ما هي خشونة السطح؟
في اتصالات المصنع ، اعتاد الكثير من الناس على استخدام مصطلح "إنهاء السطح". ومع ذلك ، يقترح "إنهاء السطح" من منظور الرؤية البشرية. من أجل التماشي مع المعيار الدولي (ISO) ، لم يعد المعيار الوطني يستخدم مصطلح "إنهاء السطح". لذلك ، في التعبيرات الرسمية والصارمة ، يجب استخدام كلمة "خشونة السطح".
تشير خشونة السطح إلى التباعد الصغير وعدم انتظام القمم والوديان الصغيرة على السطح المُشغل آليًا. المسافة (مسافة الموجة) بين القمتين أو القاعين صغيرة جدًا (أقل من 1 مم) ، والتي تنتمي إلى خطأ الشكل الهندسي المجهري. كلما كانت خشونة السطح أصغر ، كان السطح أكثر نعومة.
على وجه التحديد ، يشير إلى درجة الارتفاع والمسافة S للقمم والوديان الصغيرة. بشكل عام مقسومة على S:
S<1mm is the surface roughness
1 أقل من أو يساوي S أقل من أو يساوي 10 مم هو التموج
S>10 ملم هو شكل f
صورة
02
عوامل تشكيل خشونة السطح
تتشكل خشونة السطح عمومًا بواسطة طريقة المعالجة المستخدمة وعوامل أخرى ، مثل الاحتكاك بين الأداة وسطح الجزء أثناء المعالجة ، والتشوه البلاستيكي لمعدن الطبقة السطحية عند فصل الرقاقة ، والاهتزاز عالي التردد في نظام العملية ، حفر تفريغ الآلات الكهربائية ، إلخ. نظرًا لاختلاف طرق المعالجة ومواد قطع العمل ، يختلف عمق وكثافة وشكل وملمس الآثار المتبقية على السطح المعالج.
صورة
03
أساس تقييم خشونة السطح
1) طول أخذ العينات
طول الوحدة لكل معلمة ، وطول العينة هو طول الخط المرجعي المحدد لتقييم خشونة السطح. وفقًا لمعيار ISO1997 ، 0. 0 8 مم 0. 25 مم و 0.8 مم و 2.5 مم و 8 مم تستخدم عمومًا كطول مرجعي.
القيم المختارة لطول العينة L وطول التقييم Ln لـ Ra و Rz و Ry:
صورة
2) طول التقييم
يتكون من أطوال مرجعية N. لا يمكن أن تعكس خشونة السطح لكل جزء من سطح الجزء المعلمات الحقيقية للخشونة على طول مرجعي ، ولكن من الضروري أخذ أطوال أخذ العينات N لتقييم خشونة السطح. وفقًا لمعيار ISO1997 ، يكون طول التقييم عمومًا N يساوي 5.
3) خط الأساس
الخط المرجعي هو الخط المركزي للملف الشخصي المستخدم لتقييم معلمات خشونة السطح.
04
معلمات تقييم خشونة السطح
1) معلمات الارتفاع المميزة Ra ، Rz
متوسط الانحراف الحسابي لـ Ra: المتوسط الحسابي للقيمة المطلقة لانحراف المظهر الجانبي ضمن طول العينة (lr). في القياس الفعلي ، كلما زاد عدد نقاط القياس ، زادت دقة Ra.
أقصى ارتفاع للملف الشخصي Rz: المسافة بين خط ذروة المظهر الجانبي وخط قاع الوادي.
صورة
يفضل Ra في النطاق المعتاد لمعلمات السعة. في المعيار الوطني قبل عام 2006 ، كان هناك معلمة تقييم أخرى وهي "ارتفاع عشر نقاط للخشونة الدقيقة" التي عبر عنها Rz ، وتم التعبير عن أقصى ارتفاع للمحيط بواسطة Ry. بعد عام 2006 ، ألغى المعيار الوطني ارتفاع عشر نقاط من الخشونة الدقيقة ، وتم استخدام Rz. يشير إلى أقصى ارتفاع للملف الشخصي.
2) تباعد المعلمة المميزة Rsm
متوسط عرض العناصر الكنتورية Rsm. ضمن طول أخذ العينات ، متوسط قيمة المسافة بين المخالفات المجهرية للملف الشخصي. يشير التباعد الدقيق للخشونة إلى طول ذروة المظهر الجانبي ووادي المظهر الجانبي المجاور على خط الوسط. في حالة نفس قيمة Ra ، لا تكون قيمة Rsm هي نفسها بالضرورة ، لذا فإن النسيج المنعكس سيكون مختلفًا. عادةً ما تنتبه الأسطح التي تولي اهتمامًا للنسيج إلى مؤشري Ra و Rsm.
صورة
يتم تمثيل معلمة ميزة الشكل Rmr بنسبة طول دعم الكفاف ، وهي نسبة طول دعم الكفاف إلى طول العينة. طول دعم المظهر الجانبي هو مجموع أطوال خطوط المقطع التي تم الحصول عليها عن طريق تقاطع المظهر الجانبي مع خط مستقيم موازٍ لخط الوسط ومسافة c من خط ذروة المظهر الجانبي ضمن طول العينة.
05
طريقة قياس خشونة السطح
1) طريقة المقارنة
طريقة المقارنة سهلة القياس وتستخدم للقياس في الموقع في ورشة العمل ، وغالبًا ما تستخدم لقياس الأسطح المتوسطة أو الخشنة. تتمثل الطريقة في مقارنة السطح المقاس بعينة خشونة مميزة بقيمة معينة لتحديد قيمة خشونة السطح المقاسة. الطرق التي يمكن استخدامها للمقارنة: عند Ra> 1.6 ميكرومتر ، استخدم الفحص البصري ، عند Ra1.6 ~ Ra 0. 4 ميكرومتر ، استخدم عدسة مكبرة ، وعندما يكون Ra <0. 4 ميكرومتر ، استخدم مجهر المقارنة.
عند المقارنة ، يجب أن تكون طريقة المعالجة وملمس المعالجة واتجاه المعالجة ومواد العينة مماثلة لسطح الجزء المقاس.
صورة
2) طريقة القلم
ينزلق القلم الماسي بنصف قطر انحناء طرف يبلغ حوالي 2 ميكرون ببطء على طول السطح المقاس. يتم تحويل الإزاحة لأعلى ولأسفل للقلم الماسي إلى إشارة كهربائية بواسطة مستشعر طول كهربائي. بعد التضخيم والتصفية والحساب ، تشير أداة العرض إلى أن السطح خشن. درجة ، يمكن أيضًا استخدام المسجل لتسجيل منحنى ملف التعريف للقسم المقاس. بشكل عام ، تسمى أداة القياس التي يمكنها فقط عرض قيمة خشونة السطح بأداة قياس خشونة السطح ، والأداة التي يمكنها تسجيل منحنى المظهر الجانبي للسطح تسمى أداة تعريف خشونة السطح. تحتوي أداتا القياس هاتين على دارات حساب إلكترونية أو أجهزة كمبيوتر إلكترونية ، والتي يمكنها تلقائيًا حساب متوسط الانحراف الحسابي Ra للكفاف ، وارتفاع عشر نقاط Rz للتفاوت المجهري ، وأقصى ارتفاع Ry للمحيط ومعلمات التقييم الأخرى ، مع ارتفاع كفاءة القياس ومناسبة لخشونة سطح Ra هي 0. 025-6. يتم قياس 3 ميكرون.
صورة
صورة
3) طريقة التدخل
استخدم مبدأ تداخل الموجة الضوئية (انظر البلورة المسطحة ، تقنية قياس طول الليزر) لعرض خطأ شكل السطح المقاس كنمط هامش تداخل ، واستخدم مجهرًا بتكبير عالٍ (حتى 5 0 { {3}} مرة) لتكبير الجزء المجهري من أطراف التداخل هذه يتم أخذ القياسات للحصول على خشونة السطح الذي يتم قياسه. تسمى أداة قياس خشونة السطح باستخدام هذه الطريقة مجهر التداخل. هذه الطريقة مناسبة لقياس خشونة السطح باستخدام Rz و Ry والتي تتراوح من 0.025 إلى 0.8 ميكرون.
صورة
06
جدول مقارنة VDI3400 ، Ra ، Rmax
غالبًا ما يستخدم مؤشر Ra في الإنتاج الفعلي المحلي ؛ يستخدم مؤشر Rmax بشكل شائع في اليابان ، وهو ما يعادل مؤشر Rz ؛ يشيع استخدام معيار VDI3400 في الدول الأوروبية والأمريكية للإشارة إلى خشونة السطح ، وغالبًا ما تستخدم المصانع التي تصدر طلبات قوالب أوروبية مؤشرات VDI. على سبيل المثال ، غالبًا ما يقول العملاء "سطح هذا المنتج مصنوع وفقًا لـ VDI30".
صورة
سطح VDI3400 له علاقة مقابلة مع المعيار Ra الأكثر استخدامًا. غالبًا ما يتعين على العديد من الأشخاص البحث عن البيانات للعثور على القيمة المقابلة. الجدول التالي كامل جدًا ويوصى بجمعه.
جدول المقارنة بين معيار VDI3400 و Ra:
صورة
جدول مقارنة Ra و Rmax:
صورة
07
المظاهر الرئيسية لتأثير خشونة السطح على الأجزاء
1) تؤثر على مقاومة التآكل
كلما كان السطح أكثر خشونة ، كانت مساحة التلامس الفعالة بين أسطح التزاوج أصغر ، وكلما زاد الضغط ، زادت مقاومة الاحتكاك ، وكلما كان التآكل أسرع.
2) تؤثر على استقرار التنسيق
لملاءمة الخلوص ، كلما كان السطح أكثر خشونة ، كان من الأسهل ارتدائه ، بحيث تزداد الفجوة تدريجياً أثناء عملية العمل ؛ قوة الاتصال.
3) تؤثر على قوة التعب
توجد أحواض كبيرة على سطح الأجزاء الخشنة ، والتي ، مثل الشقوق والشقوق الحادة ، حساسة للغاية لتركيز الضغط ، وبالتالي تؤثر على قوة إجهاد الأجزاء.
4) يؤثر على مقاومة التآكل
يمكن أن يتسبب سطح الأجزاء الخشنة بسهولة في اختراق الغازات أو السوائل المسببة للتآكل في الطبقة الداخلية من المعدن من خلال الوديان المجهرية على السطح ، مما يتسبب في تآكل السطح.
5) تؤثر على الضيق
لا يمكن تثبيت الأسطح الخشنة بإحكام ، ويتسرب الغاز أو السائل عبر الفجوات بين أسطح التلامس.
6) تؤثر على صلابة الاتصال
صلابة التلامس هي قدرة سطح المفصل للأجزاء على مقاومة تشوه التلامس تحت تأثير القوة الخارجية. يتم تحديد صلابة الآلة إلى حد كبير من خلال صلابة التلامس بين الأجزاء.
7) تؤثر على دقة القياس
ستؤثر خشونة السطح للسطح المقاس للجزء وسطح القياس لأداة القياس بشكل مباشر على دقة القياس ، خاصة في القياس الدقيق.
بالإضافة إلى ذلك ، سيكون لخشونة السطح درجات متفاوتة من التأثير على طلاء الطلاء ، والتوصيل الحراري ومقاومة تلامس الأجزاء ، وأداء الانعكاس والإشعاع ، ومقاومة تدفق السائل والغاز ، وتدفق التيار على سطح الموصلات.
