Overfladens tilstand

Denne artikel er en oversigt over fysik .

Du kan dele din viden ved at forbedre den ( hvordan? ) I henhold til anbefalingerne fra de tilsvarende projekter .

I mekanik er overfladefinishen et dimensioneringselement af en del, der angiver funktion, ruhed, geometri og udseende af bearbejdede overflader.

Overfladefunktioner

I geometriske produktspecifikationer (GPS) er der seksten hovedfunktioner, der kan udføres af overfladen af ​​en mekanisk del:

Kontaktflade med en anden del:

Fri, uafhængig overflade:

Komponenter til overfladebehandling

Mikro ruhed

Disse er de korteste bølgelængdekomponenter, der oftest skyldes elektronisk støj fra måleenheden. Men mikroruhed kan også være til stede på den del, og i dette tilfælde er det signaturen for udseendet af en mere eller mindre glat del. I de fleste applikationer fjernes mikro-ruhed ved filtrering.

Ruhed

Det måles med en ruhedsmåler eller profilometer . Den ruhed for geometriske mikro overfladedefekter. De evalueres efter filtrering af den virkelige overflade ved hjælp af et højpasfilter, der kun bevarer de korteste sidebølgelængder. Ruhedsparametrene i profilometri begynder med store bogstaver R efterfulgt af et eller flere bogstaver, der bestemmer typen af ​​parameter. For eksempel er parameteren 'Ra' den aritmetiske gennemsnitlige ruhed af profilen. 'Rz' er den maksimale ruhed af profilen. Råheden af ​​en bearbejdet del er en signatur for typen af ​​bearbejdning (drejning, polering, slibning osv.) Dimensioneringen af ​​overfladeforholdene i mekanik henviser i det væsentlige til bearbejdning ved at fjerne materiale. Mangler er striber og furer udskåret af værktøjets skærekanter (drejeværktøj, fræsere, slibeskiver osv.). Der er 2 niveauer af overfladetilstandsdefekter:

Krusning

Som supplement til ruhed samler bølgning komponenterne i overfladefinishen ved længere bølgelængder. Ripple opnås ved lavpasfiltrering og kaldes undertiden profilens midterlinje. Krusningsparametre starter med bogstavet W. Krusning på en bearbejdet del overføres af en maskinværktøjsdefekt (vibration, off-center osv.). Det er generelt skadeligt for funktionerne ved tør kontakt, friktion eller tætning.

Formularafvigelser

Formafvigelserne er de rester af lang bølgelængde, der opnås efter fjernelse af delens nominelle form (for eksempel en cylinder). De svarer for eksempel til manglen på planhed eller ligehed, til manglen på rundhed osv. I geometrisk specifikation elimineres disse formafvigelser generelt ved filtrering.

Målingsteknologier

Målingen af ​​overfladetilstandene kan udføres med en ruhedsmåler, et kontakt- eller optisk profilometer eller et mikroskop, der er i stand til at måle overfladehøjden. I dag vurderes overfladetilstande digitalt ud fra profiler eller digitaliserede overflader. De mest almindelige teknologier til måling af overfladetekstur er:

I workshoppen bruger vi stadig de visotaktile prøver ( Rugositest, der gør det muligt at evaluere ruheden ved sammenligning. Der findes også i visse sektorer metoder til pneumatisk evaluering eller brug af cigaretpapir.

Overfladens overfladetilstand

Den nye ISO 25178- standard definerer 3D-analysen af ​​overflatestruktur, som også tillader karakterisering af vanskelige anisotrope eller periodiske overflader med de gamle 2D-overfladestrukturparametre.

Profilegenskaber

Flere nationale eller internationale standarder definerer, hvordan overfladeforhold skal analyseres ved hjælp af filtrering og parametre.

Bearbejdningsstribe Hver stribe af profilen nummereret i består af en fremspring og de to tilstødende halvhuller. Det er karakteriseret ved dets længde AR, dens opstrøms dybde R i og nedstrøms R i +1 . Mellemlinie Den gennemsnitlige linje beregnes ud fra den afskårne profillæsning. Dette er den mindste firkantede linje. Fremspringslinje Det er den linje, der er parallel med den gennemsnitlige linje, der passerer gennem den mest fremspringende fremspring. Hul linje Det er den linje, der er parallel med den gennemsnitlige linje, der passerer gennem det dybeste trug. Klip linje c Det er linjen, der er parallel med middellinjen i en afstand c fra fremspringslinien. Profilhøjde P t Dette er afstanden mellem fremspringets linje og hulens linje. Gennemsnit afvigelse R a Det er det integrerede gennemsnit af afvigelserne i absolut værdi: Gennemsnitlig dybde R Det er gennemsnittet af dybderne. Maksimal dybde på kamme R max

Dette er den maksimale dybde.

Ingen AR måde

Det er den gennemsnitlige værdi af længderne på striberne.

Lejelængdeforhold T p

Det er den samlede bærende længde relateret til profilens længde udtrykt i%. Bærelængden for et snitmærke er længden af ​​dets skæringspunkt med snitlinjen c .

Funktionel dimensionering af overfladetilstande

Det fysiske kriterium R er mikrogeometrisk , og det er den gennemsnitlige amplitude af ruheden (ruhed). Den statistiske kriterium R a er statistisk , og det er den aritmetiske middelværdi afvigelse fra middelværdien linje . R = 5 R har ca.

Anvendelsesområde

Områderne, hvor ruhed spiller en rolle, er meget varierede:

Ruhed  :

Det er alle uregelmæssighederne i en mikrografisk og makrografisk overflade. De bearbejdede overflader er ikke perfekte, de udviser uregelmæssigheder på grund af opnåelsesprocesser, værktøjerne, materialet osv.

En overflades funktionelle rolle afhænger af en række faktorer, herunder overfladens tilstand (tæthed, glidning osv.).

Jo lavere ruhedsindekset er, jo vanskeligere er det at opnå, hvilket nødvendigvis øger produktionsomkostningerne.

Geometrisk
overflade Perfekt overflade; På tegningen defineres det geometrisk af designkontoret ved hjælp af nominelle dimensioner.

Specificeret
overflade Overflade, der stammer fra den geometriske overflade, transformeret af designkontoret, der foreskriver grænserne for realisering af denne overflade ved hjælp af symboler og numeriske værdier ud over tegningens nominelle dimensioner.

Målt
areal Areal bestemt ved hjælp af måleinstrumenter fra det aktuelle område. Den målte overflade, der stammer fra udforskningen af ​​den virkelige overflade, skal være det nærmeste billede.

Faktisk
område Areal opnået under fremstillingen.

L  : Basislængden af ​​den gennemsnitlige profil

Rp  : Gennemsnitlig ruhedsdybde. Aritmetisk gennemsnit af værdierne for ordinaten y for alle profilens punkter på basislængden L.

Ra  : Aritmetisk middelafvigelse. Aritmetisk middelværdi af de absolutte værdier for ordinaten y '(mellem hvert punkt i kurven og Ox' aksen).

Grovhedsværdier

Overfladefinish og funktion

Maksimal værdi af R i µm:

Fremstillingsprocesser og overfladebehandling

Ruhed R en i mikrometer eller ruhed R i mikrometer

Grove overflades ruhed:

Grovhed af bearbejdede overflader:

Overfladeforhold afhængigt af fremstillingsprocessen - ru overflader
Fremstillingsproces Gennemsnit afvigelse R en i um
Behandle Symbol 50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,025
Stempling es x x x -
Smedning fo x
Skud sprængning gn x x x x x x -
Lamination spinding - varm ekstrudering sø - x x -
wire tegning - kold tegning Laf - x x x -
Smedning hed min - x x x -
Kold
Støbning i sandet mo - x x -
mistet voks - Schaw-proces - x x -
i skal af tyngdekraften x x x
i trykskal x x x
Plaststøbning mo
Sandblæsning hende
Behandle Symbol 160 80 40 16 10 4 2 1 0,5 0,25 0,12 0,06
Fremstillingsproces Gennemsnitlig ruhedsdybde R i µm
Overfladefinish afhængigt af fremstillingsprocessen - Bearbejdede overflader
Fremstillingsproces Gennemsnit afvigelse R en i um
Behandle Symbol 50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,025
Bore værktøj til højhastighedsstål al - x x x -
diamantcarbidværktøj - x x x x -
rummer - x x x -
Broaching br
Brændende -
Højhastighedsfræsning i stål -
Fræsning af hårdmetal - - - x x x -
Tandskæring -
Berigtigelse - - x x x x x x -
Bryde ind rd - x x x x
Mekanisk polering po - x x x x x
Superfinish sf - x x x
Behandle Symbol 160 80 40 16 10 4 2 1 0,5 0,25 0,12 0,06
Fremstillingsproces Gennemsnitlig ruhedsdybde R i µm

superfinish Ra = Fra 0,2 ekstraordinær værdi og fra 0,1 til 0,025 sædvanlig værdi

Sædvanlig værdi
x
Enestående værdi
-

Ruhed kan forbedres ved polering eller tribofinishing-processer; disse processer bruger slibende medier såvel som udstyr såsom vibratorer eller satellitcentrifuger .

Kilde

Noter og referencer

  1. Optisk måling af overfladetopografi
  2. Overfladeforhold: ISO 25178-standarden ændrer alt i magasinet Målinger , nummer 787 fra september 2006
  3. Profilindstillinger
  4. Overfladeforhold , den essentielle STS IPM.

Bibliografi

eksterne links