Împărtășiți articolul:

Procesele de prelucrare și asprimea suprafeței asociate

Finisajul corect al suprafeței influențează semnificativ funcționalitatea, durata de viață și costurile de producție ale componentelor. Pe acest blog, veți afla tot ce trebuie să știți – de la elementele de bază ale asprimii suprafeței până la metodele de măsurare și standardele internaționale, până la exemple practice despre cât de asprime este menționată în desene și ce metode de prelucrare oferă calitatea dorită. Imersați-vă în lumea preciziei și află de ce chiar și micrometrele pot face diferența!

Ce este asprimea suprafeței?

Asprimea suprafeței sau asprimea suprafețelor descrie denivelările și textura microscopice create de procesele de prelucrare pe suprafața unui material. Această denivelare este adesea prea mică pentru a fi percepută cu ochiul liber, dar influențează semnificativ proprietățile mecanice, chimice și optice ale unei componente.

Asprimea se măsoară în mod tipic prin profilul suprafeței, unde abaterile de la o suprafață ideal netedă sunt înregistrate sub formă de vârfuri și concavități. Aceste deviații se măsoară în micrometri (μm) și sunt descrise utilizând diverse caracteristici. În aplicațiile industriale, asprimea suprafeței nu este un aspect nesemnificativ, deoarece influențează factori precum frecarea, aderența, comportamentul la uzură, lubrifierea și rezistența la coroziune. Asprimea optimă poate ajuta la prelungirea duratei de viață a componentelor, la creșterea eficienței mașinii sau la îmbunătățirea funcționalității garniturilor, a lagărelor și a altor componente.

Ce tipuri de asprime a suprafeței există?

Asprimea suprafeței este descrisă de diverși parametri care ajută la caracterizarea stării unei suprafețe. Fiecare dintre acești parametri oferă informații diferite despre microstructură și calitatea unei suprafețe. O parte dintre cei mai importanți parametri sunt explicați mai jos:

Ra asprime (valoare medie aritmetică): Ra este cel mai utilizat parametru care descrie asprimea suprafeței. Acesta măsoară distanța medie a profilurilor de asprime față de linia centrală a unei suprafețe. Ra oferă o medie simplă a înălțimii și a adâncimii deviațiilor suprafeței și oferă o estimare generală a asprimii.
Ry asprime (asprime maximă): Ry se referă la cel mai înalt vârf individual și cea mai adâncă concavitate dintr-o anumită secțiune de măsurare. Prin urmare, descrie cea mai mare distanță verticală de pe suprafață.
Rz asprime (valoare înălțime în zece puncte): Rz descrie diferența dintre cele mai înalte cinci vârfuri și cele mai joase cinci concavități dintr-o secțiune de măsurare. Spre deosebire de Ra, care oferă o valoare medie, Rz se concentrează pe înălțimi și adâncimi extreme și oferă o declarație mai precisă despre asprimea maximă a unei suprafețe.
Rt asprime (înălțimea totală a profilului): Rt descrie distanța dintre cea mai mare și cea mai mică abatere a unei suprafețe pe întreaga lungime a profilului măsurat. Aceasta oferă o valoare totală a asprimii, luând în considerare vârfurile și concavitățile extreme de pe întregul câmp de măsurare.

Calculul exact al acestor parametri poate fi destul de complex și necesită instrumente speciale de măsurare și metode matematice. Dacă vă interesează un calcul detaliat al asprimii suprafeței, veți găsi mai multe informații în postarea de pe blogul nostru despre măsurarea și determinarea finisajului suprafeței și graficul asprimilor.

Metode de măsurare a asprimii suprafeței

Asprimea suprafeței se măsoară utilizând diferite instrumente de măsurare și metode de măsurare. Cele mai uzuale tehnici includ:

Metodă de scanare transversală: În acest caz, un vârf de scanare de precizie scanează suprafața piesei de prelucrat în timp ce înregistrează înălțimile și concavitățile profilului suprafeței. Senzorul înregistrează profilul din care se pot extrage apoi diferiți parametri ai asprimii, cum ar fi Ra, Rz sau Rt. Această metodă este adecvată pentru o gamă largă de suprafețe, dar generează doar o vedere bidimensională a asprimii.
Măsurarea optic a asprimii: Instrumentele optice de măsurare generează o imagine tridimensională a suprafeței. Aceste metode sunt utile în special pentru materialele sensibile sau moi care ar putea fi deteriorate de un vârf mecanic.
Scanare cu laser: Metodele bazate pe laser utilizează un fascicul de lumină concentrat pentru a măsura suprafața. Acest lucru permite măsurarea fără contact a structurilor de suprafață cu viteză și precizie ridicate.

Standarde internaționale pentru asprimea suprafeței

Asprimea suprafeței este măsurată și specificată. standarde recunoscute la nivel internațional. Seria standard ISO 25178, de exemplu, se referă la măsurători tridimensionale ale texturii suprafeței și devine din ce în ce mai importantă, deoarece procesele moderne de fabricație generează adesea structuri complexe de suprafață. Standardele internaționale garantează faptul că măsurarea și specificarea asprimii suprafeței rămân consecvente și comparabile la nivel mondial. Aceste standarde oferă definiții clare și instrucțiuni de măsurare utilizate de industria de prelucrare pentru a se asigura că componentele îndeplinesc cerințele funcționale și calitative.

Cum este reprezentată asprimea suprafeței în desene?

Specificațiile suprafeței din desenele tehnice descriu calitatea specifică a unei suprafețe, inclusiv asprimea, greutatea și metodele de prelucrare. Inginerii și specialiștii în producție utilizează simboluri standardizate pentru a comunica cu precizie cerințele privind finisajul suprafeței. Fundamentul pentru fabricarea componentelor este creată prin specificarea asprimii suprafeței, a metodelor de prelucrare și a direcțiilor granulației în desene. Aceste simboluri și valori respectă standardele internaționale, cum ar fi ISO 1302, care asigură specificații și metode de măsurare uniforme la nivel global. Mai jos sunt explicate câteva simboluri de bază privind asprimea.

Simbolul pentru suprafață este un simbol standardizat utilizat în desenele tehnice pentru a comunica cerințele de finisare a suprafeței pentru o piesă de prelucrat. Este utilizat pentru a prezenta informații despre asprimea suprafeței, metoda de prelucrare, direcția granulelor, greutate și alte aspecte relevante ale suprafeței.

a - Valoarea asprimii suprafeței Ra

b - Specifică metoda de prelucrare

c - Specificațiile secțiunii, lungimea examinată

d - Specifică direcția granulației

e - Specifică toleranța la prelucrare

f - Parametri diferiți de Ra

g - Specifică neregularitatea suprafeței

Metode de prelucrare pentru modificarea finisajului suprafeței

Metode diferite, cum ar fi strunjirea, frezarea, șlefuirea sau lepuirea, generează fiecare o asprime diferită care influențează funcționalitatea și calitatea componentelor fabricate. În funcție de aplicație, poate fi necesară o suprafață grosieră sau în mod deosebit netedă pentru a minimiza frecarea, uzura sau susceptibilitatea la coroziune. Tabelul următor prezintă asprimea suprafețelor și arată ce metode pot fi utilizate pentru a obține aceste asprimi.

Metoda de prelucrare și asprimea suprafeței realizabile - unitate: μm
Asprime suprafață R_a (μm)	Metodă de prelucrare
0.025	- un finisaj aproape neted, cu aspect de oglindă, cu denivelare microscopică minoră este obținut prin metode precum micro - șlefuirea, lepuire, lustruirea sau electropolizare - pentru componente sensibile de înaltă precizie
0.05	- un finisaj de precizie cu o textură uniformă și proeminențe de asprime și dolii de asprime abia vizibile este generat prin metode precise de postprocesare, cum ar fi metodele de șlefuire, lepuire, lustruire sau superfinisare - pentru aplicații cu cerințe de precizie ridicată
0.1	- finisaj foarte neted, dar cu o asprime ușor microscopică - generat prin șlefuire cu precizie, șlefuire, lepuire sau lustruirea - ideal pentru instrumentele din mecanică și optică de precizie
0.2	- se obține o suprafață de precizie, de înaltă calitate prin șlefuire, șlefuire cu precizie, lepuire sau honuire - pentru fixare, suprafețe de etanșare și suprafețele rulmenților
0.4	- un finisaj de înaltă calitate cu micro-denivelări observabile, dar încă mici, este obținut prin metode de prelucrare cum ar fi strunjirea de precizie, frezarea, șlefuirea și honuirea - pentru aplicații cu cerințe moderate de finisaj de suprafață
0.8	- un finisaj relativ neted cu micro-denivelări mai pronunțate se obține prin strunjire, frezare, honuire și șlefuire - pentru componente mecanice, suprafețele rulmentului și suprafețe glisante care trebuie să permită mișcări line
1.6	- un finisaj bun al suprafeței cu micro-denivelare tactilă este obținut prin metode cum ar fi strunjirea, frezarea, degroșarea sau strunjirea - pentru lagăre simple, arbori și componente care funcționează în condiții moderate, controlate
3.2	- un finisaj relativ aspru cu vârfuri și dolii ușor de perceput este generat prin strunjire, frezare sau degroșare - pentru componente și îmbinări care sunt prelucrate sau acoperite în operațiuni ulterioare
6.3	- un finisaj comparativ grosier cu denivelări clar vizibile și tactile este generat prin strunjire, frezare, turnare, găurire etc. - pentru componentele supuse unor sarcini mari sau destinate prelucrării ulterioare a suprafeței
12.5	- o suprafață foarte grosiera cu suprafețe neregulate pronunțate este creata prin strunjire, frezare, șlefuire sau turnare - pentru componente aspre sau necritice
25	- suprafață aspră, inferioară - creată în timpul tăierii, strunjirea grosieră, frezare etc. - pentru componente și semifabricate înainte de prelucrarea fină
50, 100	- suprafață extrem de grosieră - pentru aplicații tolerate sau specificate cu asprime mare a suprafeței

Importanța asprimii suprafeței în aplicații industriale

Asprimea suprafețelor joacă un rol important în aplicațiile industriale, în special în ceea ce privește reducerea frecării și a uzurii. În funcție de profilul de asprime, suprafețele pot cauza o frecare mai mare sau pot menține mai bine pelicula lubrifiantă, îmbunătățind astfel eficiența componentelor mașinii. Totuși, pentru a înțelege pe deplin relațiile dintre calitatea suprafeței și comportamentul de frecare, este la fel de important să înțelegeți conceptele de frecare și coeficientul de frecare. În acest context, asprimea suprafeței afectează direct coeficientul de frecare, care este responsabil în mod decisiv pentru contactul dintre componente. Doriți să aflați mai multe? Aflați mai multe informații despre bazele coeficientului de frecare, metodele sale de măsurare și aplicațiile sale în inginerie pe blogul nostru.