Analiza struktury geometrycznej powierzchni..doc

1. Wstęp teoretyczny

Chropowatość powierzchni są to (wg PN-87/M-04250) elementy struk­tury geometrycznej powierzchni uformowane w czasie procesu jej kształto­wania, nie zawierające falistości
i odchyłek kształtu tej powierzchni.

Struktura geometryczna powierzchni jest to zbiór wszystkich punktów powierzchni rzeczywistej, a więc odchyłki kształtu, falistość, chropowa­tość.

Przyczyny powstawania chropowatości powierzchni to:

·         Ślady kształtu narzędzia oraz drgania układu obrabiarka - przedmiot – narzędzie

·         Odkształcenie plastyczne na styku ostrze skrawające – powierzchnia obrabiana

·         Tarcie wióra o powierzchnie obrabianą

·         Drgania o wysokiej częstotliwości

·         Twardość materiału i jego budowa krystaliczna.

Chropowatość powierzchni ma bardzo duże znaczenie dla współpracy elementów i ich odporności na zużycie. Istnieje pewna optymalna wartość chropowatości zależna od warunków eksploatacji. Dla lżejszych warunków chropowatość optymalna ze względu na zużycie jest mniejsza.

Wartość chropowatości ma wpływ również na odporność korozyjną i zmęczeniową oraz przewodnictwo elektryczne i cieplne.

Metody pomiaru chropowatości powierzchni

·         Metoda porównawcza

·         Metody optyczne

·         Metoda przekroju świetlnego

·         Metoda cienia

·         Metoda interferencyjna

·         Metoda stykowa pomiaru chropowatości

Metoda stykowa pomiaru chropowatości

Głowica pomiarowa przyrządu przesuwa się ze stałą prędkością wzdłuż mierzonego profilu.

Ostrze odwzorowujące dzięki naciskowi pomiarowemu styka się z po­wierzchnią mierzonego przedmiotu. W wyniku przesuwania ostrza po po­wierzchni zmienia się jego położenie względem pozostałych elementów głowicy. Zmiany położenia zależne są od nierów­ności powierzchni jakie spotyka ostrze na drodze swego ruchu. Przetwor­nik zamienia zmiany wzajemnego położenia ostrza i innych elementów gło­wicy na sygnał elektryczny. Sygnał może być zarejestrowany lub poddany obróbce celem wyznacze­nia wartości parametrów chropowatości. Metoda stykowa pomiaru chropowatości powierzchni jest wykorzysty­wana w wielu przyrządach zwanych profilografometrami. Przyrządy te róż­nią się między sobą głównie rodzajem przetwornika. Mogą one być: induk­cyjne, piezoelektryczne, fotooptyczne, interferencyjne.

2. Część praktyczna

Analizie poddano następujący profil:

Program, który został wykorzystany do analizy profilu umożliwia wczytywanie danych generowanych przez typowe profilografometry stosowane w wielu ośrodkach badawczych
i ich wizualizację w postaci trójwymiarowych powierzchni, dla których możliwy jest wybór praktycznie dowolnej palety kolorów. Wybranie odpowiedniego gradientu koloru pozwala na wizualne wyodrębnienie określonego poziomu chropowatości powierzchni, określenie rozmieszczenia wierzchów, jak również pokazanie szerokości i głębokości zagłębień występujących na analizowanej powierzchni.

Widok aksonometryczny profilu:

Krzywa Abbota

Wykres zależności udziału materiałowego profilu jest krzywą udziału materiałowego, znaną także jako krzywa Abbota-Firestona lub w skrуcie — krzywa Abbota. Kształt krzywej Abbota mówi o odporności powierzchni na zużycie. Głównym celem wszystkich sposobów obróbki wykańczającej (gładkościowej) jest zwiększenie udziału materiałowego profilu chropowatości i uzyskanie krzywej Abbota o odpowiednim kształcie.

Oznaczenia symboli:

·         wysokość rdzenia powierzchni

·         udział nośny wierzchołków powierzchni

·         udział nośny wgłębień powierzchni

·         zredukowana głębokość wgłębień powierzchni

·         zredukowana wysokość wzniesień powierzchni

Analiza chropowatości za pomocą programu Realsurface v1.0 pozwala uzyskać wartości niektórych parametrów np.:

·         - średnie arytmetyczne odchylenie wysokości nierówności powierzchni od płaszczyzny odniesienia

·         - średnie kwadratowe odchylenie wysokości nierówności powierzchni od płaszczyzny               odniesienia

·         - wysokość najwyższego wzniesienia powierzchni

·         - głębokość najniższego wgłębienia powierzchni

·         - odległość wertykalna między szczytem najwyższego wierzchołka a najniższym zagłębieniem               powierzchni

·         - współczynnik skupienia rozkładu wysokości topografii (rzędnych) powierzchni

·         - współczynnik skupienia rozkładu wysokości topografii (rzędnych) powierzchni

·         - wysokość nierówności powierzchni dla 10 punktów (pięć najwyższych wzniesień i pięć               najniższych zagłębień)

Program posiada możliwość wykonania analizy konturowej na podstawie, której można obliczyć promień, a także kąt.