Felületmérés

Amikor felületmérésről beszélünk, általában a felületi érdesség mérését értjük alatta.

Ezen az oldalon könnyen áttekintheti a felületekkel kapcsolatos minőségbiztosítást.
Természetesen egy adott fejezetre is kattinthat:

Mi a felületi érdesség?

Az érdesség a felület egyenetlenségét jelenti, amelyet a magassági különbségek okoznak. Az úgynevezett alakeltérések a szerszámél felületre gyakorolt hatásától származnak. Az alakeltérésekeket durva és finom alakokra osztják. A durva alak az alak- és a helyzeteltéréseket foglalja magába, a finom alakhoz a hullámosság és az érdesség tartozik:

Alak: Hosszú periódusokon keresztüli eltérések, ill. nem ciklikus eltérések
Lehetséges okok: Hibák a szerszámgép vezetésében, munkadarab hibás befogása, egyenetlen kopás..
Hullámosság: Felületi struktúra hosszabb intervallumú eltérései.
Lehetséges okok: A szerszámgép, a munkadarab, a szerszámok rezgései a gyártási folyamatban
Érdesség: Rövid intervallumú eltérések
Lehetséges okok: Vágószerszám-jelölések, a csiszolókorong szemcséje.

Nem biztos benne, hogy melyik mérőműszer felelne meg a követelményeknek? Akkor használja szűrőként a szükséges paramétereket, hogy az Ön igényeinek megfelelő megoldást megjeleníthessük.

Találja meg a megfelelő mérőeszközt

Minden gyártási folyamat befolyásolja a felület minőségét és ezzel felületi érdességet okoz. A gyártott alkatrészek minőségének további biztosítása érdekében a felület minőségét az úgynevezett érdességi értékkel határozzuk meg. Az alkatrész tényleges érdességét a felületi profil érdességmérő készülékkel mérése határozza meg.
Figyelembe kell venni, hogy adott gyártási eljárással csak meghatározott érdességértékek érhetők el. Ezért ezeket a termeléshez igazodva kell meghatározni. Ez azt jelenti, hogy az érdességi értékeket a gyártási folyamattól függően határozzuk meg. Az Ra érdesség számtani középértékének megfelelően a gyártási folyamat során μm-ben adja meg az érdességet.

A felület minőségét befolyásoló tényezők:

Feldolgozás:
- Vágási feltételek (vágási mélység vagy vágási sebesség)
- Szerszámok (szorítószög, dőlésszög, beállítószög)
- Megmunkálási típus (esztergálás, köszörülés, marás)
Szerkezeti anyag (textúra)
- A munkadarab stabilitása
- Hűtő-kenőanyagok
- Az anyag forgácsoló megmunkálási tulajdonságai

Alkalmazások

A felületi tulajdonságok befolyásolhatják a munkadarab mechanikai, elektromos vagy kémiai viselkedését. A felületek érdessége nagymértékben meghatározza azok minőségét. A felületek érdességi szempontból történő jellemzése technikailag fontos, mivel az érdességvizsgálat optimalizálási lehetőségeket kínál. Ennek megfelelően számos iparág profitálhat a felületek érdességmérő eszközökkel történő ellenőrzéséből, például:

Orvosi technológia:
A fajlagos felületi érdesség betartásával például gyorsan az állkapocsra nő a fogászati implantátum. Ugyanez vonatkozik az endoprotézisekre is. Mivel a protézis közvetlenül érintkezik a környező szövettel, különösen fontos felületének minősége. Ezért az implantátumgyártók megfelelő felületkezeléssel próbálják termékeiket az adott alkalmazás számára a lehető legoptimálisabban előkészíteni.
Autóipar:
A hajtóművön belüli alacsony felületi érdesség csökkenti a súrlódást, ezáltal a frikció okozta energiaveszteség a lehető legalacsonyabb szinten tartható. A magas hatékonysági követelményekkel együtt a forgattyús tengelyek csapágyperselyeinek felületeivel szembeni követelmények is növekednek. Az indító-leállító rendszereknél, amelyek automatikusan kikapcsolják és újra indítják a motort, például a csapok felületei különösen nagy terhelésnek vannak kitéve. Az alacsony felületi érdesség csökkenti ilyenkor a kopást. Elektromos motorok esetén a felületi érdesség is szerepet játszik a zaj csökkentésében. Itt a felületek lehető legnagyobb síkfelületűségére van szükség, ezért a felület minőségét a durvaság mérésével kell biztosítani.
Elektronika és félvezetők:
A mikrochipeknek egyre kisebbeknek, gyorsabbaknak és erősebbeknek kell lenniük. Ehhez a kihíváshoz be kell tartani az egyes komponensek geometriai toleranciáit, például a koplanaritásnak, a távolságnak, a vetemedésnek és a térfogatnak, valamint az olyan érdességi paramétereknek, amelyek rendkívül nagy, nanotartományú felbontást igényelnek, ezért ezeket általában optikai felületmérő rendszerekkel mérik.

Érdesség- és kontúrmérő eszközöket, valamint kombinált érdesség-/kontúrmérő eszközöket kínálunk a különféle követelményekhez. Finder nevű termékünkkel gyorsan és egyszerűen megtalálhatja az igényeinek megfelelő felületmérő készüléket.
Szívesen adunk időpontot tanácsadásra vagy bemutatásra.

Találja meg a megfelelő mérőeszközt

Mérési módszerek

A munkadarab funkcióját, jellemzőit és kopási viselkedését érdességméréssel lehet megítélni. A munkadarab felületminőségének ellenőrzésére különböző érdességmérési módszereket alkalmaznak, amelyeket általánosan szubjektív és objektív mérési módszerekre lehet felosztani:

szubjektív módszerek közé tartozik a vizuális és a haptikus vizsgálat a munkadarab letapintásával és szemrevételezésével. A szemrevételezés gyakran az első lépés az érdességmérő készülék használata előtt. Mivel a szemrevételezés főként emberi tevékenység, az automatizált tesztekhez képest gyenge a hatékonysága. Ennek okai pl. a koncentráció ingadozása, a teljesítmény miatti nyomás, a fáradtság, a környezeti hatások stb.
A taktilis vagy optikai mérőeszközöket elsősorban objektív mérési módszerként használják a felületi érdesség mérésére.
A mérési rendszertől függően a mérési módszerek lehetővé teszik a 2D-s vagy 3D-s (topográfiai) kiértékelést. A mérési adatok rögzíthetők, menthetők, elemezhetők és alkalmasak statisztikai kiértékelésre.

A tapintó vágási eljárás a felületi érdesség mérésére és leírására szolgál. A tapintó vágási eljárás közben a tapintóhegy állandó sebességgel mozog a munkadarab felületén. A tapintó mérési eljárással az érdességmérő készülék érzékelője pontról pontra letapintja a felületet. A nano- és mikrométer tartomány értékeivel a tapintó mérőrendszerek nagyon nagy pontosságúak az érdesség méréséhez. Általában könnyen kezelhetők és megbízható mérési értékeket adnak. Azonban nem igazán alkalmasak lágy, rugalmas felületekre, mivel nem zárható ki a tapintó érdességmérő eszközöknél a felület sérülése. Ezért egyre inkább optikai, háromdimenziós mérési eljárásokat használnak felületek érintés nélküli, ezáltal roncsolásmentes mérésére.
A felületminőség mellett más tényezők is befolyásolják az érintés nélküli vagy tapintó felületmérő eszköz melletti döntést. „Felületmérési technika – útmutató beruházásokhoz” című fehér könyvünkkel támogatjuk döntéshozatalát a megfelelő mérőeszköz kiválasztásakor.

Érdességmérő eszközök mérési eljárásai

A felület érdességének tapintó felületmérő készülékkel végezhető, pontos mérési eljárását az ISO 4288:1996 írja le. Az érdességmérés előkészítéséhez az alábbi eljárást javasoljuk:

Tisztítsa meg a munkadarabot és stabilan helyezze el.
A mérőrendszert kalibrálni kell és a helyes tapintókart kell ráhelyezni.
Állítsa be a munkadarabot úgy, hogy felülete merőleges legyen a tapintótű tengelyére és a felületi szerkezeten a barázdák iránya merőleges legyen a mérési irányra.
Ha az érdességi jellemzők mérésére nem határozták meg a λc profilszűrőt és a mérési szakaszt, akkor a táblázatból választhatja ki a beállításokat.
Állítsa be a szükséges profilszűrőket (λc és λ az érdességhez). (Ez általában a Gauss-szűrő).
Válassza ki a kívánt felületi paramétereket.
Mérje meg és számítsa ki a mért értékeket.
Hasonlítsa össze a mérési eredményt a műszaki dokumentációban megadott, megengedett számértékekkel.

A DIN EN ISO 4288 szerint az érdességi profilt 5 külön mérési szakaszon kell mérni. A legtöbb érdességi jellemzőt – például a számtani átlagos érdességet (Ra), az átlagos érdességmélységet (Rz) vagy a legnagyobb érdességmélységét (Rmax) – az egyes mérési szakaszokon kell kiszámítani. A jellemző értékeket, például az anyaghányadot (Rmr) vagy az érdességi profil teljes magasságát (Rt) a teljes érdességi profilra vetítve veszik figyelembe.

Találja meg a megfelelő mérőeszközt

Mérési szakaszok meghatározása

Egyenkénti mérési szakasz (lr): Az egyenkénti mérési szakaszok hossza számszakilag megegyezik a felső határhullám hosszúságával (lr = λc, lw = λf).
Mérési szakasz (ln): A mérési szakasz (ln) az egyes mérési szakaszok összege (l). Legalább egy egyedi mérési részt tartalmaz, de általában ötből áll.
Tapintószakasz (lt): A tapintórendszer által a mérési folyamat közben megtett szakasz. Az ln mérési szakaszból, valamint vezető és hátsó szakaszból (a szűrő beállító és nyugtató szakaszából) áll, amely egy vagy több mérési szakasznak felel meg. Nagyon nagy pontosságú mérőrendszereknél az egyes mérési szakasz harmadáig.

IMG_‬surface_sampling length and evaluating length

A felületminőség jellemzői

A méretmérésekkel, például a hosszúságokkal szemben a felületi érdesség mérési értékét nem határozták meg egyértelműen. Ezért a felületminőség értékeléséhez különféle érdességmérési értékek vannak, amelyeket rövidítésekkel használnak a szerkezeti rajzokon. A klasszikus tapintóvágási eljárást alkalmazó DIN EN ISO 4287 nemzetközi szabvány szerinti legfontosabb érdességi jellemzők, ill. érdességi paraméterek a következők:

Ra: A nemzetközileg alkalmazott érdességi paramétert definiálták a referenciaszakaszon belüli profileltérések abszolút értékeinek számtani középértékeként.
Rmr(c): A profil (százalékos) anyaghányadát a megadott c vágási magasságban (μm) adott profilelemek anyaghosszának és az ln mérési szakasz hányadosa határozza meg.
RSm: Az átlagos barázdaszélesség az Xs profilelemek szélességének középértékét írja le. Az értékeléshez vízszintes és függőleges számlálási küszöbök kerülnek meghatározásra.
Rt: A rövidítés jelentése: „érdességi profil teljes magassága”, amely a legnagyobb profilhegy Zp magasságának és az In mérési szakaszon belüli legnagyobb profilvölgy Zv mélységének összegét jelenti.
Rzi: A rövidítés az érdességi profil legnagyobb magasságát jelöli és a legnagyobb profilhegy magasságának és az adott mérési szakaszon belüli legnagyobb profilvölgy mélységének összegét tartalmazza.
Rz1max: Ez a maximális érdesség mélysége, és ezzel az lr mérési szakaszon belüli öt különálló mérési szakasz öt Rzi értéke közül a legnagyobb.
Rz: Az átlagos érdességi mélységet az ln mérési szakaszon belüli öt különálló lri mérési szakaszból származó öt Rzi érték átlagértéke adja meg.

A mérési eredményeket befolyásoló tényezők

A felületi érdesség mérésekor a mérési eredményt számos tényező befolyásolhatja. Ezek az alábbiak szerint foglalhatók össze:

Környezet (a termelés környezeti tényezői): Például az érdességmérés közbeni hőmérsékleti ingadozások befolyásolhatják az eredményt. A levegő páratartalma is befolyásolhatja a mérési eredményt.
Mérési stratégia, pl. mérési módszer és tapintó kiválasztása.
Ember: A méréstechnikus tapasztalata is befolyásolja a mérési eredményt.
Céltárgy: Mennyire tiszta a felület?
Mérőeszköz: Minél egyszerűbb az érdességmérő használata, annál kisebb a mérés hibalehetősége. Ezenkívül az érdességmérő eszköz kiválasztása növelheti a pontosságot, például a lineáris hajtású SURFCCOM sorozatnál, amely rendkívüli módon csökkenti a rezgéseket és nagy pozicionálási pontosságot tesz lehetővé.