Что такое шероховатость поверхности? - единица, диаграмма, измерение

Что такое шероховатость поверхности?

Шероховатость поверхности, часто сокращенная до шероховатости, является компонентом текстуры поверхности. Количественно определяется отклонением направления вектора нормали реальной поверхности от ее идеальной формы.

Если эти отклонения велики, поверхность шероховатая; если они маленькие, поверхность гладкая. В метрологии поверхности шероховатость обычно считается высокочастотной коротковолновой составляющей измеряемой поверхности.

Однако на практике часто необходимо знать как амплитуду, так и частоту, чтобы убедиться, что поверхность подходит для определенной цели.

Шероховатость играет важную роль в определении того, как реальный объект будет взаимодействовать с окружающей средой. В трибологии шероховатые поверхности обычно изнашиваются быстрее и имеют более высокие коэффициенты трения, чем гладкие поверхности.

Шероховатость часто является хорошим предиктором работы механического компонента, поскольку неровности на поверхности могут образовывать зародыши трещин или коррозии.

С другой стороны, шероховатость может способствовать адгезии. Вообще говоря, кросс-масштабные дескрипторы, такие как фрактальность поверхности, в отличие от дескрипторов, зависящих от масштаба, обеспечивают более содержательные прогнозы механических взаимодействий на поверхностях, включая контактную жесткость и статическое трение.

Хотя высокое значение шероховатости часто нежелательно, его трудно и дорого контролировать при производстве.

Например, сложно и дорого контролировать шероховатость поверхности деталей, изготовленных методом наплавки (FDM). Уменьшение шероховатости поверхности обычно увеличивает стоимость ее изготовления. Это часто приводит к компромиссу между стоимостью производства компонента и его эксплуатационными характеристиками.

Шероховатость можно измерить путем ручного сравнения с «компаратором шероховатости поверхности», но в более общем случае измерение профиля поверхности выполняется с помощью профилометра. Они могут быть контактными (обычно с алмазным стилусом) или оптическими.

Однако часто может быть желательной контролируемая шероховатость. Например, глянцевая поверхность может быть слишком блестящей для глаз и слишком скользкой для пальцев (хорошим примером является сенсорная панель), поэтому требуется контролируемая шероховатость. Это тот случай, когда очень важны и амплитуда, и частота.

Единица шероховатости поверхности

Шероховатость по среднему арифметическому (Ra) является общепринятым стандартом и может быть измерена в английских (микродюймах) или метрических (микронах) единицах. Чистота поверхности измеряется с помощью приборов для усреднения или профилирования. Приборы усреднения не могут измерять волнистость и обычно отображают значения шероховатости поверхности на измерителе.

Как измерить шероховатость поверхности?

Шероховатость поверхности — это расчет относительной гладкости профиля поверхности. В этом случае используется числовой параметр — Ra. Диаграмма шероховатости поверхности Ra показывает среднее арифметическое высоты поверхности. Высоты были измерены по всей поверхности.

Как уже упоминалось, есть три основных компонента поверхности. К ним относятся шероховатость, волнистость и укладка. Поэтому на характеристики геометрии поверхности влияют различные факторы.

Кроме того, существует несколько систем измерения шероховатости поверхности. Таким образом, системы включают:

• Методы прямого измерения
• Бесконтактные методы
• Методы сравнения
• Методы в процессе

Прямое измерение Методы измерения шероховатости поверхности с помощью щупа. Следовательно, это предполагает рисование стилуса перпендикулярно поверхности. Затем оператор использует зарегистрированный профиль для определения параметров шероховатости.

Бесконтактные методы вместо этого использовать свет или звук. Оптические инструменты, такие как белый свет и конфокальные, заменяют перо. Эти приборы используют разные принципы измерения. Затем физические датчики можно заменить оптическими датчиками или микроскопами.

Во-первых, используемый инструмент посылает на поверхность ультразвуковой импульс. Затем произойдет изменение и отражение звуковых волн обратно в устройство. Затем вы можете оценить отраженные волны, чтобы определить параметры шероховатости.

С другой стороны, методы сравнения использовать образцы шероховатости поверхности. Эти образцы генерируются оборудованием или процессом. Затем производитель использует тактильные и визуальные ощущения для сравнения результатов. Результаты сравниваются с поверхностью с известными параметрами шероховатости.

Пример внутренних методов индуктивность. Этот метод помогает оценить шероховатость поверхности с помощью магнитных материалов. Здесь датчик индуктивности использует электромагнитную энергию. Он использует энергию для измерения расстояния до поверхности. Затем определенное значение параметра может помочь определить сравнительные параметры шероховатости.

График шероховатости поверхности

Существуют широкие вариации условий отделки и кромок. Перечислены некоторые из наиболее распространенных производственных технологий и соответствующие им значения шероховатости поверхности Ra.

Различные методы измерения шероховатости поверхности

Существуют различные методы и оборудование, используемые для измерения шероховатости поверхности. Различные используемые методы можно разделить на три категории. Это:

• Методы профилирования. Во-первых, у нас есть методы профилирования. Это включает в себя измерение поверхности с помощью зонда с высоким разрешением. В этом процессе вы должны больше думать об игле фонографа в соответствии с чувствительностью. Типичный датчик ЧПУ может быть не таким эффективным.
• Техники площади. Эти методы измеряют конечную площадь поверхности. Таким образом, измерение предлагает статистическое среднее пиков и впадин на поверхности. Некоторые примеры этих методов включают ультразвуковое рассеяние, оптическое рассеяние, емкостные датчики и многое другое. Его легче автоматизировать и выполнять с помощью площадных методов.
• Методы микроскопии. Эти качественные методы основаны на измерении контрастов. Результаты предоставляют актуальную информацию о пиках и впадинах на поверхностях.