Độ nhám bề mặt là gì và tại sao nó lại quan trọng?

I Độ nhám bề mặt là gì?

 

Độ nhám bề mặt hay còn gọi là Độ nhám bề mặt trong tiếng Anh dùng để chỉ những gì chúng ta thường đo lường là độ nhám bề mặt trong công việc hàng ngày. Nó có thể được hiểu là những bất thường nhỏ, bao gồm khoảng cách nhỏ, các đỉnh và rãnh nhỏ, xảy ra trong quá trình gia công sản phẩm.

 

Nó thường được định nghĩa là khoảng cách nhỏ (bước sóng) giữa hai giá trị đỉnh hoặc hai giá trị đáy. Thông thường, bước sóng nhỏ hơn 1mm hoặc thậm chí nhỏ hơn. Nó cũng có thể được định nghĩa là phép đo các cấu hình vi mô, thường được gọi là các giá trị lỗi vi mô.

 

Khi chúng ta đánh giá độ nhám, thường có một đường tham chiếu. Điểm cao nhất phía trên đường tham chiếu được gọi là điểm đỉnh, trong khi điểm thấp nhất bên dưới đường tham chiếu được gọi là điểm đáy. Chiều cao giữa đỉnh và đáy được biểu thị bằng Z và khoảng cách giữa kết cấu vi mô của sản phẩm gia công được biểu thị bằng S.

 

▲ Đường tham chiếu

Kích thước của giá trị S thường được xác định trong tiêu chuẩn quốc gia:

S < 1mm được định nghĩa là độ nhám bề mặt.

1 Nhỏ hơn hoặc bằng S Nhỏ hơn hoặc bằng 10 mm được xác định là độ gợn sóng của bề mặt.

 

Trong các tiêu chuẩn xác minh đo lường quốc gia của Trung Quốc, độ nhám bề mặt thường được đánh giá bằng các tham số VDI3400, Ra và Rmax, với đơn vị đo thường được biểu thị bằng μm.

 

Mối quan hệ giữa các thông số đánh giá

• Ra được định nghĩa là độ lệch trung bình số học của đường cong (độ nhám trung bình).
• Rz được định nghĩa là chiều cao mười điểm của các bất thường vi mô. Ry được định nghĩa là chiều cao tối đa. Chênh lệch chiều cao tối đa của mặt cắt vi mô, Ry, còn được gọi là Rmax trong một số trường hợp.

 

Để biết mối quan hệ cụ thể giữa Ra và Rmax, vui lòng tham khảo bảng dưới đây:

 

▲ Bảng: So sánh thông số Ra và Rmax (μm)

 

 

II Độ nhám bề mặt được hình thành như thế nào?

 

Sự hình thành độ nhám bề mặt là do quá trình gia công phôi. Các yếu tố như phương pháp gia công, vật liệu phôi và các thông số quy trình đều ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt.

 

Ví dụ, trong quá trình gia công phóng điện, bề mặt của bộ phận được xử lý có thể xuất hiện các vết phóng điện.
 

Do kỹ thuật gia công và vật liệu khác nhau nên các dấu vết cực nhỏ để lại trên bề mặt bộ phận được xử lý cũng khác nhau về mật độ, độ sâu và hình dạng.

 

 

III Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến phôi

 

Độ nhám bề mặt có thể ảnh hưởng đến phôi ở nhiều khía cạnh khác nhau, bao gồm:

Chống mài mòn

Sự ổn định của sự phù hợp

Sức mạnh mỏi

Chống ăn mòn

Hiệu suất niêm phong

Độ cứng liên hệ

Độ chính xác của phép đo

....

 

Ngoài ra, nó ảnh hưởng đến độ bám dính của lớp phủ, độ dẫn nhiệt và điện trở tiếp xúc, hiệu suất phản xạ và bức xạ, khả năng chống lại dòng chất lỏng và khí cũng như dòng điện trên bề mặt dây dẫn, trong số các yếu tố khác.

 

▲ Độ nhám bề mặt

 

 

Tiêu chí IV để đánh giá độ nhám bề mặt

 

1. Chiều dài lấy mẫu

Điều này đề cập đến độ dài tiêu chuẩn của đường tham chiếu được chỉ định để đánh giá độ nhám bề mặt. Theo tiêu chuẩn ISO 1997, độ dài tham chiếu điển hình bao gồm 0.08 mm, 0.25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm và 8 mm.

 

2. Độ dài đánh giá

Độ dài đánh giá bao gồm nhiều độ dài tham chiếu, được ký hiệu là N. Độ nhám bề mặt trên các khu vực khác nhau của một bộ phận không thể được biểu thị chính xác bằng một độ dài tham chiếu duy nhất, do đó cần có nhiều độ dài lấy mẫu để đánh giá. Tiêu chuẩn ISO 1997 quy định rằng độ dài đánh giá thường bao gồm N=5 độ dài tham chiếu.

 

3. Đường tham chiếu

Đây là đường giữa dùng để đánh giá các thông số độ nhám. Các phương pháp phổ biến bao gồm:

• Đường trung bình bình phương nhỏ nhất: Được tính bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất dựa trên các điểm dữ liệu được thu thập.
• Đường trung bình số học của hồ sơ: Đường trong chiều dài lấy mẫu trong đó diện tích bên trên và bên dưới đường này bằng nhau

 

Mặc dù đường trung bình bình phương tối thiểu là lý tưởng về mặt lý thuyết nhưng việc áp dụng vào thực tế lại gặp nhiều thách thức. Do đó, đường trung bình số học của biên dạng thường được sử dụng thay thế bằng đường thẳng gần đó được sử dụng cho mục đích đo lường.

 

 

V Làm thế nào để đo độ nhám bề mặt?

 

Việc đánh giá độ nhám bề mặt ngày càng trở nên quan trọng trong sản xuất. Để nghiên cứu độ nhám bề mặt cần có các thiết bị chuyên dụng như:

 

Dụng cụ đo độ nhám bề mặt

 

▲ Máy đo đa chức năng Formtracer Avant Series

 

Dụng cụ đo độ nhám bề mặt hoạt động bằng cách sử dụng bút kim cương có độ nhạy cao trượt trên bề mặt, tương tự như kim máy quay đĩa. Thiết bị sẽ lọc điện tử độ nhám của bước sóng ngắn từ bước sóng dài hơn của biên dạng.

 

▲ Dụng cụ đo độ nhám bề mặt loại đầu dò

 

Sơ đồ dụng cụ đo độ nhám bề mặt loại đầu dò:

 

▲ Sơ đồ thiết bị đo độ nhám bề mặt loại đầu dò

 

Các loại đầu dò:

 

▲ Các loại đầu dò

 

 

Dụng cụ đo lường cầm tay

 

▲ Dụng cụ đo lường cầm tay

 

Các mẫu so sánh độ nhám, được chế tạo bằng cách sử dụng niken thông qua quá trình tạo hình điện, rất lý tưởng cho gia công kim loại. Chúng đóng vai trò là công cụ phụ trợ hiệu quả để xác định giá trị độ nhám bằng cách so sánh phôi với mẫu.

 

Khi sử dụng các công cụ này, người vận hành xác định giá trị độ nhám bằng cách so sánh trực quan và khéo léo bề mặt phôi với mẫu độ nhám.