In alcuni casi ci si chiede quando la rugosità superficiale diventa ondulazione. È quasi impossibile rispondere a questa domanda.
Il passaggio dal concetto di rugosità a quello di ondulazione dipende spesso dalle dimensioni del pezzo.
Ad esempio, la spaziatura irregolare che verrebbe considerata come rugosità su un mandrino di una macchina costituirebbe un'ondulazione sullo stelo di un orologio. Anche il numero di onde nella lunghezza funzionale influisce sulla classificazione delle irregolarità. Un'onda sullo stelo di un orologio potrebbe essere considerata una curvatura, ma un numero maggiore di onde su uno stelo più lungo potrebbe essere accettato come ondulazione.
È meglio separare rugosità, ondulazione e forma in base alla loro causa, in quanto anche questa è correlata a fattori di prestazione. Pertanto, possiamo definire la rugosità superficiale, l'ondulazione e la forma nelle modalità seguenti.
Che cos'è la rugosità superficiale o rugosità?
Per rugosità superficiale o rugosità si intendono le irregolarità insite nei processi di produzione (es., utensili da taglio o grane abrasive). La rugosità superficiale è quantificata in base alle deviazioni nella direzione del vettore normale di una superficie reale rispetto alla sua forma ideale. Deviazioni di grandi entità indicano una superficie rugosa, mentre quelle di modesta entità, indicano una superficie liscia.
Tester per la misurazione della rugosità superficiale
Che cos'è l'ondulazione?
Per ondulazione si intende la parte della struttura su cui si sovrappone la rugosità superficiale. Può derivare da vibrazioni, battiti o deformazioni del materiale. È inoltre impossibile specificare con precisione il punto in cui l'ondulazione cessa e la forma diventa parte della figura generale del pezzo, ma utilizzando lo stesso criterio è possibile affermare che:
Che cos'è la forma?
La forma è la figura generale della superficie, non tenendo conto delle variazioni dovute a rugosità e ondulazioni.
Queste distinzioni sono quindi di tipo qualitativo e non quantitativo, ma rivestono una notevole importanza in quanto la loro definizione è ben consolidata e funzionalmente valida. La rugosità superficiale è frutto esclusivamente del metodo di produzione, che deriva dal processo piuttosto che dalla macchina. I segni possono essere lasciati dall'utensile o dalla grana stessa: saranno di natura periodica in alcuni processi e più casuali in altri.
Inoltre, è presente una struttura più fine formata dalla lacerazione della parte durante la lavorazione, dall'accumulo di detriti sul bordo e da piccole imperfezioni nella punta dell'utensile. Le ondulazioni, tuttavia, sono attribuite alla singola macchina, allo squilibrio delle mole, all'imprecisione delle viti guida e alla mancanza di rigidità.
Gli errori di forma sono spesso causati da una tenuta della parte non sufficientemente salda o da guide di scorrimento non diritte oppure dal calore generato durante il processo che può causare la piegatura di una superficie.
Va sottolineato che queste tre caratteristiche non si riscontrano mai in modo isolato. La maggior parte delle superfici è il risultato di una combinazione degli effetti di rugosità, ondulazione e forma.
In che modo si misura la rugosità superficiale?
Dal momento che le singole irregolarità superficiali sono troppo piccole per essere viste a occhio nudo, è necessario un tester per la misurazione della rugosità superficiale. Un piccolo stilo viene fatto passare lungo la superficie a velocità costante per una distanza prestabilita. Si ottiene un segnale elettrico, che viene amplificato per produrre un ingrandimento verticale di gran lunga superiore.
Il segnale può essere visualizzato su grafici e schermate, insieme a valori numerici che caratterizzano la texture o la rugosità superficiale. Guarda il video sulla misurazione della rugosità superficiale con il tester di rugosità superficiale Surtronic Duo II.
Lo standard ISO per le misurazioni della rugosità superficiale prevede uno stilo conico a 60° o 90° con una punta sferica del raggio di 2 μm. Tuttavia, si tratta di uno stilo piuttosto delicato, che necessita di uno strumento con eccellenti proprietà meccaniche per essere sfruttato appieno.
Quali sono i parametri della rugosità superficiale?
Puoi scorrere tra i risultati. Utilizzando le impostazioni, puoi selezionare la modalità a caratteri grandi per una migliore visibilità o selezionare una modalità che prevede la visualizzazione di cinque parametri di misurazione per schermata. Parametri di misurazione della rugosità superficiale come Ra, Rz, Rp, Rv e Rt.
Rp: altezza massima del picco del profilo
Rv: profondità massima della valle del profilo
Rz: altezza massima del profilo
Ra: deviazione media aritmetica
Altri parametri: Rsk, Rku, Rq, Rz1max
Il dispositivo può essere agganciato nella seconda configurazione per proteggere lo stilo. Una volta protetto lo stilo, è possibile spegnere l'unità per utilizzarla altrove. Surtronic duo garantisce risultati accurati di misurazione superficiali nelle officine e nelle aree di produzione. Si tratta di un dispositivo portatile e facile da usare come qualsiasi smartphone che non richiede alcuna formazione da parte dell'operatore.
Quali sono le applicazioni della rugosità superficiale?
In molte applicazioni, la rugosità superficiale è strettamente legata alla funzione, ad esempio quando due superfici sono in movimento e a stretto contatto, la loro rugosità influenzerà le proprietà di tenuta o di usura. Ciò potrebbe indurre a pensare che una rugosità inferiore sia ideale, ma non è sempre vero poiché potrebbero sussistere altri fattori.
Quando è coinvolta la lubrificazione, è stato riscontrato che le valli di rugosità sono necessarie per trattenere l'olio. Inoltre, bisogna considerare l'aspetto finanziario: produrre superfici molto lisce costa molto denaro e la spesa di questa pratica può far lievitare notevolmente i costi senza garantire di contro grandi prestazioni.
Per quanto due superfici in moto relativo (es., un albero e il suo cuscinetto) siano ben lubrificate, si verificherà una certa usura. Se le superfici sono ruvide, diventeranno presto più lisce con il consumarsi dei picchi. Dal momento che in questo modo si rimuove il metallo, l'adattamento delle due parti cambierà più rapidamente rispetto a quando la finitura era ottimale in principio. D'altra parte, il funzionamento di alcune parti, come i dispositivi di bloccaggio o i perni con "accoppiamento con interferenza", dipendono dall'attrito.
Un'altra applicazione in cui la rugosità superficiale può influire sulle prestazioni è l'utilizzo di guarnizioni a labbro per evitare la fuoriuscita di fluidi idraulici. Una finitura troppo liscia rende difficile il mantenimento di un film fluido tra l'albero e la guarnizione. Una finitura troppo ruvida può causare abrasioni e rotture, con conseguenti guasti. L'ispezione delle strutture lasciate su un componente dopo la lavorazione spesso rivela difetti dell'utensile, impostazioni errate o velocità e avanzamenti non corretti.
L'aspetto di una superficie può essere piuttosto importante. Ad esempio, le lamiere d'acciaio utilizzate per le carrozzerie delle automobili devono presentare una finitura che garantisca l'adesione fra vernice e superficie senza l'effetto "buccia d'arancia" e un aspetto uniforme. Chiunque abbia provato a verniciare una superficie di vetro conoscerà bene le difficoltà di ottenere una finitura ben aderente. Le parti metalliche non sono gli unici elementi a richiedere un controllo: i componenti in carta e plastica hanno bisogno dello stesso grado di ripetibilità.
Quali sono le apparecchiature per la misurazione della rugosità superficiale?
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