Oberflächenrauheit bezieht sich auf die Unebenheit einer bearbeiteten Oberfläche, die durch kleine Intervalle und winzige Spitzen und Täler gekennzeichnet ist. Es wird typischerweise durch Bearbeitungsmethoden und andere Faktoren verursacht, wie z. B. Reibung zwischen dem Werkzeug und der Werkstückoberfläche, der plastischen Verformung während der Chip-Trennung und hohen Frequenzschwingungen innerhalb des Bearbeitungssystems.
Je kleiner die Oberflächenrauheit ist, desto glatter die Oberfläche. Es fällt unter mikroskopische geometrische Formfehler. Oberflächenmerkmale mit einer Wellenlänge von weniger als 1 mm werden als Oberflächenrauheit definiert, solche mit Abmessungen zwischen 1 und 10 mm werden als Oberflächenwelligkeit definiert, und solche mit Abmessungen von mehr als 10 mm werden als Oberflächenmorphologie definiert.
Bei der CNC -Bearbeitung wird die Oberflächenrauheit typischerweise unter Verwendung von Parametern wie RA (durchschnittliche Rauheit) quantifiziert. Der RA -Wert wird in Mikrometern gemessen und durch mikroskopische Beobachtung berechnet, wobei die Höhe und die Tiefenunterschiede auf der Oberfläche des Teils widerspiegelt.
Unterschiedliche Bearbeitungsmethoden und Anwendungsszenarien haben unterschiedliche Anforderungen an die Oberflächenrauheit. Beispielsweise haben Komponenten in Umgebungen mit hoher Spannung, Hochspannung oder Hochvibrationen, Teile, die eine präzise Anpassung und reibungslose Bewegung erfordern, sowie medizinische Implantate höhere Anforderungen an die Oberflächenrauheit.
Oberflächenrauheit beeinflusst die Funktionalität, Leistung und Haltbarkeit von Teilen, einschließlich Reibungskoeffizienten, Rauschpegel, Verschleiß, Grad, Wärmeerzeugung und Adhäsion.
Wie bildet sich die Oberflächenrauheit?
Die Oberflächenrauheit wird infolge des Bearbeitungsprozesses des Werkstücks gebildet. Die Bearbeitungsmethode, das Material des Werkstücks und die Prozessparameter beeinflussen alle Oberflächenrauheit.
Zum Beispiel entwickelt die Oberfläche des bearbeiteten Teils während der elektrischen Entladungsbearbeitung (EDM) ungleiche Gruben, die durch elektrische Entladungen verursacht werden.
Verschiedene Bearbeitungsverfahren und Teilmaterialien führen zu verschiedenen mikroskopischen Spuren, die auf der Oberfläche des bearbeiteten Teils gelassen werden, wie z. B. Unterschiede in Dichte, Tiefe und Form.
Der Einfluss der Oberflächenrauheit auf Werkstücke
Werkstückwiderstand
Anpassungsstabilität
Ermüdungsstärke
Korrosionsbeständigkeit
Versiegelungsleistung
Kontaktsteifigkeit
Messgenauigkeit
…
Beschichtungsschichten, Wärmeleitfähigkeit und Kontaktwiderstand, Reflexionsvermögen und Strahlungsleistung, Resistenz gegen Flüssigkeit und Gas und der Stromfluss auf der Oberfläche von Leitern sind in unterschiedlichem Maße betroffen.
Bewertungskriterien für die Oberflächenrauheit
Probenlänge
Die Probenlänge ist die Länge einer Referenzlinie, die zur Bewertung der Oberflächenrauheit pro Einheitslänge jedes Parameters angegeben ist. Im Rahmen des ISO 1997 -Standards werden im Allgemeinen Referenzlängen von 0,08 mm, 0,25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm und 8 mm verwendet.
Bewertungslänge
Bestehend aus N -Referenzlängen. Die Oberflächenrauheit verschiedener Teile einer Komponente kann nicht genau durch eine einzige Referenzlänge dargestellt werden; Stattdessen sind N -Stichprobenlängen erforderlich, um die Oberflächenrauheit zu bewerten. Nach dem Standard -ISO 1997 wird die Bewertungslänge im Allgemeinen auf n = 5 eingestellt.
Referenzlinie
Die Referenzlinie ist die Kontur -Mittellinie, die zur Bewertung von Rauheitsparametern verwendet wird. Es gibt im Allgemeinen zwei Arten: die Mitte der kleinsten Quadrate und die arithmetische mittlere Mittellinie der Kontur.
Die Mitte der kleinsten Quadrate wird unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate für die während der Messung gesammelten Punkte berechnet.
Die arithmetische mittlere Mittellinie der Kontur stellt sicher, dass die Bereiche über und unter der Mittellinie innerhalb der Stichprobenlänge gleich sind.
Theoretisch ist die Mitte der kleinsten Quadrate die ideale Referenzlinie, aber es ist schwierig, in praktischen Anwendungen zu erhalten. Daher wird die arithmetische mittlere Mittellinie der Kontur im Allgemeinen als Ersatz verwendet, und während der Messung kann eine gerade Linie mit einer ähnlichen Position als Ersatz verwendet werden.
Was ist die Oberflächenrauheit in der CNC -Bearbeitung? Eine Einführung in Messtechniken und Parameter
Oberflächenrauheit ist ein Indikator für die Glätte oder Unebenheit der Oberfläche eines Objekts. Wenn die Oberflächenrauheit jedoch nicht ordnungsgemäß behandelt wird, kann die mikroskopische Unebenheit und Fehlausrichtung von Kontaktflächen zu Problemen wie Reibung und Produktnahrung führen.
Da Oberflächenrauheit nicht nur die Produktleistung beeinflusst, sondern auch das Erscheinungsbild des Produkts, wird dieser Artikel Messtechniken, Parameter und Verarbeitungsmethoden mit Oberflächenrauheit einführt.
Was ist Oberflächenrauheit?
Oberflächenrauheit ist ein Indikator für den Grad der mikroskopischen Unebenheit auf einer bearbeiteten Oberfläche. Diese Unebenheit wirkt sich erheblich auf die Produktleistung, die Zuverlässigkeit und die Ästhetik aus. Daher wird das Verständnis der subtilen Oberflächenbedingungen, die nicht visuell oder mit Berührung bestätigt werden können, als kritischer Faktor angesehen.
Zum Beispiel ist bekannt, dass die Oberflächenrauheit von Automobilteilen die Motorleistung und die Kraftstoffeffizienz beeinflusst. Darüber hinaus wirkt sich die Oberflächenrauheit von Wafern in der Halbleiter -Produktionsindustrie direkt auf die Leistung der Geräte aus.
Daher ist es notwendig, die Oberflächenrauheit entsprechend der Anwendung angemessen zu steuern. Die Oberflächenrauheit wird hauptsächlich unter Verwendung von Parametern wie „RA (arithmetischer Mittelwert)“ und „RZ (maximale Höhenrauheit)“ quantifiziert, die in internationalen Standards wie JIS B 0601 und ISO 25178 definiert sind.
Oberflächenrauheitsmessungstechnologie
Messmethoden zur Oberflächenrauheit können weitgehend in zwei Kategorien unterteilt werden: Kontakt und Nichtkontakt.
Kontaktmessung
Die Kontaktmessung verwendet einen Stift -Rauheitstester, um die Unebenheit zu messen, indem die Oberfläche mit einem Stift verfolgt wird.
Obwohl diese Methode einfach und sehr genau ist, dauert es lange Zeit, und da der Stift direkt in Kontakt mit der Oberfläche kommt, muss bei der Messung weicher Materialien oder sehr glatten Oberflächen darauf geachtet werden, da das Risiko besteht, dass das gemessene Objekt beschädigt wird.
Nichtkontaktmessung
Nichtkontaktmessung ist eine Methode, bei der kein Stift verwendet wird und stattdessen Licht, Laser oder andere Technologien verwendet, um Oberflächenunregelmäßigkeiten zu erkennen. Im Gegensatz zur Kontaktmessung erfordert es keinen physischen Kontakt mit dem gemessenen Objekt, sodass es für weiche Materialien und sehr glatte Oberflächen geeignet ist. Die Nichtkontaktmessung verwendet hauptsächlich optische Technologien wie Laserinterferometer und weiße Lichtinterferometer.
In einem Laserinterferometer wird ein Laserstrahl auf die Oberfläche gerichtet, was auf der Unebenheit der Oberfläche reflektiert wird. Durch die Analyse der Interferenzmuster werden Oberflächenhöhendaten erhalten. Andererseits verwendet ein weißes Lichtinterferometer das gesamte sichtbare Lichtspektrum, wodurch genauere Messungen durch Analyse von Interferenzen bei verschiedenen Wellenlängen erreicht werden.
Schlüsselparameter der Oberflächenrauheit
Parameter sind Indikatoren zur Messung der mikroskopischen Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche eines gemessenen Objekts.
Wir werden die wichtigsten Parameter der Oberflächenrauheit einführen.
Arithmetische Mittelrauheit (RA)
Die arithmetische mittlere Rauheit ist ein häufig verwendeter Indikator zur quantitativen Bewertung der Oberflächenrauheit, die den durchschnittlichen Absolutwert der unregelmäßigen Oberflächenhöhe innerhalb der Messfläche darstellt.
Insbesondere werden die Absolutwerte der Höhenabweichungen unter Verwendung der Mittellinie (Referenzlinie) der Oberfläche als Grundlinie gemessen und der Durchschnitt berechnet. Je kleiner der arithmetische mittlere Rauheitswert ist, desto glatter die Oberfläche; Umgekehrt, je größer der arithmetische mittlere Rauheitswert, desto rauer die Oberfläche.
Maximale Höhenrauheit (RZ)
Die maximale Höhenrauheit zeigt den Höhenunterschied zwischen dem Peak des höchsten Peaks und dem Boden des niedrigsten Tales innerhalb des Messbereichs an.
Da RZ extreme Oberflächenunregelmäßigkeiten direkt bewerten kann, ist es eine geeignete Metrik, wenn die Kontaktoberfläche oder Funktionalität eines Produkts in einem bestimmten Höhenbereich liegen muss, und es wird für die Konstruktion und Qualitätskontrolle von Produkten mit Verschleiß- oder Adhäsionsproblemen verwendet.
Im Gegensatz zu arithmetischer mittlerer Rauheit ist die maximale Höhenrauheit ein Index, das für extreme Unregelmäßigkeiten empfindlich ist. Daher ist es besonders nützlich, wenn lokale Anomalien oder signifikante Unregelmäßigkeiten einen großen Einfluss auf die Oberflächenleistung haben.
Oberflächenrauheit (SA, SQ, SZ)
Dies sind Metriken, die zur Beurteilung von dreidimensionalen Oberflächenunregelmäßigkeiten verwendet werden und eine detailliertere und umfassendere Visualisierung der Oberflächeninformationen im Vergleich zu herkömmlichen zweidimensionalen Messungen liefern.
Die Oberflächenrauheit kann unter Verwendung von drei typischen Parametern gemessen werden-arithmetische mittlere Rauheit, Wurzel mittlerer Quadratrauheit und maximale Höhenrauheit-, um die Eigenschaften der gesamten Oberfläche zu quantifizieren und die dreidimensionale Analyse der Oberflächenmikrostruktur und der Gesamtglättung zu ermöglichen.
