Obráběcí procesy a související drsnost povrchu

Správná povrchová úprava významně ovlivňuje funkčnost, životnost a výrobní náklady komponent. V tomto blogu se dozvíte vše, co potřebujete vědět – od základů nerovnosti povrchu přes metody měření a mezinárodní standardy až po praktické příklady toho, jak je nerovnost uvedena ve výkresech a jaké metody obrábění poskytují požadovanou kvalitu. Ponořte se do světa přesnosti a zjistěte, proč mohou i mikrometry znamenat velký rozdíl!

Co je drsnost povrchu?

Drsnost povrchu nebo povrchová drsnost popisuje mikroskopické nerovnosti a texturu vytvářené obráběcími procesy na povrchu materiálu. Tato nerovnost je často příliš malá na to, aby mohla být vnímána pouhým okem, ale významně ovlivňuje mechanické, chemické a optické vlastnosti komponenty.

Hrubost je typicky měřena profilem povrchu, přičemž odchylky od ideálně hladkého povrchu jsou zaznamenány ve formě vrcholů a úžlabí. Tyto odchylky jsou měřeny v mikrometrech (μm) a jsou popsány pomocí různých charakteristik. V průmyslových aplikacích je drsnost povrchu významným aspektem, protože ovlivňuje faktory, jako je tření, přilnavost, opotřebení, mazací schopnost a odolnost proti korozi. Optimální drsnost může pomoci prodloužit životnost součástí, zvýšit efektivitu stroje nebo zlepšit funkčnost těsnění, ložisek a dalších součástí.

Jaké typy drsnosti povrchu existují?

Drsnost povrchu je popsána různými parametry, které pomáhají charakterizovat stav povrchu. Každý z těchto parametrů poskytuje různé informace o mikrostruktuře a kvalitě povrchu. Některé z nejdůležitějších parametrů jsou vysvětleny níže:

• Hrubost Ra (aritmetická průměrná hodnota hrubosti): Ra je nejčastěji používaný parametr popisující hrubost povrchu. Měří průměrnou vzdálenost profilů hrubosti od středové čáry povrchu. Ra poskytuje jednoduchý průměr výšky a hloubky povrchových odchylek a poskytuje obecný odhad hrubosti.
• Hrubost Ry (maximální drsnost): Ry označuje nejvyšší jednotlivý vrchol a nejhlubší úžlabí v rámci specifické části měření. Popisuje tedy největší vertikální vzdálenost na povrchu.
• Hrubost Rz (hodnota 10bodové výšky): Rz popisuje rozdíl mezi pěti nejvyššími vrcholy a pěti nejnižšími úžlabími v sekci měření. Na rozdíl od Ra, která poskytuje průměrnou hodnotu, se Rz zaměřuje na extrémní výšky a hloubky a poskytuje přesnější vyjádření o maximální drsnosti povrchu.
• Hrubost Rt (celková výška profilu): Rt popisuje vzdálenost mezi nejvyšší a nejnižší odchylkou povrchu po celé délce měřeného profilu. Poskytuje celkovou hodnotu hrubosti tím, že bere v úvahu extrémní vrcholy a úžlabí v celém měřeném poli.

Přesný výpočet těchto parametrů může být poměrně složitý a vyžaduje speciální měřicí přístroje a matematické metody. Pokud máte zájem o podrobný výpočet hrubosti povrchu, více informací naleznete v našem příspěvku na blogu o měření a stanovení povrchové úpravy a grafu hrubosti.

Metody měření drsnosti povrchu

Drsnost povrchu se měří pomocí různých měřicích přístrojů a metod měření. Mezi nejběžnější techniky patří:

• Metoda skenování sekcí: V takovém případě přesný skenovací hrot skenuje povrch obrobku a zaznamenává výšky a hloubky profilu povrchu. Senzor zaznamenává profil, ze kterého lze odvodit různé parametry hrubosti, jako jsou Ra, Rz nebo Rt. Tato metoda je vhodná pro širokou škálu povrchů, ale generuje pouze dvourozměrný pohled na drsnost.
• Optické měření hrubosti: Optické měřicí přístroje vytvářejí trojrozměrný obraz povrchu. Tyto metody jsou užitečné zejména pro citlivé nebo měkké materiály, které by mohly být poškozeny mechanickou špičkou.
• Laserové skenování: Laserové metody využívají k měření povrchu zaostřený světelný paprsek. To umožňuje bezkontaktní měření povrchových struktur s vysokou rychlostí a přesností.

Mezinárodní normy pro drsnost povrchu

Drsnost povrchu se měří a určuje podle mezinárodně uznávaných norem. Například norma ISO 25178 se vztahuje k trojrozměrnému měření povrchové struktury a je stále důležitější, protože moderní výrobní procesy často vytvářejí složité povrchové struktury. Mezinárodní normy zajišťují, že měření a specifikace drsnosti povrchu zůstávají po celém světě neměnné a srovnatelné. Tyto normy poskytují jasné definice a pokyny pro měření používané ve výrobním průmyslu k zajištění, že komponenty splňují funkční a kvalitativní požadavky.

Jak je na výkresech uvedena hrubost povrchu?

Specifikace povrchu v technických výkresech popisují specifickou kvalitu povrchu, včetně jeho hrubosti, křehkosti a metod obrábění. Inženýři a výrobní specialisté používají standardizované symboly k přesnému sdělení požadavků na povrchovou úpravu. Základy pro výrobu komponent jsou vytvořeny určením drsnosti povrchu, metod obrábění a směrů zrnitosti na výkresech. Tyto symboly a hodnoty se řídí mezinárodními normami, jako je ISO 1302, které zajišťují globálně jednotné specifikace a metody měření. Některé základní symboly drsnosti jsou vysvětleny níže.

Symbol povrchu je standardizovaný symbol používaný v technických výkresech ke sdělení požadavků na povrchovou úpravu obrobku. Používá se k prezentaci informací o drsnosti povrchu, metodě obrábění, směru zrnitosti, zvlněnosti a dalších relevantních aspektech povrchu.

Obráběcí metody pro úpravu povrchové úpravy

Různé metody, jako je soustružení, frézování, broušení nebo lapování, vytvářejí různé nerovnosti, které ovlivňují funkčnost a kvalitu vyrobených komponent. V závislosti na aplikaci může být nutný hrubý nebo obzvláště hladký povrch, aby se minimalizovalo tření, opotřebení nebo náchylnost ke korozi. Následující tabulka uvádí hrubost na površích a uvádí, které metody lze použít k dosažení těchto hrubostí.

Důležitost drsnosti povrchu v průmyslových aplikacích

Drsnost povrchu hraje důležitou roli v průmyslových aplikacích, zejména pokud jde o snížení tření a opotřebení. V závislosti na profilu hrubosti mohou povrchy způsobit vyšší tření nebo lépe udržet mazací film a tím zlepšit účinnost součástí stroje. Aby však bylo možné plně porozumět vztahům mezi povrchovou úpravou a třením, je stejně důležité porozumět konceptům tření a koeficientu tření. V tomto kontextu drsnost povrchu přímo ovlivňuje koeficient tření, který je rozhodně odpovědný za kontakt mezi komponentami. Chcete se dozvědět více? Více informací o základech koeficientu tření, jeho metodách měření a aplikacích v inženýrství najdete v našem blogu.