Was ist Oberflächenrauheit?
In der Fabrikkommunikation ist es für viele Menschen gewohnt, den Begriff „Oberflächenbeschaffenheit“ zu verwenden. Allerdings wird die „Oberflächenbeschaffenheit“ aus der Perspektive des menschlichen Sehens vorgeschlagen. Um der internationalen Norm (ISO) zu entsprechen, wird in der nationalen Norm der Begriff „Oberflächenbeschaffenheit“ nicht mehr verwendet. Daher sollte in formalen und strengen Ausdrücken das Wort „Oberflächenrauheit“ verwendet werden.
Unter Oberflächenrauheit versteht man den geringen Abstand und die Unebenheit kleiner Spitzen und Täler auf der bearbeiteten Oberfläche. Der Abstand (Wellenabstand) zwischen den beiden Spitzen oder zwei Tälern ist sehr gering (unter 1 mm), was zum mikroskopischen geometrischen Formfehler gehört. Je kleiner die Oberflächenrauheit, desto glatter ist die Oberfläche.
Konkret bezieht es sich auf die Höhe und den Abstand S kleiner Gipfel und Täler. Im Allgemeinen geteilt durch S:
S<1mm is the surface roughness
1 Kleiner oder gleich S Kleiner oder gleich 10 mm ist Welligkeit
S>10 mm ist F-Form
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Faktoren, die die Oberflächenrauheit bilden
Die Oberflächenrauheit wird im Allgemeinen durch die verwendete Bearbeitungsmethode und andere Faktoren gebildet, wie z. B. die Reibung zwischen dem Werkzeug und der Oberfläche des Teils während der Bearbeitung, die plastische Verformung des Oberflächenschichtmetalls beim Abtrennen des Spans und die hochfrequente Vibration B. das Prozesssystem, Entladungsgruben für die elektrische Bearbeitung usw. Aufgrund der unterschiedlichen Bearbeitungsmethoden und Werkstückmaterialien sind Tiefe, Dichte, Form und Textur der auf der bearbeiteten Oberfläche hinterlassenen Spuren unterschiedlich.
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Grundlage für die Bewertung der Oberflächenrauheit
1) Probenahmelänge
Die Einheitslänge jedes Parameters, die Abtastlänge, ist die Länge einer Referenzlinie, die zur Bewertung der Oberflächenrauheit angegeben wird. Gemäß der ISO1997-Norm werden im Allgemeinen 0.08 mm, 0.25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm und 8 mm als Referenzlängen verwendet.
Ausgewählte Werte der Abtastlänge L und der Auswertelänge Ln von Ra, Rz, Ry:
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2) Bewertungsdauer
Besteht aus N Referenzlängen. Die Oberflächenrauheit jedes Teils der Oberfläche des Teils kann die tatsächlichen Parameter der Rauheit auf einer Referenzlänge nicht wirklich widerspiegeln, es sind jedoch N Abtastlängen erforderlich, um die Oberflächenrauheit zu bewerten. Gemäß der ISO1997-Norm beträgt die Bewertungslänge im Allgemeinen N gleich 5.
3) Grundlinie
Die Referenzlinie ist die Mittellinie des Profils, die zur Bewertung der Oberflächenrauheitsparameter verwendet wird.
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Parameter zur Bewertung der Oberflächenrauheit
1) Höhencharakteristische Parameter Ra, Rz
Arithmetische mittlere Abweichung des Ra-Profils: das arithmetische Mittel des Absolutwerts der Profilabweichung innerhalb der Stichprobenlänge (lr). Bei der tatsächlichen Messung gilt: Je mehr Messpunkte vorhanden sind, desto genauer ist Ra.
Maximale Höhe des Rz-Profils: der Abstand zwischen der Profilspitzenlinie und der Talunterlinie.
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Ra wird im üblichen Bereich der Amplitudenparameter bevorzugt. In der nationalen Norm vor 2006 gab es einen weiteren Bewertungsparameter, nämlich die „Zehn-Punkte-Höhe der Mikrorauheit“, ausgedrückt durch Rz, und die maximale Höhe der Kontur wurde durch Ry ausgedrückt. Nach 2006 wurde in der nationalen Norm die Zehn-Punkte-Höhe der Mikrorauheit abgeschafft und Rz verwendet. Gibt die maximale Höhe des Profils an.
2) Abstandscharakteristikparameter Rsm
Rsm Durchschnittliche Breite der Konturelemente. Innerhalb der Probenahmelänge der Durchschnittswert des Abstands zwischen den mikroskopischen Unregelmäßigkeiten des Profils. Der Mikrorauheitsabstand bezieht sich auf die Länge der Profilspitze und des angrenzenden Profiltals auf der Mittellinie. Bei gleichem Ra-Wert ist der Rsm-Wert nicht unbedingt gleich, sodass die reflektierte Textur unterschiedlich sein wird. Oberflächen, die auf die Textur achten, achten normalerweise auf die beiden Indikatoren Ra und Rsm.
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Der Rmr-Formmerkmalsparameter wird durch das Konturunterstützungslängenverhältnis dargestellt, das das Verhältnis der Konturunterstützungslänge zur Abtastlänge darstellt. Die Profilunterstützungslänge ist die Summe der Längen der Schnittlinien, die durch den Schnitt des Profils mit einer geraden Linie parallel zur Mittellinie und einem Abstand von c von der Profilscheitellinie innerhalb der Probenahmelänge erhalten werden.
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Methode zur Messung der Oberflächenrauheit
1) Vergleichsmethode
Die Vergleichsmethode ist einfach zu messen und wird für die Messung vor Ort in der Werkstatt verwendet und wird häufig für die Messung mittlerer oder rauer Oberflächen verwendet. Die Methode besteht darin, die gemessene Oberfläche mit einer Rauheitsprobe zu vergleichen, die mit einem bestimmten Wert gekennzeichnet ist, um den Wert der gemessenen Oberflächenrauheit zu bestimmen. Methoden, die zum Vergleich verwendet werden können: Wenn Ra > 1,6 μm, verwenden Sie eine visuelle Inspektion, wenn Ra1,6~Ra0,4 μm, verwenden Sie eine Lupe, und wenn Ra < 0,4 μm , verwenden Sie ein Vergleichsmikroskop.
Beim Vergleich müssen Verarbeitungsmethode, Verarbeitungstextur, Verarbeitungsrichtung und Material der Probe mit der Oberfläche des gemessenen Teils übereinstimmen.
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2) Stiftmethode
Der Diamantstift mit einem Spitzenkrümmungsradius von etwa 2 Mikrometern gleitet langsam über die gemessene Oberfläche. Die Auf- und Abbewegung des Diamantstichels wird von einem elektrischen Längensensor in ein elektrisches Signal umgewandelt. Nach der Verstärkung, Filterung und Berechnung zeigt das Anzeigeinstrument an, dass die Oberfläche rau ist. Neben dem Gradwert kann mit dem Rekorder auch die Profilkurve der Messstrecke aufgezeichnet werden. Im Allgemeinen wird das Messgerät, das nur den Oberflächenrauheitswert anzeigen kann, als Oberflächenrauheitsmessgerät bezeichnet, und dasjenige, das die Oberflächenprofilkurve aufzeichnen kann, wird als Oberflächenrauheitsprofilgerät bezeichnet. Diese beiden Messwerkzeuge verfügen über elektronische Berechnungsschaltungen oder elektronische Computer, die die arithmetische mittlere Abweichung Ra der Kontur, die Zehnpunkthöhe Rz der mikroskopischen Unebenheiten, die maximale Höhe Ry der Kontur und andere Bewertungsparameter automatisch mit hoher Geschwindigkeit berechnen können Messeffizienz und geeignet für Die gemessene Oberflächenrauheit von Ra beträgt 0.025-6.3 Mikrometer.
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3) Interventionsmethode
Nutzen Sie das Prinzip der Lichtwelleninterferenz (siehe Flachkristall, Laserlängenmesstechnik), um den Formfehler der gemessenen Oberfläche als Interferenzstreifenmuster darzustellen, und verwenden Sie ein Mikroskop mit hoher Vergrößerung (bis zu 50{ {3}}-fach), um den mikroskopischen Teil dieser Interferenzstreifen zu vergrößern. Messungen werden durchgeführt, um die Rauheit der zu messenden Oberfläche zu ermitteln. Das Gerät zur Messung der Oberflächenrauheit, das diese Methode verwendet, wird Interferenzmikroskop genannt. Diese Methode eignet sich zur Messung der Oberflächenrauheit mit Rz und Ry im Bereich von 0,025 bis 0,8 Mikrometer.
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VDI3400, Ra, Rmax-Vergleichstabelle
Der Ra-Indikator wird häufig in der inländischen tatsächlichen Produktion verwendet; In Japan wird häufig der Rmax-Indikator verwendet, der dem Rz-Indikator entspricht. Der VDI3400-Standard wird in europäischen und amerikanischen Ländern häufig zur Angabe der Oberflächenrauheit verwendet, und Fabriken, die europäische Formenbestellungen aufgeben, verwenden häufig VDI-Indikatoren. Kunden sagen zum Beispiel oft „Die Oberfläche dieses Produktes ist nach VDI30 gefertigt“.
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Die Oberfläche von VDI3400 weist eine entsprechende Beziehung zum häufig verwendeten Standard Ra auf. Viele Menschen müssen oft die Daten nachschlagen, um den entsprechenden Wert zu finden. Die folgende Tabelle ist sehr vollständig und wird zur Sammlung empfohlen.
Vergleichstabelle zwischen VDI3400-Standard und Ra:
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Ra- und Rmax-Vergleichstabelle:
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Die wichtigsten Erscheinungsformen des Einflusses der Oberflächenrauheit auf Teile
1) Beeinflusst die Verschleißfestigkeit
Je rauer die Oberfläche, desto kleiner ist die effektive Kontaktfläche zwischen den Passflächen, desto größer ist der Druck, desto größer ist der Reibungswiderstand und desto schneller ist der Verschleiß.
2) Beeinflussen Sie die Stabilität der Koordination
Bei der Spielpassung gilt: Je rauer die Oberfläche, desto leichter verschleißt sie, sodass sich der Spalt während des Arbeitsprozesses allmählich vergrößert. Verbindungsstärke.
3) Beeinflussen Sie die Ermüdungsfestigkeit
Auf der Oberfläche rauer Teile befinden sich große Vertiefungen, die ebenso wie scharfe Kerben und Risse sehr empfindlich auf Spannungskonzentrationen reagieren und somit die Ermüdungsfestigkeit der Teile beeinträchtigen.
4) Beeinflusst die Korrosionsbeständigkeit
Eine raue Teileoberfläche kann leicht dazu führen, dass korrosive Gase oder Flüssigkeiten durch die mikroskopisch kleinen Täler auf der Oberfläche in die innere Schicht des Metalls eindringen und Oberflächenkorrosion verursachen.
5) Beeinflussen Sie die Dichtheit
Raue Oberflächen können nicht fest sitzen und Gas oder Flüssigkeit entweicht durch die Lücken zwischen den Kontaktflächen.
6) Beeinflussen Sie die Kontaktsteifigkeit
Die Kontaktsteifigkeit ist die Fähigkeit der Verbindungsfläche von Teilen, einer Kontaktverformung unter Einwirkung äußerer Kraft zu widerstehen. Die Steifigkeit einer Maschine wird maßgeblich durch die Steifigkeit des Kontakts zwischen den Teilen bestimmt.
7) Beeinflussen Sie die Messgenauigkeit
Die Oberflächenrauheit der gemessenen Oberfläche des Teils und der Messoberfläche des Messwerkzeugs wirken sich direkt auf die Genauigkeit der Messung aus, insbesondere bei Präzisionsmessungen.
Darüber hinaus hat die Oberflächenrauheit unterschiedlichen Einfluss auf die Beschichtung, die Wärmeleitfähigkeit und den Kontaktwiderstand von Teilen, die Reflexions- und Strahlungsleistung, den Widerstand gegen Flüssigkeits- und Gasströmungen und den Stromfluss auf der Oberfläche von Leitern.
