Yüzey pürüzlülüğü parametreleri — Ra, Rz, Rt ve ötesi

“Ra 1,6” teknik resimlerdeki en yaygın yüzey şartıdır ve en çok yanlış anlaşılanlardan biridir. Tek bir sayı bir yüzeyi tarif edemez; her parametre profil hakkında belirli bir soruyu yanıtlar. Sayıyı işe yarar kılan, hangi soruyu yanıtladığını bilmektir.

Profil ve ortalama çizgi

İğne uçlu (stylus) bir ölçme cihazı yüzeyi bir çizgi boyunca tarar ve yükseklikleri kaydeder. Biçim çıkarıldıktan sonra kesme dalga boyu λc olan bir filtre, kısa dalga boylu pürüzlülüğü daha uzun dalga boylu dalgalılıktan ayırır. Bütün R parametreleri bu pürüzlülük profilinden, profilin ortalama çizgisine göre hesaplanır.

ISO 4287 ve ISO 4288’e göre profil, λc’ye eşit örnekleme uzunlukları lr üzerinde değerlendirilir; ISO 4288 varsayılan değerlendirme uzunluğunu beş örnekleme uzunluğu olarak belirler.

ortalama çizgi±Ra bandıbölümdeki en yüksek tepe ve en derin vadi

Yükseklik parametreleri

Ra, aritmetik ortalama sapma, Z(x) yüksekliklerinin ortalama çizgiden mutlak değerlerinin ortalamasıdır:

$$Ra = \frac{1}{l}\int_0^{l} |Z(x)|\,dx$$

Rq, aynı yüksekliklerin karesel ortalamasıdır (RMS). Büyük sapmalara Ra’dan daha fazla ağırlık verir.

Rp ve Rv, bir örnekleme uzunluğu içindeki en yüksek tepenin yüksekliği ve en derin çukurun derinliğidir.

Rz, profilin en büyük yüksekliği, bir örnekleme uzunluğu içinde Rp + Rv’dir. Raporlanan değer, beş örnekleme uzunluğundaki beş Rz_i değerinin ortalamasıdır; bunların en büyüğü Rz1max’tır.

$$Rz = \frac{1}{5}\sum_{i=1}^{5} Rz_i \qquad Rz_i = Rp_i + Rv_i$$

Rt, profilin toplam yüksekliği, değerlendirme uzunluğunun tamamındaki en yüksek tepe ile en derin çukurun toplamıdır. Bu yüzden her zaman en az Rz kadardır.

Ra ve Rq her şeyin ortalamasını alır; tek bir çizik ya da çapak onları neredeyse değiştirmez. Rz tek tek tepe ve çukurlara daha çok tepki verir; Rt ise en kötü tek özellik tarafından belirlenir. Ra ile Rz arasında sabit bir dönüşüm yoktur: oran profilin biçimine bağlıdır. Örneğin Sunnen tek kademeli (tek grit) honlanmış yüzeyler için Rz ≈ 7,6 · Ra verir ve katsayılarının birden fazla grit ile elde edilen (bileşik) yüzeylere uygulanmadığını belirtir.

Biçim, aralık ve malzeme oranı

• Rsk (çarpıklık), Z³’ün ortalamasının Rq³’e bölümüdür. Düz bir üst yüzeyi derin çukurlar kesiyorsa negatif, tek tük tepeler yüzeyin üstünde duruyorsa pozitiftir. Aynı Ra’ya sahip iki yüzeyin Rsk’si zıt işaretli olabilir.
• Rku (basıklık), Z⁴’ün ortalamasının Rq⁴’e bölümüdür. Gauss dağılımlı bir profil için 3’tür; daha yüksek değerler daha sivri tepe ya da çukurlar demektir.
• RSm, profil elemanlarının ortalama genişliği, yani dokunun yüzey boyunca aralığıdır. Tornalamada ilerlemeyi yansıtır.
• Rmr(c), malzeme oranı, profilin c yüksekliğindeki bir çizgiyle kesildiği uzunluğun değerlendirme uzunluğuna yüzde oranıdır. Tüm yükseklikler üzerindeki eğrisi, Abbott–Firestone eğrisi, Rk parametrelerinin temelidir.

Rsk < 0

Düz bir üst yüzeyi derin vadiler keser.

Ra 1,00 · Rsk −1,52 · Rku 6,1

Rsk ≈ 0

Yükseklikler ortalama çizginin iki yanına simetrik dağılır.

Ra 1,00 · Rsk −0,01 · Rku 3,0

Rsk > 0

Tek tük tepeler yüzeyin üstüne çıkar.

Ra 1,00 · Rsk 1,52 · Rku 6,1

±Raortalama çizgiyükseklik dağılımı

Kesme dalga boyunu seçmek (ISO 4288)

Kesme dalga boyu λc ölçülen pürüzlülüğe uygun olmalıdır. ISO 4288:1996, onu parametrenin beklenen değerinden seçiyordu:

ISO 3274 her kesme dalga boyunu bir kısa dalga filtresi λs ve en büyük iğne ucu yarıçapıyla eşleştirir: λc ≤ 0,8 mm için 2,5 µm ve 2 µm; 2,5 mm için 8 µm ve 5 µm; 8 mm için 25 µm ve 10 µm.

ISO 4288’e göre Ra 1,6 gibi bir şart, ölçülen değerlerin en fazla %16’sı onu aştığında sağlanmış sayılıyordu (%16 kuralı). “Ra max 1,6” ise her değerin sınır içinde kalmasını istiyordu.

ISO 21920 ile ne değişti

20 Aralık 2021’de yayımlanan ISO 21920-1, -2 ve -3, ISO 1302 (resimde gösterim), ISO 4287 (parametreler) ve ISO 4288’in (ölçme kuralları) yerini aldı; ISO 21920-2 ayrıca ISO 13565-2 ve -3’ün de yerini aldı.

Yerini aldığı standartlarISO 21920, 20 Aralık 2021

• ISO 1302resimde gösterim

ISO 21920-1resimde gösterim

• ISO 4287parametreler
• ISO 13565-2Rk parametreleri
• ISO 13565-3

ISO 21920-2parametreler

• ISO 4288ölçme kuralları

ISO 21920-3ölçme kuralları

Başlıca değişiklikler:

Kesme dalga boyu seçimi için Ra bantları aynı kaldı. Rz bantları kaydı: 0,16; 0,8; 16 ya da 80 µm’ye kadar bir Rz üst sınırı artık N_ic = 0,08; 0,25; 0,8 ya da 2,5 mm’yi; 80 µm’nin üstü 8 mm’yi seçer.

Proseslere göre tipik Ra

Proses502512,56,33,21,60,80,40,20,10,050,025

Testere ile kesme

Planya, vargel

Delme

Frezeleme

Broşlama

Raybalama

Tornalama, delik tornalama

Rulo ile ezme (roleleme)

Taşlama

Honlama

Polisaj

Lepleme

Süperfiniş

olağan uygulama daha seyrek uygulama← daha kaba · Ra (µm) · daha ince →

Tornalamada pürüzlülüğün geometrik kısmını ilerleme ve uç yarıçapı belirler. Teorik pürüzlülük hesaplayıcısı bunun sınırı ne kadar belirlediğini gösterir.