Overflatens tilstand

Denne artikkelen er en oversikt over fysikk .

Du kan dele din kunnskap ved å forbedre den ( hvordan? ) I henhold til anbefalingene fra de tilsvarende prosjektene .

I mekanikk er overflatefinishen et dimensjonerende element i en del som indikerer funksjonen, ruheten, geometrien og utseendet til maskinerte overflater.

Overflatefunksjoner

I geometriske produktspesifikasjoner (GPS) er det seksten hovedfunksjoner som kan oppfylles av overflaten til en mekanisk del:

Kontaktflate med en annen del:

Gratis, uavhengig overflate:

Overflatebehandlingskomponenter

Mikro ruhet

Dette er de korteste bølgelengdekomponentene som oftest er forårsaket av elektronisk støy fra måleenheten. Men mikro-grovhet kan også være til stede på den delen, og i dette tilfellet er det signaturen til utseendet til en mer eller mindre glatt del. I de fleste applikasjoner fjernes mikro-ruhet ved filtrering.

Grovhet

Det måles med en ruhetsmåler eller profilometer . Den ruhet for geometriske mikrooverflatedefekter. De blir evaluert etter filtrering av den virkelige overflaten ved hjelp av et høypassfilter som bare har de korteste sidebølgelengdene. Ruhetsparametrene i profilometri begynner med store bokstaver R etterfulgt av en eller flere bokstaver som bestemmer typen parameter. For eksempel er parameteren 'Ra' den aritmetiske gjennomsnittlige ruheten til profilen. 'Rz' er den maksimale ruheten til profilen. Grovheten til en maskinert del er en signatur av typen maskinering (snu, polering, sliping osv.) Dimensjoneringen av overflateforholdene i mekanikk refererer i hovedsak til maskinering ved å fjerne materiale. Mangler er striper og furer skåret ut av skjærekantene på verktøy (snuverktøy, kuttere, slipeskiver osv.). Det er to nivåer av overflatefeil:

Ripple

Som komplement til ruhet samler bølgene komponentene i overflatefinishen ved lengre bølgelengder. Ripple oppnås ved lavpassfiltrering og blir noen ganger referert til som profilens midtlinje. Ripple-parametere starter med bokstaven W. Ripple på en bearbeidet del overføres av en maskinverktøyfeil (vibrasjon, utenfor sentrum, etc.). Det er generelt skadelig for funksjonene til tørr kontakt, friksjon eller tetting.

Skjemaavvik

Formavvikene er de lange bølgelengderester som oppnås etter at den nominelle formen på delen er fjernet (for eksempel en sylinder). De tilsvarer for eksempel mangelen på flathet eller retthet, til mangelen på rundhet, etc. I geometrisk spesifikasjon blir disse skjemaavvikene vanligvis eliminert ved filtrering.

Målingsteknologier

Måling av overflatetilstandene kan utføres med en ruhetsmåler, et kontakt- eller optisk profilometer eller et mikroskop som er i stand til å måle overflatehøyden. I dag blir overflatestatus evaluert digitalt fra profiler eller digitaliserte overflater. De vanligste teknologiene for måling av overflatestruktur er:

I verkstedet bruker vi fremdeles de visotaktile prøvene ( Rugositest som gjør det mulig å evaluere ruheten ved sammenligning. Det er også i visse sektorer metoder for pneumatisk evaluering eller bruk av sigarettpapir.

Overflatens tilstand

Den nye ISO 25178- standarden definerer 3D-analysen av overflatestruktur, som også tillater karakterisering av vanskelige anisotrope eller periodiske overflater med de gamle 2D-overflatestrukturparametrene.

Profilegenskaper

Flere nasjonale eller internasjonale standarder definerer hvordan man skal analysere overflateforhold ved hjelp av filtrering og parametere.

Maskineringsstrek Hver stripe av profilen nummerert i består av en projeksjon og de to tilstøtende halvhullene. Den er preget av lengden AR, dens oppstrømsdybde R i og nedstrøms R i + 1 . Midtlinje Gjennomsnittlig linje beregnes fra avlesningen av kuttprofilen. Dette er den minste kvadratlinjen. Fremspringslinje Det er linjen parallell med middellinjen som går gjennom den mest utstikkende projeksjonen. Hul linje Det er linjen parallell med middellinjen som går gjennom det dypeste trau. Klippelinje c Det er linjen parallell med middellinjen i en avstand c fra utstikkelinjen. Profilhøyde P t Dette er avstanden mellom fremspringslinjen og hullinjen. Aritmetisk middelverdi avvik R en Det er det integrerte gjennomsnittet av avvikene i absolutt verdi: Gjennomsnittlig dybde R Det er gjennomsnittet av dypet. Maksimal dybde på ryggene R maks

Dette er maksimal dybde.

Ingen AR-måte

Det er gjennomsnittsverdien av lengden på strieringene.

Lagerlengdeforhold T p

Det er den totale bærelengden relatert til lengden på profilen uttrykt i%. Bærelengden til et kuttmerke er lengden på skjæringspunktet med kuttelinjen c .

Funksjonell dimensjonering av overflatestatus

Det fysiske kriteriet R er mikrogeometrisk , og det er gjennomsnittsamplituden til ruheten (ruheten). Den statistiske kriterier R en er statistisk , og det er den aritmetiske middel avvik fra middellinjen . R = 5 R har omtrent

Anvendelsesområde

Områdene der ruhet spiller en rolle er veldig varierte:

Grovhet  :

Det er alle uregelmessighetene til en mikrografisk og makrografisk overflate. De bearbeidede overflatene er ikke perfekte, de har uregelmessigheter på grunn av oppnåelsesprosesser, til verktøyene, til materialet etc.

Den funksjonelle rollen til en overflate avhenger av en rekke faktorer, inkludert overflatens tilstand (tetthet, glid osv.).

Jo lavere ruhetsindeksen er, desto vanskeligere er det å oppnå, noe som nødvendigvis øker produksjonskostnaden.

Geometrisk
overflate Perfekt overflate; På tegningen er den definert geometrisk av designkontoret ved hjelp av nominelle dimensjoner.

Spesifisert
overflate Overflate som kommer fra den geometriske overflaten, transformert av designkontoret som foreskriver grensene for realisering av denne overflaten ved hjelp av symboler og numeriske verdier i tillegg til de nominelle dimensjonene på tegningen.

Målt
areal Areal bestemt ved hjelp av måleinstrumenter fra det faktiske området. Den målte overflaten som er resultatet av utforskningen av den virkelige overflaten, bør være det nærmeste bildet.

Faktisk
område Areal oppnådd under produksjonen.

L  : Gjennomsnittsprofilens lengde

Rp  : Gjennomsnittlig ruhetsdybde. Aritmetisk gjennomsnitt av verdiene til ordinaten y for alle punktene i profilen på grunnlengden L.

Ra  : Aritmetisk middelavvik. Aritmetisk gjennomsnitt av de absolutte verdiene til ordinaten y '(mellom hvert punkt i kurven og Ox' aksen).

Grovhetsverdier

Overflatebehandling og funksjon

Maksimal verdi på R i µm:

Produksjonsprosesser og overflatebehandling

Ruhet R en i mikrometer eller ruhet R i mikrometer

Grovhetens ruhet:

Grovhet av maskinerte overflater:

Overflateforhold avhengig av produksjonsprosessen - Grove overflater
Produksjonsprosess Aritmetisk middelverdi avvik R en i um
Prosess 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 -
Smiing fo x
Skuddsprengning gn x x x x x x -
Laminering spinning - varm ekstrudering innsjø - x x -
trådtegning - kaldtegning Laf - x x x -
Smiing varmt min - x x x -
Kald
Støping i sanden mo - x x -
tapt voks - Schaw-prosess - x x -
i skall av tyngdekraften x x x
i trykk skall x x x
Plaststøping mo
Sandblåsing henne
Prosess Symbol 160 80 40 16 10 4 2 1 0,5 0,25 0,12 0,06
Produksjonsprosess Gjennomsnittlig ruhetsdybde R i µm
Overflatebehandling avhengig av produksjonsprosessen - Maskinerte overflater
Produksjonsprosess Aritmetisk middelverdi avvik R en i um
Prosess Symbol 50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,025
Kjede høyhastighets stålverktøy al - x x x -
diamantkarbidverktøy - x x x x -
reamer - x x x -
Broaching br
Brennende -
Høyhastighets stålfresing -
Fresing av hardmetall - - - x x x -
Tannskjæring -
Retting - - x x x x x x -
Innbrudd rd - x x x x
Mekanisk polering po - x x x x x
Superfinishing sf - x x x
Prosess Symbol 160 80 40 16 10 4 2 1 0,5 0,25 0,12 0,06
Produksjonsprosess Gjennomsnittlig ruhetsdybde R i µm

superfinishing Ra = Fra 0,2 eksepsjonell verdi og fra 0,1 til 0,025 vanlig verdi

Vanlig verdi
x
Eksepsjonell verdi
-

Grovhet kan forbedres ved polering eller tribofinishing-prosesser; disse prosessene bruker slitende medier så vel som utstyr som vibratorer eller satellitt sentrifuger .

Kilde

Merknader og referanser

  1. Optisk måling av overflatetopografi
  2. Overflateforhold: ISO 25178-standarden vil endre alt i magasinet Measurements , nummer 787 av september 2006
  3. Profilinnstillinger
  4. Overflateforhold , den essensielle STS IPM.

Bibliografi

Eksterne linker