Rugosità superficiale

Parametri di rugosità del profilomodifica

I parametri di rugosità del profilo sono inclusi nello standard britannico BS EN ISO 4287:2000, identico allo standard ISO 4287:1997. Lo standard si basa sul sistema” M ” (linea media).

Ci sono molti parametri di rugosità diversi in uso, ma R a {\displaystyle Ra} è di gran lunga il più comune, anche se questo è spesso per ragioni storiche e non per meriti particolari, poiché i primi misuratori di rugosità potevano misurare solo R a {\displaystyle Ra} ., Altri parametri comuni includono R z {\displaystyle Rz}, R q {\displaystyle Rq} e R s k {\displaystyle Rsk} . Alcuni parametri sono utilizzati solo in determinati settori o all’interno di determinati paesi. Ad esempio, la famiglia di parametri RK {\displaystyle Rk} viene utilizzata principalmente per i rivestimenti del foro del cilindro e i parametri Motif vengono utilizzati principalmente nell’industria automobilistica francese. Il metodo MOTIF fornisce una valutazione grafica di un profilo superficiale senza filtrare l’ondulazione dalla rugosità., Un motivo è costituito dalla porzione di un profilo tra due picchi e le combinazioni finali di questi motivi eliminano picchi “insignificanti” e mantengono quelli “significativi”. Si noti che R a {\displaystyle Ra} è un’unità dimensionale che può essere micrometrica o microinch.

Poiché questi parametri riducono tutte le informazioni di un profilo a un unico numero, occorre prestare molta attenzione nell’applicarle e interpretarle. Piccoli cambiamenti nel modo in cui vengono filtrati i dati del profilo grezzo, nel modo in cui viene calcolata la linea media e nella fisica della misurazione possono influire notevolmente sul parametro calcolato., Con le moderne apparecchiature digitali, la scansione può essere valutata per assicurarsi che non ci siano difetti evidenti che inclinano i valori.

Poiché potrebbe non essere ovvio per molti utenti cosa significhi realmente ciascuna delle misurazioni, uno strumento di simulazione consente all’utente di regolare i parametri chiave, visualizzando come le superfici che sono ovviamente diverse dall’occhio umano sono differenziate dalle misurazioni. Ad esempio, R a {\displaystyle Ra} non riesce a distinguere tra due superfici in cui una è composta da picchi su una superficie altrimenti liscia e l’altra è composta da depressioni della stessa ampiezza., Tali strumenti possono essere trovati in formato app.

Per convenzione ogni parametro di rugosità 2D è una R maiuscola {\displaystyle R} seguita da caratteri aggiuntivi nel pedice. Il pedice identifica la formula utilizzata e R {\displaystyle R} indica che la formula è stata applicata a un profilo di rugosità 2D. Lettere maiuscole diverse implicano che la formula è stata applicata a un profilo diverso., Ad esempio, R a {\displaystyle Ra} è la media aritmetica del profilo di rugosità, P a {\displaystyle Pa} è la media aritmetica del profilo raw non filtrato e S a {\displaystyle Sa} è la media aritmetica della rugosità 3D.

Ciascuna delle formule elencate nelle tabelle presuppone che il profilo di rugosità sia stato filtrato dai dati del profilo grezzo e che sia stata calcolata la linea media., Il profilo di rugosità contiene n {\displaystyle n} punti ordinati e equidistanti lungo la traccia e y i {\displaystyle y_{i}} è la distanza verticale dalla linea media al punto dati i {\displaystyle i^{\text {th}}}. Si presume che l’altezza sia positiva nella direzione verso l’alto, lontano dal materiale sfuso.

Parametri di Amplitude

I parametri di ampiezza caratterizzano la superficie in base alle deviazioni verticali del profilo di rugosità dalla linea media. Molti di questi sono strettamente correlati ai parametri trovati nelle statistiche per caratterizzare i campioni di popolazione., Ad esempio, R a {\displaystyle Ra} è il valore medio aritmetico del profilo di rugosità filtrato determinato dalle deviazioni sulla linea centrale all’interno della lunghezza di valutazione e R t {\displaystyle Rt} è l’intervallo dei punti dati di rugosità raccolti.

La rugosità media aritmetica, R a {\displaystyle Ra} , è il parametro di rugosità unidimensionale più utilizzato.

Ecco una tabella di conversione comune con anche i numeri di grado di rugosità:

Parametri di pendenza, spaziatura e contamentomodifica

I parametri di pendenza descrivono le caratteristiche della pendenza del profilo di rugosità., I parametri di spaziatura e conteggio descrivono la frequenza con cui il profilo supera determinate soglie. Questi parametri sono spesso usati per descrivere profili di rugosità ripetitivi, come quelli prodotti girando su un tornio.

Altri parametri di “frequenza” sono Sm, λ {\displaystyle \lambda } a e λ {\displaystyle \lambda } q. Sm è la spaziatura media tra i picchi. Proprio come con le vere montagne è importante definire un “picco”. Per Sm la superficie deve essere scesa al di sotto della superficie media prima di risalire a un nuovo picco., La media della lunghezza d’onda λ {\displaystyle \lambda } a e root mean square lunghezza d’onda λ {\displaystyle \lambda } q sono derivati da Δ {\displaystyle \Delta } a. Quando si cerca di capire una superficie che dipende dall’ampiezza e la frequenza non è ovvio quale coppia di metriche in modo ottimale descrive l’equilibrio, quindi un’analisi statistica di coppie di misurazioni possono essere eseguite (ad es.: Rz e λ {\displaystyle \lambda } una o Ra e Sm) per trovare la più forte correlazione.,

Conversioni comuni:

Parametri della curva del rapporto dei cuscinetti

Questi parametri sono basati sulla curva del rapporto dei cuscinetti (nota anche come curva Abbott-Firestone.) Questo include la famiglia di parametri Rk.

Teoria dei frattalimodifica

Il matematico Benoît Mandelbrot ha sottolineato la connessione tra rugosità superficiale e dimensione frattale. La descrizione fornita da un frattale a livello di microroughness può consentire il controllo delle proprietà del materiale e del tipo di formazione del chip che si verifica. Ma i frattali non possono fornire una rappresentazione in scala reale di una tipica superficie lavorata influenzata dai segni di avanzamento dell’utensile, ignorando la geometria del tagliente. (J. Paulo Davim, 2010, op.cit.)., I descrittori frattali delle superfici hanno un ruolo importante da svolgere nel correlare le proprietà fisiche della superficie con la struttura della superficie. In più campi, collegare il comportamento fisico, elettrico e meccanico con i descrittori di superficie convenzionali di rugosità o pendenza è stato difficile. Impiegando misure di frattalità superficiale insieme a misure di rugosità o forma della superficie, alcuni fenomeni interfacciali, tra cui la meccanica dei contatti,l’attrito e la resistenza elettrica dei contatti, possono essere meglio interpretati rispetto alla struttura della superficie.,

Parametri di rugosità arealemodiFica

I parametri di rugosità areal sono definiti nella serie ISO 25178. I valori risultanti sono Sa, Sq, Sz,… Molti strumenti di misura ottici sono in grado di misurare la rugosità superficiale su un’area. Le misurazioni dell’area sono possibili anche con sistemi di misurazione a contatto. Le scansioni 2D multiple e ravvicinate sono prese dell’area di destinazione., Questi vengono poi cuciti digitalmente insieme utilizzando il software pertinente, risultando in un’immagine 3D e accompagnando i parametri di rugosità areale.