POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA |
Warstwa wierzchnia części maszyn |
|
Rok akademicki 2009 / 2010 |
|
|
Wydział: Mechaniczny |
Temat: Analiza struktury geometrycznej powierzchni. |
|
Kierunek: TRiL Specjalność: Technika Rolnicza |
|
|
Grupa R06 |
|
|
Data: |
Ocena: |
Podpis: |
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.