Yüzey pürüzlülüğü, kayma temasına dahil olan çoğu yüzey için çok önemlidir çünkü aşınmanın başlangıç hızı ve devam eden doğası gibi faktörler bu özelliğe büyük ölçüde bağlıdır. Bu yüzeyler genellikle yük-taşıyıcıdır ve kullanım amaçlarına uygunluğun sağlanması için pürüzlülük işaretlerine ihtiyaç duyar.
Pek çok bileşenin gerekli işlevleri yerine getirebilmesi için özel yüzey kaplamaları gerekir. Örnekler arasında boyamadan önce bir araba gövdesindeki veya bir krank mili veya eksantrik mili üzerindeki muylu yatakları yer alır.
[Resim]
Yüzey Pürüzlülüğü Nedir?
Günlük ölçümlerde sıklıkla kullandığımız şekliyle yüzey pürüzlülüğü, ürün imalatı sırasında ince boşlukların ve minik tepe ve vadilerin eşitsizliği olarak anlaşılabilir.
Genellikle iki tepe veya iki vadi arasındaki dakika mesafesi (dalga boyu) olarak tanımlanır. Tipik olarak dalga boyu 1 mm veya daha azdır. Ayrıca, genellikle mikro-hata değerleri olarak bilinen mikro-profillerin ölçümü olarak da tanımlanabilir.
Özetle, artık pürüzlülük hakkında genel bir anlayışa sahip olabilirsiniz. Aşağıdaki bölümde daha ayrıntılı bir analiz sunulmaktadır.
Genel olarak yüzey pürüzlülüğünü değerlendirmek için bir taban çizgisi kullanırız. Taban çizgisinin üzerindeki en yüksek noktaya tepe, taban çizgisinin altındaki en alçak noktaya çukur denir. Tepe ve çukur arasındaki yükseklik Z ile temsil edilir ve işlenmiş ürünün mikro-dokusunun aralığı S ile temsil edilir.
[Resim]
S'nin değeri genellikle ulusal doğrulama standartlarında aşağıdaki şekilde tanımlanır:
S < 1 mm: Yüzey pürüzlülüğü olarak tanımlanır
1 S'den küçük veya eşit 10 mm'den küçük veya eşit: Yüzey dalgalılığı olarak tanımlanır
Çin ulusal metrolojik doğrulama standartları, yüzey pürüzlülüğünün genellikle üç parametre kullanılarak değerlendirilmesini şart koşar: VDA3400, Ra ve Rmax; ölçüm birimi genellikle μm cinsinden ifade edilir.
Değerlendirme parametreleri arasındaki ilişki
Ra, eğrinin ortalama aritmetik sapması (ortalama pürüzlülük), Rz, düzgünsüzlüğün ortalama yüksekliği ve Ry, maksimum yükseklik olarak tanımlanır. Mikro-profilin maksimum yükseklik farkı Ry, diğer standartlarda da Rmax ile temsil edilir.
Ra ve Rmax arasındaki özel ilişki için lütfen aşağıdaki tabloya bakın:
[Resim]
Tablo: Ra ve Rmax parametrelerinin karşılaştırılması (μm)
Yüzey pürüzlülüğü nasıl oluşur?
Yüzey pürüzlülüğü iş parçasının işlenmesinden kaynaklanır. İşleme yöntemi, iş parçası malzemesi ve prosesin tümü yüzey pürüzlülüğünü etkiler.
Örneğin, elektriksel erozyonla işleme (EDM) sırasında, işlenen parçanın yüzeyinde deşarj tümsekleri belirir.
Farklı işleme süreçleri ve iş parçası malzemeleri, işlenen parçanın yüzeyinde yoğunluk, derinlik ve şekil değişiklikleri gibi çeşitli mikroskobik işaretlerin kalmasına neden olur.
Yüzey Pürüzlülüğünün İş Parçaları Üzerindeki Etkisi
İş parçası aşınma direnci, uyum stabilitesi, yorulma mukavemeti, korozyon direnci, sızdırmazlık performansı, temas sertliği, ölçüm doğruluğu, kaplamalar, termal iletkenlik ve temas direnci, yansıtma ve radyasyon özellikleri, sıvı ve gaz akışına direnç ve iletken yüzeylerindeki akım akışının tümü değişen derecelerde etkiye sahiptir.
Yüzey Pürüzlülüğü Değerlendirme Kriterleri
① Örnekleme Uzunluğu: Her parametrenin birim uzunluğu. Örnekleme uzunluğu, yüzey pürüzlülüğünü değerlendirmek için belirlenen referans çizgisinin uzunluğudur. ISO 1997 standardına göre referans uzunluklar olarak genellikle 0,08 mm, 0,25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm ve 8 mm kullanılır.
② Değerlendirme Uzunluğu: N referans uzunluğundan oluşur. Bir bileşenin farklı parçalarının yüzey pürüzlülüğü, tek bir referans uzunlukla doğru bir şekilde temsil edilemez; bu nedenle yüzey pürüzlülüğünü değerlendirmek için N örnekleme uzunluğuna ihtiyaç vardır. ISO 1997 standardına göre değerlendirme uzunluğu genellikle N'ye eşit 5'tir.
③ Referans Çizgisi: Referans çizgisi, pürüzlülük parametrelerini değerlendirmek için kullanılan profil merkez çizgisidir. Genellikle en küçük kareler merkez çizgileri ve profil aritmetik ortalama merkez çizgileri vardır.
[En Küçük Kareler Merkez Çizgisi], ölçüm sırasında toplanan noktalardan en küçük kareler yöntemi kullanılarak hesaplanır.
[Profil Aritmetik Ortalama Merkez Hattı], örnekleme uzunluğu dahilinde merkez hattının üstündeki ve altındaki iki profil parçasının alanlarının eşit olmasını sağlar.
Teorik olarak en küçük kareler merkez çizgisi ideal referans çizgisidir ancak pratik uygulamalarda bunu elde etmek zordur. Bu nedenle, bunun yerine genellikle profil aritmetik ortalama merkez çizgisi kullanılır ve ölçüm sırasında yaklaşık konumu olan düz bir çizgi kullanılabilir.
Yüzey pürüzlülüğü nasıl elde edilir?
Yüzey pürüzlülüğü değerlendirmesine imalatta giderek daha fazla değer verilmektedir. Yüzey pürüzlülüğünü incelemek için özel bir makine gereklidir: bir yüzey pürüzlülüğü ölçüm cihazı. (Resim: Formtracer Avant serisi) Bir yüzey pürüzlülüğü ölçüm cihazı, tıpkı bir fonograf manyetiğine benzer şekilde, yüzeyin üzerinden geçmek için son derece hassas bir elmas kalem kullanır. Daha sonra, büyük-ölçekli dalgacıkların ve konturların küçük-dalga boyu pürüzlülüğünü ve konturlarını daha uzun dalga boylarından-ayırır; bu işlem elektronik filtreleme olarak bilinir.
*Prob-tipi pürüzlülük ölçüm cihazlarının özellikleri ISO 3274:1996'da tanımlanmıştır.
(Resim: Prob-tipi yüzey pürüzlülüğü ölçüm cihazının şematik diyagramı)
En doğru ve eksiksiz yüzey pürüzlülüğü ölçümlerinde özel ölçüm makineleri kullanılırken, bazı durumlarda aşağıda gösterildiği gibi daha hızlı ve daha düşük-maliyetli işlem için elde taşınır alet kitleri kullanılabilir:
Pürüzlülük karşılaştırma plakaları, elektroformlamayla yapılan nikel-bazlı numunelerdir. Bunlar metal işleme için idealdir ve son derece etkili yardımcı aletlerdir.
Operatör, karşılaştırılan iş parçasına en yakın eşleşmeyi bulmak için tırnağını her yüzey üzerinde bir set halinde gezdirir. Bazı kişiler bu model setlerini arama tabloları olarak kullanır ancak bunların maddi standartlar olmadığını unutmamak önemlidir. Pürüzlülük ölçüm makineleri farklı işlevler sunar, farklı değerlendirme yöntemleri kullanır ve maliyet açısından farklılık gösterir. Bir makine seçmeden önce ihtiyaçlarınıza göre en uygun modeli seçmek için profesyonel üreticilere danışmanız tavsiye edilir.
