Die Oberflächenrauheit ist für die meisten Oberflächen, die am Gleitkontakt beteiligt sind, von entscheidender Bedeutung, da Faktoren wie die anfängliche Verschleißrate und deren anhaltende Art in hohem Maße von dieser Eigenschaft abhängen. Diese Oberflächen sind in der Regel tragfähig und erfordern Rauheitsmarkierungen, um die Eignung für den vorgesehenen Verwendungszweck sicherzustellen.
Viele Komponenten erfordern spezielle Oberflächenbehandlungen, um ihre erforderlichen Funktionen zu erfüllen. Beispiele hierfür sind die Gleitlager an einer Autokarosserie vor dem Lackieren oder an einer Kurbel- oder Nockenwelle.
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Was ist Oberflächenrauheit?
Unter Oberflächenrauheit, wie wir sie in alltäglichen Messungen allgemein bezeichnen, versteht man die Unebenheit feiner Spalten und winziger Spitzen und Täler während der Produktherstellung.
Sie wird normalerweise als der winzige Abstand (Wellenlänge) zwischen zwei Gipfeln oder zwei Tälern definiert. Typischerweise liegt die Wellenlänge innerhalb von 1 mm oder weniger. Es kann auch als Messung von Mikro---Profilen definiert werden, die allgemein als Mikro---Fehlerwerte bezeichnet werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sie jetzt möglicherweise ein allgemeines Verständnis der Rauheit haben. Der folgende Abschnitt enthält eine detailliertere Analyse.
Im Allgemeinen verwenden wir eine Basislinie zur Bewertung der Oberflächenrauheit. Der höchste Punkt oberhalb der Grundlinie wird als Kamm bezeichnet, der tiefste Punkt unterhalb der Grundlinie als Tiefpunkt. Die Höhe zwischen Kamm und Tal wird durch Z dargestellt, und der Abstand der Mikrotextur des verarbeiteten Produkts wird durch S dargestellt.
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Der Wert von S wird in nationalen Verifizierungsstandards typischerweise wie folgt definiert:
S < 1 mm: Definiert als Oberflächenrauheit
1 Kleiner oder gleich S Kleiner oder gleich 10 mm: Definiert als Oberflächenwelligkeit
Chinesische nationale messtechnische Verifizierungsstandards schreiben vor, dass die Oberflächenrauheit normalerweise anhand von drei Parametern bewertet wird: VDA3400, Ra und Rmax, wobei die Maßeinheit normalerweise in μm ausgedrückt wird.
Zusammenhang zwischen Bewertungsparametern
Ra ist definiert als die durchschnittliche arithmetische Abweichung der Kurve (durchschnittliche Rauheit), Rz ist definiert als die durchschnittliche Höhe der Unebenheit und Ry ist definiert als die maximale Höhe. Der maximale Höhenunterschied Ry des Mikro--Profils wird in anderen Standards auch durch Rmax dargestellt.
Die spezifische Beziehung zwischen Ra und Rmax entnehmen Sie bitte der folgenden Tabelle:
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Tabelle: Vergleich der Ra- und Rmax-Parameter (µm)
Wie entsteht die Oberflächenrauheit?
Oberflächenrauheit wird durch den Bearbeitungsprozess eines Werkstücks verursacht. Die Bearbeitungsmethode, das Werkstückmaterial und der Prozess haben Einfluss auf die Oberflächenrauheit.
Beispielsweise treten bei der Elektroerosionsbearbeitung (EDM) Entladungshöcker auf der Oberfläche des bearbeiteten Teils auf.
Unterschiedliche Bearbeitungsprozesse und Werkstückmaterialien führen zu verschiedenen mikroskopischen Spuren auf der Oberfläche des bearbeiteten Teils, wie z. B. Dichte-, Tiefen- und Formvariationen.
Der Einfluss der Oberflächenrauheit auf Werkstücke
Verschleißfestigkeit des Werkstücks, Passungsstabilität, Ermüdungsfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Dichtungsleistung, Kontaktsteifigkeit, Messgenauigkeit, Beschichtungen, Wärmeleitfähigkeit und Kontaktwiderstand, Reflexionsvermögen und Strahlungseigenschaften, Widerstand gegen Flüssigkeits- und Gasströmung sowie Stromfluss auf Leiteroberflächen haben alle unterschiedlichen Einfluss.
Bewertungskriterien für die Oberflächenrauheit
① Abtastlänge: Die Einheitslänge jedes Parameters. Die Probenahmelänge ist die Länge einer Referenzlinie, die zur Beurteilung der Oberflächenrauheit angegeben wird. Gemäß der Norm ISO 1997 werden im Allgemeinen 0,08 mm, 0,25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm und 8 mm als Referenzlängen verwendet.
② Bewertungslänge: Besteht aus N Referenzlängen. Die Oberflächenrauheit verschiedener Teile einer Komponente kann nicht genau durch eine einzige Referenzlänge dargestellt werden; Daher sind N Abtastlängen erforderlich, um die Oberflächenrauheit zu bewerten. Gemäß der Norm ISO 1997 beträgt die Bewertungslänge im Allgemeinen N gleich 5.
③ Referenzlinie: Die Referenzlinie ist die Profilmittellinie, die zur Bewertung der Rauheitsparameter verwendet wird. Im Allgemeinen gibt es Mittellinien der kleinsten Quadrate und Mittellinien des arithmetischen Mittelwerts des Profils.
[Mittellinie der kleinsten Quadrate] wird mithilfe der Methode der kleinsten Quadrate aus den während der Messung erfassten Punkten berechnet.
[Mittellinie des arithmetischen Mittels des Profils] stellt sicher, dass die Flächen der beiden Profilteile oberhalb und unterhalb der Mittellinie innerhalb der Abtastlänge gleich sind.
Theoretisch ist die Mittellinie der kleinsten Quadrate die ideale Referenzlinie, in der Praxis ist es jedoch schwierig, sie zu erhalten. Daher wird im Allgemeinen stattdessen die arithmetische Mittellinie des Profils verwendet, und während der Messung kann eine gerade Linie mit einer ungefähren Position verwendet werden.
Wie wird die Oberflächenrauheit erreicht?
Die Bewertung der Oberflächenrauheit wird in der Fertigung zunehmend geschätzt. Um die Oberflächenrauheit zu untersuchen, ist eine spezielle Maschine erforderlich: ein Oberflächenrauheitsmessgerät. (Bild: Formtracer Avant-Serie) Ein Instrument zur Messung der Oberflächenrauheit verwendet einen hochempfindlichen Diamantstift, um die Oberfläche abzutasten, ähnlich wie ein Tonabnehmer eines Phonographen. Anschließend trennt es die kleine{3}}Wellenlängenrauheit von großflächigen-Wellen und Konturen von den längeren Wellenlängen-ein Prozess, der als elektronische Filterung bekannt ist.
*Die Eigenschaften von Rauheitsmessgeräten mit Stift- sind in ISO 3274:1996 definiert.
(Bild: Schematische Darstellung eines Oberflächenrauheitsmessgeräts vom Typ Stylus-)
Während die meisten präzisen und vollständigen Messungen der Oberflächenrauheit spezielle Messgeräte verwenden, können in einigen Fällen Handwerkzeugsätze für einen schnelleren und kostengünstigeren Betrieb verwendet werden, wie unten gezeigt:
Rauheitsvergleichsplatten sind Proben auf Nickelbasis-, die durch Elektroformung hergestellt werden. Sie eignen sich ideal für die Metallbearbeitung und sind hochwirksame Hilfswerkzeuge.
Der Bediener fährt einfach mit dem Fingernagel über jede Oberfläche eines Satzes, um die beste Übereinstimmung mit dem zu vergleichenden Werkstück zu finden. Manche Leute verwenden diese Modellsätze als Nachschlagetabellen, aber es ist wichtig zu beachten, dass es sich hierbei nicht um Materialstandards handelt. Rauheitsmessgeräte bieten unterschiedliche Funktionen, nutzen unterschiedliche Auswertungsmethoden und variieren im Preis. Bevor Sie sich für eine Maschine entscheiden, sollten Sie sich an professionelle Hersteller wenden, um das für Ihre Bedürfnisse am besten geeignete Modell auszuwählen.
