AAN DE SLAG MET OPPERVLAKTERUWHEIDSMETINGEN

Transcriptie

1 AAN DE SLAG MET OPPERVLAKTERUWHEIDSMETINGEN Naslagwerk voor het laboratorium en de werkplaats NEDERLANDSE EDITIE

2 Oppervlakteprofielen en -filters (EN ISO 4287 en EN ISO ) 01 Het werkelijke profiel wordt verkregen uit de kruising van het werkstukoppervlak en een vlak loodrecht op dat oppervlak en in een richting die de oppervlakteruwheidswaarde (normaal loodrecht op de ligging van de machinesporen) maximaliseert. Het gemeten profiel ontstaat wanneer het werkelijke profiel wordt gescand met een sonde die dit profiel mechanisch filtert door de sondepuntradius r punt en, indien aanwezig, door de slip van het sondesysteem. Oneffenheden zoals scheuren, krassen en deuken zijn geen onderdeel van het profiel en worden niet opgenomen in de opname. Indien nodig, kunnen toleranties volgens DIN EN ISO 8785 worden ingesteld. Het primaire profiel (P-profiel) is het profiel als gevolg van elektronische laagdoorlaatfiltering van het gemeten profiel met een cut-off golflengte λs. Dit proces verwijdert de kortste golflengtecomponenten die niet als relevant tot een ruwheidsmeting worden geacht. De parameters worden aangeduid als P en binnen de monsterlengtes geëvalueerd. In figuur 1 is dit gelijk aan de evaluatielengte ln (de totale lengte van het opgenomen oppervlakteprofiel). > Afbeelding 1: Het primaire profiel en gemiddelde lijn voor het primaire profiel (λs cutoff) filter Het ruwheidsprofiel (R-profile) is het profiel als gevolg van elektronische hoogdoorlaatfiltering van het primaire profiel met een cut-off golflengte λc. Deze werkwijze verwijdert de langere golflengtecomponenten zoals weergegeven in Afbeelding 2. De parameters worden aangeduid als R en in de evaluatielengte ln, die meestal uit vijf monsterlengtes bestaat, geëvalueerd lr. De monsterlengte komt overeen met de cut-off golflengte λc van het profielfilter. > Afbeelding 2: Het ruwheidsprofiel met de gemiddelde lijn (hoogdoorlaatfiltering van het primaire profiel met een cut-off golflengte λc. Het golfprofiel (W-profiel) is het profiel als gevolg van elektronische laagdoorlaatfiltering van het primaire profiel met de cut-off golflengte λc (afbeelding 3),

3 gevolgd door hoogdoorlaatfiltering met de cut-off golflengte λf zoals getoond in afbeelding 4. De parameters worden aangeduid met W en geëvalueerd over de evaluatielengte In, bestaande uit verschillende monsterlengtes lw. De monsterlengte Iw komt overeen met de cut-off golflengte λf van de hoogdoorlaatfilter. Echter, deze waarde is niet gestandaardiseerd en moet dus worden voorgeschreven op de tekening. Hij moet liggen tussen de vijf en tien keer λ f 02 > Afbeelding 3: Gemiddelde lijn laagdoorlaatfiltering van het primaire profiel en gemiddelde lijn voor de λf profielfilter > Afbeelding 4: Golfprofiel met gemiddelde lijn na hoogdoorlaatfiltering met de λc profielfilter Gefilterde kortegolfcomponent niet vereist Ruwheid Golving Gefilterde langegolfcomponent niet vereist λ s λ c λ f > Afbeelding 5: Overdrachtparameters van de filters gebruikt voor het scheiden van de ruwheid- en golfkenmerken. Filterreactie is Gaussisch volgens DIN EN ISO 11562: 1998 Ruwheidsparameters (EN ISO 4287) Ra-rekenkundig gemiddelde ruwheidswaarde: Het rekenkundig gemiddelde van de absolute waarden van de profielafwijkingen (Zi) vanaf de gemiddelde lijn van het ruwheidsprofiel (Afbeelding 6). Rmr (c) - materiaalcomponent van het profiel: de fractie van een lijn, die, in een doorsnede van een profiel, het materiaal op een vastgestelde hoogte c boven de gemiddelde lijn (in µm) snijdt. Aangegeven als een percentage. RSm-gemiddelde piekbreedte: Gemiddelde waarde van de breedte van de profielelementen Xsi (voorheen Sm); horizontale en verticale teldrempels worden voorgeschreven voor deze evaluatie (Afbeelding 8). Aan de slag met oppervlakteruwheidsmetingen

4 Ruwheidsparameters (doorg.) 03 Rt - totale hoogte van het ruwheidsprofiel: Verschil tussen hoogte Zp van de hoogste piek en diepte Zv van het diepste dal binnen de evaluatielengte ln (Afbeelding 7). Rzi - grootste hoogte van het ruwheidsprofiel: Som van de hoogte van de hoogste profielpiek en de diepte van het diepste profieldal, afgezet tegen de gemiddelde lijn binnen een evaluatielengte lr i. Rz1max - maximale ruwheidsdiepte: Grootste van de vijf Rzi-waarden van de vijf monsterlengtes lr i binnen de evaluatielengte ln. Rz-gemiddelde ruwheidsdiepte: Gemiddelde waarde van de vijf Rzi-waarden van de vijf monsterlengtes lri binnen de evaluatielengte ln. Rt Ra > Afbeelding 6: rekenkundig gemiddelde ruwheidswaarde Ra Rz 1 Rz 2 Rz 3 Rz 4 Rz 5 Rz1max Rz Ir In > Afbeelding 7: Totale hoogte van het ruwheidsprofiel Rt, gemiddelde ruwheidsdiepte Rz en maximale ruwheidsdiepte, Rz1max Xs 1 Xs 2 Xs 3 Xs 4 Xs 5 Xs 6 Ir > Afbeelding 8: De gemiddelde ruimte tussen groeven RSm is de gemiddelde waarde van de afstand Xs i van de profielelementen 0 c Rt In Rmr(c) > Afbeelding 9: De materiaalcomponentcurve van het profiel toont de materiaalcomponent Rmr(c) van het profiel als functie van de sectiehoogte c (Abbott-Firestonecurve)

5 Voorkeursparameters Maximale ruwheidsdiepte Rz1max voor oppervlakken waarbij individuele afwijkingen een belangrijke invloed op de functionaliteit van het oppervlak hebben, bijvoorbeeld afdichtingsvlakken. Materiaalcomponent van het profiel Rmr(c) voor geleidevlakken en afdichtingsvlakken die tegen elkaar bewegen. Gemiddelde ruwheidsdiepte Rz als regel voor alle andere oppervlakken. De rekenkundig gemiddelde ruwheidswaarde Ra wordt nauwelijks beïnvloed door individuele pieken of dalen omdat het de gemiddelde waarde van het gehele profiel is. Het is derhalve slechts van ondergeschikt belang. 04 Niet-periodieke profielen Rt, Rz µm Slijpen, wetten, lappen, EDM Ra µm Opstellingen voor ruwheidsmeting (EN ISO 4288) Periodieke profielen Draaien, frezen, schaven RSm mm Meetomstandigheden conform DIN EN ISO 4288 en DIN EN ISO 3274 rpunt Maximale sondepuntradius lr Monsterlengte Bovendien zijn de meetpunthoek Δx en de cut-off golflengte λ s van het laagdoorlaatfilter gestandaardiseerd. Deze waarden zijn echter vooraf ingesteld in ruwheidsmeters. Praktische tip 1: Als er onvoldoende ruimte op het oppervlak van het werkstuk is voor de benodigde stylusbeweging lt moet het aantal monsterlengtes worden verminderd en aangemerkt op de tekening. Praktische tip 2: Als er nog steeds te weinig ruimte is, in plaats van Rt of Rz wordt de totale hoogte van het primaire profiel Pt gemeten over de beschikbare lengte. Het is echter gedefinieerd op het primaire profiel vergelijkbaar met Rt en de gemeten waarde is altijd groter. ln lt Evaluatielengte Stylus-afstand (evaluatielengte plus begin- en eindlengtes) rpunt µm λc= lr mm ln mm lt mm > 0, ,1 > 0, ,02 > 0, ,04 2 0,08 0,4 0,48 > 0,1...0,5 > 0,02...0,1 > 0,04...0,13 2 0,25 1,25 1,5 > 0, > 0,1...2 > 0,13...0,4 2* 0,8 4 4,8 > > > 0,4...1,3 5 2,5 12,5 15 > > > 1, * Wanneer Rz > 3 µm of Ra > 0,5 µm moet er een sondestraal (r punt) = 5 µm worden gebruikt. Aan de slag met oppervlakteruwheidsmetingen

6 Evaluatie van ruwheidsmetingen (EN ISO 4288) 05 Ruwheidsmeetwaarden, met name de verticale parameters Rt, Rz, Rz1max en Ra variëren tussen ongeveer -20% en +30%. Een enkele meting kan dus geen volledig beeld van de tolerantieparameters geven. In de DIN EN ISO 4288 bijlage A wordt de volgende procedure voorgeschreven: Max-regel Alle ruwheidsparameters met het achtervoegsel 'max' vertegenwoordigen de maximale gemiddelde waarde gemeten op de vijf monsterlengtes. De meting moet worden uitgevoerd op ten minste drie posities op het oppervlak waar de grootste waarden worden verwacht; op geen enkele plaats mag de limiet worden overschreden. 16%-regel Alle ruwheidsparameters zonder max-achtervoegsel vertegenwoordigen de gemiddelde waarde gemeten van de vijf monsterlengtes: 16% van de gemeten waarden mogen de limiet overschrijden; stap voor stap-methode: 1. Als de eerst gemeten waarde lager is dan 70% van de limiet, wordt deze geacht te voldoen. 2. Zo niet, maak dan drie metingen op andere plaatsen op het oppervlak; als alle drie de meetwaarden beneden de limiet vallen, worden deze geacht te voldoen. 3. Zo niet, voer dan 6 metingen uit op andere plaatsen op het oppervlak; als in totaal niet meer dan twee meetwaarden groter zijn dan de limiet, worden deze geacht te voldoen. Symbolen (EN ISO 1302) Basissymbool Materiaalverwijdering door bewerking vereist Verwijderen van materiaal niet toegestaan Dezelfde afwerking voor alle oppervlakken a Oppervlakteruwheidswaarde vereist b Andere oppervlakte-eis c Productieproces (bijvoorbeeld draaien, slijpen, verchromen) d Symbool dat de bewerkingsrichting definieert e Verwerkingstolerantie (in mm) x Letter voor de vereenvoudigde verwijzing als de ruimte beperkt is Vermeldingen op het symbool (top) Symbolen bepalen de bewerkingsrichting (positie d, onder)

7 = X M C R P Nondirectioneel Parallel* Overlangs* Gekruist Verschillend Concentrisch Radiaal 06 * In relatie tot het projectieniveau van de weergave waarin het symbool is ingevoerd. Voorbeelden Toelichting Geen enkele materiaalverwijderende bewerking is toegestaan, regel-overdrachtskarakteristiek, R-profiel, 16%-regel, gemiddelde ruwheidsdiepte 5 micrometer (bovengrens) R-profiel, max-regel, maximale gemiddelde ruwheidsdiepte 3 µm (bovengrens); verwerkingstolerantie 0,2 mm R-profiel, evaluatielengte bestaat uit 3 monsters, 16%-regel, gemiddelde ruwheidsdiepte 4 µm (bovengrens); oppervlaktegroeven concentrisch R-profiel, 16%-regel, gemiddelde ruwheidsdiepte 5 µ m, rekenkundig gemiddelde ruwheidswaarde 1 µm (bovengrens) R-profiel, 16%-regel, gemiddelde ruwheidsdiepte tussen 1 µm (ondergrens) en 3 µm (bovengrens) Materiaalverwijderende bewerking, regeloverdrachtskarakteristiek voor λs, geen λc filter, P-profiel, trace-lengte die gelijk is aan de werkstuklengte, 16%-regel, totale hoogte van het primaire profiel 25 µm (bovengrens) Materiaalverwijderende bewerking, filterkenmerken 0,8 (λc) - 25 (λf = lw) mm, W-profiel, evaluatielengte bestaat uit 5 monsterlengtes ln= 5*lw= 125 mm, 16%-regel, de totale hoogte van het profiel 10 µm (bovengrens) R-profiel, 16%-regel, totale hoogte van ruwheidsprofiel 1 µm (bovengrens); materiaalcomponent van het profiel 90% binnen sectiehoogte c = 0,3 µm (ondergrens) R-profiel, gemiddelde groefbreedte tussen 0,1 mm (ondergrens) en 0,3 mm (bovengrens) Uitleg van de betekenis (rechts) van de vereenvoudigde verwijzing (links), wanneer er niet voldoende ruimte is voor een volledige omschrijving. Aan de slag met oppervlakteruwheidsmetingen

8 Mitutoyo BeNeLux Showroom België/Belgique Hogenakkerhoekstraat Kruibeke T Showroom Nederland Wiltonstraat KW Veenendaal T Info@MitutoyoBeNeLux.com Service@MitutoyoBeNeLux.com