگی سطح شود.
5) بر سفتی تأثیر می گذارد
سطوح ناهموار نمی توانند محکم قرار بگیرند و گاز یا مایع از شکاف بین سطوح تماس نشت می کند.
6) بر سفتی تماس تأثیر می گذارد
سختی تماس توانایی سطح اتصال قطعات برای مقاومت در برابر تغییر شکل تماس تحت اثر نیروی خارجی است. سفتی یک ماشین تا حد زیادی با سفتی تماس بین قطعات تعیین می شود.
7) بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد
زبری سطح سطح اندازه گیری شده قطعه و سطح اندازه گیری ابزار اندازه گیری مستقیماً بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد، به ویژه در اندازه گیری دقیق.
علاوه بر این، زبری سطح درجات مختلفی بر روی پوشش آبکاری، هدایت حرارتی و مقاومت تماس قطعات، عملکرد بازتاب و تشعشع، مقاومت در برابر جریان مایع و گاز و جریان جریان بر روی سطح هادی ها خواهد داشت.
