Overfladeruhed Ruhedsmåling

Transkript

1 Overfladeruhed Ruhedsmåling GPS-standarder for overfladebeskaffenhed Definition Med de store krav, der i dag stilles til lønsomheden af en virksomhed, kommer flere og flere processer i fabrikationen ud for en grundig vurdering med hensyn til produktionshastighed. Det gælder om at producere godt nok og billigst muligt, hvilket indebærer, at tingene ved f.eks. den spåntagende bearbejdning skal gøres færdige med færrest mulige operationer. Overfladeruhed Ved bearbejdning af emner vil der fremkomme en ruhed på den bearbejdede overflade. Ruhedens størrelse Ruhedens størrelse er især afhængig af den valgte tilspænding og af det skærende værktøjs næseradius. Glat overflade En bearbejdning, som giver en meget glat overflade, er meget tidskrævende. Bearbejdningstid Bearbejdningstiden for en fin overflade kan ofte være 8 til 10 gange længere end bearbejdningstiden for en grov overflade. Overfladeruheden angives på tegninger ved hjælp af symboler og tal. mw227-1a-b.tif Profilkurve Mange ruhedsmålere kan optegne overfladen i forskellige forstørrelser på et diagram. En sådan profilkurve giver et indtryk af overfladens udseende. I det følgende gengives såvel trekantsymboler som ruhedsgrader og sammenholder symbolerne med Ra-værdien. f n mw tif Forstørret print af et legemes overflade sk tif Overfladebeskaffenheden er afhængig af den valgte tilspænding og værktøjets næseradius 1

2 Sammenligningstabel Sammenligningstabel for udgåede ruhedssymboler DS 58.1 Udgået Angivelse ved trekantsymboler Angivelse af ruhedskrav Ruhed Ra i µm (my) DS 58.2 Udgået Angivelse ved talværdier DS 58.3 Udgået Angivelse ved talværdier Anvendelse Se også DVS Overfladeruhed i relation til pris Fremstillingsmetoder Se også DS 941. Overfladeruhed. Opnåelige ruhedsværdier ved forskellige fremstillingsmetoder Kuglelejebaner, overflader på måleklodser Drejning og boring med diamant, rivning, slibning, lapning, honing, superfinish, polering Glidelejer, søler, stempler, cylindre, pasbolte Koldvalsning, trækning, filing, skrabning, høvling, sletdrejning, fræsning, boring, rivning, slibning, lapning, honing, gnistning Kuglelejepasninger, pakflade, remskiver Koldvalsning, trækning, filing, høvling, mellemsletdrejning, fræsning, boring, slibning, skrabning, gnistning Dele til videreforarbejdning, dæksler, hvor der stilles ringe fordringer Varmvalsning, filing, høvling, drejning, fræsning, boring, skrabning, slibning, gnistning Dele til videreforarbejdning, emnerne skal være fri for grater og glødeskal Flammeskæring, savning, sandblæsning mw cdr Gamle tegninger De gamle tegningers ruhed skal fremstilles og måles efter de gamle regler for ikke at ændre produktets funktionsegenskaber. Eksempler på ruhedsangivelser 4 Drejes 1,6 DS 58.1 Udgået DS 58.2 Udgået DS 58.3 Udgået Drejes Rz 3,2 Læg mærke til, at Rz står på linien. Det viser bl.a., at det er krav stillet efter de nye år 2000 standarder. DS 58.4 mw cdr Eksempler på ruhedsangivelser 2

3 DS 58, 4. udgave I juli 1997 udkom DS 58, 4. udgave, som gennemgår en række nye symboler og talangivelser. DS 58, 4. udgave, er lavet som en»styrepult«eller vejledning, der informerer og guider hen til de relevante steder i de andre standarder. Det grafiske symbol Grundsymbolet består af to vinkelben med forskellige længder hældende ca. 60 i forhold til den betragtede overflade. a b c mw cdr Fuldstændigt symbol a) enhver proces er tilladt b) materiale skal fjernes c) fjernelse af materiale er ikke tilladt Det grafiske symbol skal suppleres med et større eller mindre antal krav, for at det virker, f.eks. Rz 0,8. mw cdr Grafisk grundsymbol for overfladebeskaffenhed»hele konturen«-symbolet Når den samme overfladebeskaffenhed kræves på alle de overflader (integralelementer), der på tegningen er repræsenteret af en lukket konturlinie på et emne, tilføjes en cirkel til det fuldstændige symbol. Grundsymbolet med ruhedsværdi betyder valgfri bearbejdningsmetode. Kravet gælder det færdige emne. Kræves der bearbejdning, ved hvilken der fjernes materiale, forsynes grundsymbolet med en tværstreg. mw cdr Grafisk basissymbol, der viser, at der skal fjernes materiale Er det ikke tilladt at fjerne materiale, tilføjes en cirkel i grundsymbolet. Rz 0,8 mw cdr Overfladebeskaffenhedskravet gælder for alle overflader på emnet Kravet til overfladen er: Der skal fjernes materiale Ruhedsprofil maksimumhøjden Rz må ikke overstige 0,8 µm»alle flader«-symbolet Når den samme overfladebeskaffenhed kræves på alle overflader (integralelementer) på et emne vist på en tegning, føjes en cirkel til det fuldstændige symbol, og symbolet anbringes over tegningens titelfelt for at vise, at kravet gælder for alle overflader på emnet. mw cdr Grafisk basissymbol, der viser, at der ikke må fjernes materiale Symbolet kan anvendes på operationstegninger for at angive, at overfladen skal forblive i den tilstand, den fik ved den foregående operation, uanset hvordan denne tilstand er fremkommet. Rz 0,8 Rz 0,8 Fuldstændigt grafisk symbol Når der skal angives kompletterende overfladekrav til en overflade, tilføjes en linie til det længste ben på grundsymbolet eller basissymbolet. mw cdr Symbol vist på tegningen 3

4 Ruhedsværdien Ra kan angives med værdierne anført i tabellen. Forkromet Ra 0,8 Rz 1,6 Ruhedsværdi Ra Ruhedsgrad µm 50 N N 11 12,5 N 10 6,3 N 9 3,2 N 8 1,6 N 7 0,8 N 6 0,4 N 5 0,2 N 4 0,1 N 3 0,05 N 2 0,025 N 1 mw cdr Er det nødvendigt at angive værdien af referencelængden af ruhedsprofilet, vælges denne efter DS/ISO 4288 og anføres ved symbolet. Angivelse af specielle overfladekrav I visse tilfælde kan det af funktionsmæssige grunde være nødvendigt at specificere særlige krav til overfladebeskaffenheden. Kræves det, at den endelige overfladeruhed skal opnås ved en bestemt bearbejdningsmetode, angives metoden i klart sprog på en linie tilføjet grundsymbolets længste ben. mw cdr Er det nødvendigt at foreskrive overflademønsterets retning, specificeres det med et af symbolerne anført på næste side. c Drejes Rz 3,2 Fræses Ra 0,8 mw cdr Angivelse af en spåntagningsproces og kravet til den resulterende overflades ruhed På linien kan der også angives krav om særlig overfladebehandling eller overfladebelægning. Er andet ikke angivet, gælder den anførte ruhedsværdi overfladen efter overfladebehandling eller overfladebelægning. mw cdr Overflademønsterets retning angivet som vinkelret på tegningsplanet Note Overflademønsterets retning er retningen af det dominerende mønster, som normalt opnås ved den anvendte produktionsmetode. Er det nødvendigt at specificere overfladeruheden både før og efter behandlingen, skal dette fremgå af en note anført et passende sted på tegningen. 4

5 Symboler for overflademønsterets retning Følgende symboler specificerer de mest almindelige retninger for overflademønstre Symbol Forklaring Parallelt med projektionsplanet for det billede, hvor symbolet er anvendt. Overflademønsterets retning Vinkelret på projektionsplanet for det billede, hvor symbolet er anvendt. Overflademønsterets retning Krydset i to skrå retninger i forhold til projektionsplanet for det billede, hvor symbolet er anvendt. Overflademønsterets retning M Mangerettet M C Tilnærmet cirkulært om centret på den angivne overflade. C R Tilnærmet radiært i forhold til den angivne flades centrum. R mw cdr Gengivet med Dansk Standardiseringsråds tilladelse. Eftertryk forbudt. 5

6 Overfladeruhed Ruhedsmåling Ruhedsmåling Måling af emnets ruhed kan foretages ved hjælp af to metoder: Neglemetoden Elektronisk ruhedsmåling Neglemetoden En hjælp til en objektiv bedømmelse af overfladers ruhed findes i et sæt ruhedsnormaler. En sammenligning mellem emnet og normaloverfladen foretages ved at køre en negl over begge overflader. mw tif Ruhedsnormaler Negleprøve Elektronisk ruhedsmåler En nøjagtig bestemmelse af en overflades ruhed kan kun foretages ved en måling. I dag bruges der til ruhedsmåling næsten udelukkende apparater, der arbejder med en aftaster i forbindelse med et elektronisk instrument. Displayskriver Føringsenhed Transducer A/D-converter Forstærker Filter Diamant Parameterberegning mw cdr Ruhedsmålerens bestanddele Metode De fleste kender lyden, når nålen på en pick-up kradser på tværs af en grammofonplade. Nålen hopper op og ned hen over pladens riller. Princippet for ruhedsmåling er nøjagtig det samme. En meget fin spids på en målearm bevæger sig op og ned i rillerne på emnets overflade. mw tif Ruhedsnormaler Prøvemetoden er nogenlunde nøjagtig, men den kan hverken bruges ved grov- eller finbearbejdede overflader. Endvidere tager overflader med samme ruhed sig forskellige ud, når de er fremstillet på forskellige måder (drejet, fræset, gnistet osv.). 6 mw tif Målearm

7 Overfladeruhed Ruhedsmåling Fra målearmen overføres den opad- og nedadgående bevægelse til måleudstyret. Værkstedsruhedstester Der findes på markedet en del små ruhedstestere, som er fremstillet til værkstedsbrug. Fordelen ved disse er, at man kan tage dem med rundt i værkstedet og foretage ruhedstest ved maskinen. De fleste testere er indrettet således, at de kan vise de mest almindelige ruhedsbetegnelser såsom: Ra, Rz, Rt eller Rmax. samt målelængde og cutoff-værdi. mw tif Måling i værkstedet Måletasteren bevæges af et motordrev, og på ruhedsmåleren kan ruheden aflæses digitalt. På nogle testere findes ligeledes en lille printer, der kan give en grafisk udskrift af overfladens beskaffenhed. Sikkerhedsregler Pickup'en må ikke udsættes for stød Undgå at flytte pickup'en under test Mål aldrig på andet end bearbejdede overflader Efter endt måling sikres testeren mod beskadigelse mw tif Transportabel ruhedsmåler Anvendelse af ruhedstester Vær omhyggelig med rengøring af emne Placér emnet omhyggeligt på testeren Pickup'en placeres over det udvalgte målested Pickup'en justeres, så den er parallel med målefladen Pickup'en sænkes forsigtigt ned på overfladen Ruhedstesteren startes Afvent, at ruhedstester er færdig med at måle Det målte resultat kan nu aflæses på tester Lt Lc Ra Rz Rt 04,8 mm 00,8 mm 04,19 µm 18,93 µm 19,78 µm Nye betegnelser Alle de gamle parameterbetegnelser fra ændres til år 2000-generationen. mw tif Stationær ruhedsmåler Nogle er ændret så meget, at de ikke kan genkendes. Den gamle Ry ændres til Rz. Den gamle Rz (ti-punkt-dybden) udgår. Der indføres en ny filtertype, Gauss-filteret λc og λs. 7

8 Cut-off Ved ruhed forstås de små, fortrinsvis uregelmæssige afvigelser fra emnets teoretisk rigtige overflade. De store afvigelser, bølger og formfejl er man derfor ikke interesseret i ved en ruhedsmåling. Ved hjælp af filtre afskæres bølgernes og formfejlenes bidrag til signalet. Filtrene kaldes cutoff filtre. DS/ISO 4288 angiver, hvilken cut-off der skal benyttes i de forskellige tilfælde. Kun i ekstreme tilfælde (slidt overflade) kan cutoff forvrænge overfladens billede fuldstændigt, men cut-off en vil i tilfælde af formfejl og bølgethed forvanske billedet, således at emnet fremtræder mere plant, end det er. Ældre udstyr har som regel kun 2 RC-filtre, λ B. Hvis udstyret er analogt, kan det kun være 2 RC. I nyere softwarebaseret udstyr er der indbygget Gauss-filter, λc, og i nogle også et λs filter samt evt. også 2 RC-filter. Danske overfladestandarder DS 58, 4.udg. DS/ISO 3274 DS/ISO 4287 Tegningsangivelse Måleudstyr Parametre 1 DS/ISO 4288 DS/ISO Normaler DS/ISO DS/ISO 8785 DS/ISO Parametre 2 Filtre mw tif DS/ISO DS/ISO DS/ISO DS/ISO DS/ISO mw cdr 8