Vad är ytjämnhet och varför spelar det någon roll?

I Vad är ytjämnhet?

 

Ytjämnhet, även känd som Ytjämnhet på engelska, syftar på vad vi vanligtvis mäter som ytjämnhet i dagligt arbete. Det kan förstås som de små ojämnheter, inklusive små avstånd och små toppar och dalar, som uppstår under produktbearbetningsprocessen.

 

Det definieras generellt som det lilla avståndet (våglängden) mellan två toppvärden eller två dalvärden. Typiskt är våglängden mindre än 1 mm eller ännu mindre. Det kan också definieras som mätning av mikroskopiska profiler, vanligtvis kallade mikrofelvärden.

 

När vi utvärderar grovhet finns det vanligtvis en referenslinje. Den högsta punkten ovanför referenslinjen kallas topppunkten, medan den lägsta punkten under referenslinjen kallas dalpunkten. Höjden mellan toppen och dalen representeras av Z, och avståndet mellan den mikroskopiska texturen av den bearbetade produkten representeras av S.

 

▲ Referenslinje

Storleken på S-värdet definieras generellt i nationella standarder:

S < 1 mm definieras som ytjämnhet.

1 Mindre än eller lika med S Mindre än eller lika med 10 mm definieras som ytvågighet.

 

I Kinas nationella metrologiska verifieringsstandarder utvärderas ytjämnhet vanligtvis med hjälp av parametrarna VDI3400, Ra och Rmax, med mätenheter vanligtvis uttryckta i μm.

 

Förhållande mellan utvärderingsparametrar

• Ra definieras som den aritmetiska medelavvikelsen för kurvan (genomsnittlig grovhet).
• Rz definieras som tiopunktshöjden för mikrooregelbundenheter. Ry definieras som den maximala höjden. Den maximala höjdskillnaden för den mikroskopiska profilen, Ry, benämns också som Rmax i vissa sammanhang.

 

För det specifika förhållandet mellan Ra och Rmax, se tabellen nedan:

 

▲ Tabell: Jämförelse av Ra- och Rmax-parametrar (μm)

 

 

II Hur bildas ytråhet?

 

Bildandet av ytjämnhet orsakas av bearbetningsprocessen av arbetsstycket. Faktorer som bearbetningsmetoden, arbetsstyckets material och processparametrarna påverkar alla ytjämnheten.

 

Till exempel, under elektrisk urladdningsbearbetning, kan ytan av den behandlade delen uppvisa urladdningsgropar.
 

Eftersom bearbetningstekniker och material varierar skiljer sig de mikroskopiska spåren som lämnas på de bearbetade delytorna i termer av densitet, djup och formvariationer.

 

 

III Ytråhetens inverkan på arbetsstycken

 

Ytråhet kan påverka arbetsstycket i olika aspekter, inklusive:

Slitstyrka

Stabilitet av passform

Trötthet styrka

Korrosionsbeständighet

Tätningsprestanda

Kontaktstyvhet

Mätnoggrannhet

....

 

Dessutom påverkar det beläggningsvidhäftning, värmeledningsförmåga och kontaktresistans, reflektivitet och strålningsprestanda, motstånd mot vätske- och gasflöde, och elektriskt strömflöde på ledarytor, bland andra faktorer.

 

▲ Ytjämnhet

 

 

IV Kriterier för utvärdering av ytjämnhet

 

1. Samplingslängd

Detta hänvisar till standardlängden på en referenslinje som anges för utvärdering av ytjämnhet. Enligt ISO 1997-standarder inkluderar typiska referenslängder 0.08 mm, 0,25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm och 8 mm.

 

2. Utvärderingslängd

Utvärderingslängden består av flera referenslängder, betecknade som N. Ytjämnhet över olika områden av en del kan inte representeras exakt av en enda referenslängd, så flera provtagningslängder krävs för utvärdering. ISO 1997-standarder anger att utvärderingslängden vanligtvis inkluderar N=5 referenslängder.

 

3. Referenslinje

Detta är mittlinjen som används för att utvärdera råhetsparametrar. Vanliga metoder inkluderar:

• Minsta kvadraters medellinje: Beräknas med minsta kvadratmetoden baserat på de insamlade datapunkterna.
• Aritmetisk medellinje för profilen: Linjen inom provtagningslängden där områdena ovanför och under linjen är lika

 

Även om den minsta kvadratiska medellinjen är teoretiskt idealisk, är den utmanande att tillämpa i praktiken. Därför används ofta profilens aritmetiska medellinje som ett substitut, med en närliggande rät linje som används för mätändamål.

 

 

V Hur mäter man ytjämnhet?

 

Utvärderingen av ytjämnhet har blivit allt viktigare i tillverkningen. För att studera ytjämnhet krävs specialutrustning, såsom:

 

Instrument för mätning av ytråhet

 

▲ Formtracer Avant Series multifunktionsmätmaskin

 

Instrument för mätning av ytråhet fungerar genom att använda en mycket känslig diamantpenna som glider över ytan, liknande en grammofonnål. Instrumentet filtrerar elektroniskt grovheten hos korta våglängder från längre våglängder i profilen.

 

▲ Instrument för mätning av ytjämnhet av sondtyp

 

Schematisk beskrivning av mätinstrument för ytgrovhet av sondtyp:

 

▲ Schematisk beskrivning av mätinstrumentet för mätning av ytjämnhet av sondtyp

 

Typer av sonder:

 

▲ Typer av sonder

 

 

Handhållna verktyg för mätning

 

▲ Handhållna verktyg för mätning

 

Jämförelseprover för grovhet, gjorda av nickel genom elektroformning, är idealiska för metallbearbetning. De fungerar som effektiva hjälpverktyg för att bestämma råhetsvärden genom att jämföra arbetsstycket med proverna.

 

När de här verktygen används bestämmer operatörerna råhetsvärdet genom att visuellt och taktiskt jämföra arbetsstyckets yta med råhetsprovet.