ما يجب معرفته عن خشونة السطح

نحن ندرك أن خشونة السطح تعني الكثير في الصناعة التحويلية. عندما يتم استدعاء المفهوم إلى عقلك ، يجب أن يكون هناك بعض القوام المشترك على الأجزاء المجهزة ، مثل سطح المرآة الساطع ، والطلاء غير اللامع ، والطلاء الباهت. وهي ما تجسده الخشونة السطحية المختلفة في الحالة الماكروسكوبية.

تعريف خشونة السطح

كما هو معروف لنا ، ضعف الجزء"يمكن تعريف سطح الصورة كسلسلة من الوديان المتعرجة التي يوجد فيها قمة وعبر وتباعد بينها.

كمفهوم يصف السطح"البنية المجهرية ، خشونة السطح في الواقع هي الطول S بين هذه القمم (أو أحواض ، عادة ما تكون أقل من 1 مم) والعمق Z من الحوض إلى القمة المبين في الرسم البياني التالي.

بشكل عام ، نفرق بين حالة السطح المتفاوتة وفقًا لنطاق S.

S ＜ 1mm ، يعتبر الشفق خشونة السطح ،

1≤S≤10mm ، تعتبر متموجة ،

S ＞ 10mm ، يطلق عليه التفاوت الهندسي.  

3 معايير وجدول المقارنة

في الصين ، المعايير التي تقيس خشونة السطح بواسطة 3 مؤشرات (الوحدة: مم) وهي متوسط الانحراف الحسابي للكونتور Ra ومتوسط ارتفاع التفاوت Rz وأقصى عمق للوادي Ry.

في معظم أنشطة الإنتاج الفعلية ، يتم تطبيق Ra في الغالب. بينما في اليابان ، يتم استخدام Ry في الغالب ، المشار إليها بـ R_ماكس. يستخدم الأشخاص في المنطقة الأوروبية VDI 3400. لقد أجرينا جدول مقارنة للمعايير الثلاثة الموضحة أدناه ، 

الشكل 2 - المقارنة بين Ra و R_ماكسو VDI3400.

عوامل تكوين خشونة السطح

يتكون خشونة السطح بشكل عام من طرق المعالجة وعوامل أخرى ، مثل الاحتكاك بين الأداة وسطح الجزء ، والتشوه البلاستيكي للمعادن السطحية عند فصل الرقائق ، والاهتزاز عالي التردد في نظام العملية ، وحفر التفريغ في الآلات الكهربائية ، وما إلى ذلك. بسبب الاختلاف لطريقة المعالجة ومواد الشغل ، يختلف العمق والكثافة والشكل والملمس للآثار المتبقية على السطح المشكل.

التأثير الرئيسي للخشونة السطحية على الأجزاء

تؤثر على مقاومة التآكل.

كلما كان السطح أكثر خشونة ، كلما قلت مساحة التلامس الفعالة بين الأسطح ، كلما زاد الضغط ، زادت مقاومة الاحتكاك وأسرع البلى.

تؤثر على استقرار التنسيق.

لتناسب الخلوص ، كلما كان السطح أكثر خشونة ، كلما كان البلى أسهل ، وستزداد الخلوص تدريجياً في عملية العمل. لتناسب التداخل ، سيتم تقليل التداخل الفعال الفعلي وستنخفض قوة الاتصال بسبب بثق قمم محدبة دقيقة أثناء التجميع.

تتأثر قوة التعب.

هناك أحواض كبيرة على سطح الأجزاء الخشنة. مثل الشقوق الحادة والشقوق ، فهي حساسة لتركيز الضغط ، مما يؤثر على قوة التعب من الأجزاء.

التأثير على مقاومة التآكل.

سطح الأجزاء الخشنة ، من السهل عمل غازات أو سوائل أكالة من خلال سطح تسلل الوادي الصغير إلى الطبقة الداخلية المعدنية ، مما يؤدي إلى تآكل السطح.

التأثير على الختم

لا تتناسب الأسطح الخشنة بإحكام ، وتتسرب الغازات أو السوائل من خلال الشقوق بين أسطح التلامس.

تتأثر صلابة الاتصال

تصلب الاتصال هو قدرة الأجزاء على مقاومة تشوه الاتصال تحت القوة الخارجية. يعتمد صلابة الآلة إلى حد كبير على صلابة التلامس بين الأجزاء.

تتأثر دقة القياس

سوف تؤثر خشونة السطح للأجزاء وأدوات القياس المقيسة بشكل مباشر على دقة القياس ، خاصة في القياس الدقيق.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن خشونة السطح لها تأثيرات مختلفة على الطلاء ، التوصيل الحراري ومقاومة التلامس ، الانعكاسية وأداء الإشعاع ، مقاومة تدفق السائل والغاز ، وتدفق التيار على سطح الموصل.

أساس تقييم خشونة السطح

طول العينة

طول أخذ العينات هو طول خط مرجعي لتقييم عمر خشونة السطح. وفقًا لخصائص التكوين والملمس للسطح الفعلي للجزء ، يجب تحديد طول القسم الذي يعكس خصائص خشونة السطح ، ويجب قياس طول العينة وفقًا للاتجاه الكلي للملف الشخصي الفعلي للسطح. يتم تحديد طول أخذ العينات واختياره للحد من تأثير تموج السطح وخطأ الشكل وتقليله على نتائج قياس خشونة السطح.

طول التقييم

طول التقييم هو طول ضروري لتقييم المحيط. قد يتضمن واحد أو أكثر من أطوال أخذ العينات. نظرًا لأن الخشونة السطحية لكل جزء من سطح الجزء ليست موحدة بالضرورة ، غالبًا ما يكون من غير المعقول أن تعكس خصائص خشونة سطح معينة على طول أخذ العينات ، لذا من الضروري أخذ عدة أطوال لأخذ العينات على السطح لتقييم السطح خشونة. يتضمن طول التقييم بشكل عام خمسة أطوال لأخذ العينات.

خط مسند

خط الإسناد هو خط الوسط المحيطي المستخدم لتقييم معلمات خشونة السطح. هناك نوعان من خطوط المسند: أقل خط الوسط للمربعات للكونتور: ضمن طول العينة ، يكون مجموع إزاحة المخطط التفصيلي لكل نقطة على خط الكفاف هو الأصغر ، وله شكل كفاف هندسي. المتوسط الحسابي لخط الوسط: ضمن طول العينة ، تكون منطقة الكفاف على جانبي خط الوسط متساوية. من الناحية النظرية ، فإن خط الوسط المربعات الصغرى هو خط مسند مثالي ، ولكن من الصعب الحصول عليه في التطبيق العملي. لذلك ، يستخدم خط الوسط المتوسط الحسابي للكفاف بشكل عام لاستبداله ، ويمكن استخدام خط ذو موضع تقريبي لاستبداله في القياس.

معلمات تقييم خشونة السطح

معلمات مميزة الارتفاع

Ra الانحراف المتوسط الحسابي للكونتور: الوسط الحسابي للقيمة المطلقة لتعويض الكفاف ضمن طول أخذ العينات (lr). في القياس العملي ، كلما زاد عدد نقاط القياس ، كان Ra أكثر دقة.

الارتفاع الأقصى لكفاف Rz: المسافة بين الخط العلوي لذروة الكفاف والخط السفلي للوادي.

يفضل Ra في نطاق معلمات السعة الشائعة الاستخدام. قبل عام 2006 ، كانت معلمة تقييم أخرى في المعيار الوطني هي "ارتفاع 10 نقاط من الخشونة الدقيقة" التي عبر عنها Rz والحد الأقصى لارتفاع الكنتور الذي عبر عنه Ry. بعد عام 2006 ، تم إلغاء ارتفاع الخشونة الدقيقة بمقدار 10 نقاط في المعيار الوطني والحد الأقصى لارتفاع الكفاف الذي عبر عنه Rz.

تباعد المعلمات المميزة

متوسط عرض وحدة الكنتور RSM. ضمن طول العينة ، متوسط المسافة من خشونة الدقيق الدقيقة. يشير التباعد المجهري غير المنتظم إلى طول القمم الكنتورية والأودية المحيطية المجاورة في خط الوسط. في حالة نفس قيمة Ra ، فإن قيمة Rsm ليست بالضرورة هي نفسها ، لذلك سيكون النسيج المنعكس مختلفًا. عادة ما يهتم السطح الذي ينتبه إلى الملمس بمؤشرين Ra و Rsm.

يتم التعبير عن معلمات الشكل المميزة لـ Rmr من خلال نسبة طول دعم الكفاف ، وهي نسبة طول دعم الكفاف إلى طول أخذ العينات. طول دعامة الكفاف هو مجموع الأطوال المقطعية لكل قسم ضمن طول أخذ العينات ، بالتوازي مع خط الوسط وتقاطعه مع خط ذروة الكفاف C.

طريقة قياس خشونة السطح

طريقة المقارنة

يتم استخدامه في القياس الميداني لورشة العمل ، وغالبًا ما يتم استخدامه في قياس السطح المتوسط أو الخام. تتمثل الطريقة في تحديد قيمة خشونة السطح المقاسة من خلال مقارنة السطح المقاس بعدد معين من عينات الخشونة.

لمس طريقة إبرة

ينزلق خشونة السطح ببطء على طول السطح المقاس باستخدام قلم ماسي يبلغ نصف قطر انحنائه حوالي 2 ميكرون. يتم تحويل إزاحة القلم الماسي من مستشعر الطول الكهربائي إلى إشارة كهربائية. بعد التضخيم ، الترشيح والحساب ، يشار إلى قيمة خشونة السطح بواسطة أداة عرض. يمكن أيضًا تسجيل منحنى المظهر الجانبي للقسم المقاس بواسطة مسجل.

بشكل عام ، فإن أداة القياس التي يمكنها فقط عرض قيمة خشونة السطح تسمى أداة قياس خشونة السطح ، ويطلق على ملف تعريف خشونة السطح الذي يمكن أن يسجل منحنى ملف تعريف السطح ملف تعريف خشونة السطح. تحتوي أداتا القياس هاتان على دائرة حساب إلكترونية أو كمبيوتر. ويمكنهم تلقائيًا حساب الانحراف المتوسط الحسابي Ra للكونتور ، والارتفاع 10 نقاط Rz للخشونة الدقيقة ، والارتفاع الأقصى Ry للكونتور ومعلمات التقييم الأخرى. لديهم كفاءة قياس عالية ومناسبة لقياس خشونة سطح Ra تتراوح من 0.025 إلى 6.3 أم.