भूतल खुरदरापन, आपको सभी को जानना होगा

सतह खुरदरापन क्या है?

सतह खुरदरापन विनिर्माण और मैकेनिकल इंजीनियरिंग में एक महत्वपूर्ण विशेषता है जो सीधे एक घटक की कार्यक्षमता, उपस्थिति, पहनने के प्रतिरोध और स्नेहन गुणों को प्रभावित करती है। यह किसी सामग्री की सतह पर छोटे - पैमाने की अनियमितताओं को संदर्भित करता है, आमतौर पर उपयोग की जाने वाली मशीनिंग या विनिर्माण प्रक्रिया के परिणामस्वरूप।

सतह की खुरदरापन को समझना भागों के प्रदर्शन और दीर्घायु को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से उच्च - सटीक उद्योग जैसे कि एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रॉनिक्स और मेडिकल डिवाइस निर्माण।

Waviness क्या है?

Waviness अधिक व्यापक रूप से स्थान की सतह की अनियमितताओं को संदर्भित करता है जो विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान मशीन विक्षेपण, कंपन या थर्मल विरूपण जैसे कारकों के कारण होते हैं। जबकि खुरदरापन काटने के उपकरण या स्वयं प्रक्रिया के कारण होता है, लहराई आमतौर पर बाहरी स्थितियों या मशीन की सीमाओं का परिणाम है।

वेवनेस में आम तौर पर खुरदरापन की तुलना में अधिक रिक्ति और आयाम होता है और अक्सर खुरदरापन प्रोफ़ाइल पर आरोपित होता है। दोनों के बीच अंतर करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि वे अलग -अलग घटनाओं के कारण होते हैं और अलग -अलग तरीकों से भाग के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं।

Waviness के प्रमुख कारण:

मशीन कंपन या बकबक

थर्मल विरूपण

उपकरण विक्षेपन

अपर्याप्त जुड़नार

क्या है?

ले लेट, सतह बनावट की प्रमुख दिशा या पैटर्न को संदर्भित करता है, जिसके परिणामस्वरूप विनिर्माण विधि होती है। उदाहरण के लिए, मोड़, मिलिंग, पीस, या पॉलिशिंग प्रक्रियाएं प्रत्येक सतह पर विशेषता चिह्नों को छोड़ देती हैं जिनकी एक विशेष दिशा होती है।

ले की दिशा काफी प्रभावित कर सकती है कि कैसे दो सतहें - विशेष रूप से घर्षण, सीलिंग और पहनने के संदर्भ में बातचीत करती हैं। मशीनिंग संचालन के आधार पर लेट पैटर्न परिपत्र, रेडियल, लंबवत या समानांतर हो सकता है।

लेट के प्रकार:

समानांतर ले:प्रमुख सतह पैटर्न संदर्भ विमान के समानांतर है।

लंबवत:सतह पैटर्न संदर्भ दिशा के लंबवत है।

पार किया गया:पैटर्न में दिशात्मक लाइनों को प्रतिच्छेद करना होता है।

बहुआयामी ले:कोई भी प्रमुख दिशा दिखाई नहीं दे रही है।

परिपत्र या रेडियल ले:टर्न या खराद में पाया गया - मशीनीकृत भागों।

रूप क्या है?

फॉर्म एक सतह के समग्र आकार या ज्यामिति को संदर्भित करता है, जिसमें सपाटता, गोलाई और स्ट्रेटनेस शामिल है। यह सतह बनावट का सबसे बड़ा - स्केल घटक है और मशीन की अशुद्धि, विरूपण या थर्मल विस्तार के कारण इच्छित ज्यामितीय आकार से विचलन को दर्शाता है।

खुरदरापन या वेवनेस के विपरीत, जो छोटी, स्थानीयकृत सुविधाओं से निपटता है, फार्म लंबे समय तक - रेंज विचलन को शामिल करता है जो भाग असेंबली, संरेखण और फ़ंक्शन को प्रभावित कर सकता है।

फॉर्म त्रुटियों के उदाहरण:

एक सतह जिसे सपाट माना जाता है, लेकिन इसमें थोड़ी सी वक्र (सपाटता की कमी) होती है।

एक बेलनाकार शाफ्ट जो थोड़ा पतला (गोलाई की कमी) है।

सतह खुरदरापन प्रतीकों को समझना

सतह खत्म आवश्यकताओं को संप्रेषित करने के लिए, इंजीनियर तकनीकी चित्र पर मानक सतह खुरदरापन प्रतीकों का उपयोग करते हैं। ये प्रतीक डिजाइनरों, निर्माताओं और गुणवत्ता नियंत्रण कर्मियों के बीच निरंतरता और स्पष्टता सुनिश्चित करने में मदद करते हैं।

सतह खुरदरापन को कैसे मापें?

सतह की खुरदरापन को विशेष उपकरणों और तकनीकों का उपयोग करके मापा जाता है जो सतह की बनावट को निर्धारित करते हैं। विधि की पसंद भाग की ज्यामिति, सामग्री और आवश्यक सटीकता पर निर्भर करती है। सामान्य माप विधियों में शामिल हैं:

1. संपर्क तरीके (स्टाइलस प्रोफिलोमेट्री)

स्टाइलस प्रोफिलोमेट्री सतह खुरदरापन को मापने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक है। एक हीरा - इत्तला दे दी गई स्टाइलस को सतह पर घसीटा जाता है, जो बनावट की चोटियों और घाटियों का पता लगाता है। स्टाइलस के ऊर्ध्वाधर आंदोलनों को दर्ज किया जाता है और खुरदरापन मापदंडों की गणना करने के लिए विश्लेषण किया जाता है। यह विधि अत्यधिक सटीक है, लेकिन नरम या नाजुक सतहों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकती है, क्योंकि स्टाइलस खरोंच का कारण बन सकता है.

2. गैर - संपर्क तरीके (ऑप्टिकल प्रोफिलोमेट्री)

नॉन - संपर्क विधियाँ, जैसे कि लेजर या व्हाइट - प्रकाश इंटरफेरोमेट्री, सतह को स्कैन करने के लिए प्रकाश का उपयोग करें और इसकी बनावट का 3 डी मानचित्र बनाएं। ये तकनीकें नाजुक या जटिल सतहों के लिए आदर्श हैं, क्योंकि वे शारीरिक संपर्क से बचते हैं। ऑप्टिकल तरीके स्टाइलस प्रोफिलोमेट्री की तुलना में तेज हैं और बड़े क्षेत्रों को माप सकते हैं, लेकिन वे अत्यधिक चिंतनशील या पारदर्शी सतहों के साथ संघर्ष कर सकते हैं।

3. तुलना के तरीके

तुलना के तरीकों में नेत्रहीन या चातुर्य से एक सतह की तुलना ज्ञात खुरदरापन मूल्यों के साथ मानक नमूनों के एक सेट से की जाती है। कम सटीक होने पर, यह विधि त्वरित और लागत - क्षेत्र निरीक्षण या कम महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए प्रभावी है।

4. क्षेत्र - आधारित विधियाँ

उन्नत तकनीक, जैसे परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (एएफएम) या स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम), नैनोस्केल में सतह खुरदरापन को मापते हैं। इनका उपयोग अनुसंधान या उच्च - सटीक उद्योग जैसे सेमीकंडक्टर विनिर्माण में किया जाता है।

माप आमतौर पर एक निर्दिष्ट नमूनाकरण लंबाई या क्षेत्र पर किए जाते हैं, और सतह परिवर्तनशीलता के लिए कई मापों को लिया जा सकता है। डेटा को तब खुरदरापन मापदंडों की गणना करने के लिए संसाधित किया जाता है, जिन पर नीचे चर्चा की गई है।

सतह खुरदरापन माप पैरामीटर क्या हैं?

सतह की खुरदरापन को विभिन्न प्रकार के मापदंडों का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है, प्रत्येक सतह बनावट के एक अलग पहलू का वर्णन करता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले पैरामीटर, जैसा कि आईएसओ 4287 और एएसएमई बी 46.1 जैसे मानकों द्वारा परिभाषित किया गया है, में शामिल हैं:

1. आरए (अंकगणित औसत खुरदरापन)

आरए एक नमूना लंबाई पर औसत रेखा से सतह प्रोफ़ाइल के पूर्ण विचलन का अंकगणितीय माध्य है। यह इसकी सादगी और बहुमुखी प्रतिभा के कारण सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला पैरामीटर है। उदाहरण के लिए, 0.8 माइक्रोन का एक आरए अपेक्षाकृत चिकनी सतह को इंगित करता है, जबकि 3.2 माइक्रोन का आरए एक मोटा बनावट का सुझाव देता है.

2. आरक्यू (रूट माध्य वर्ग खुरदरापन)

आरक्यू सतह विचलन का मूल माध्य वर्ग औसत है, जो बड़ी चोटियों और घाटियों को अधिक वजन देता है। यह गणितीय रूप से आरए के समान है, लेकिन चरम मूल्यों के प्रति अधिक संवेदनशील है, जिससे यह सतह बनावट में आउटलेयर का पता लगाने के लिए उपयोगी है.

3. आरजेड (प्रोफ़ाइल की अधिकतम ऊंचाई)

आरजेड एक नमूना लंबाई के भीतर उच्चतम शिखर और सबसे कम घाटी के बीच ऊर्ध्वाधर दूरी को मापता है। इसका उपयोग अक्सर उन सतहों का आकलन करने के लिए किया जाता है जहां चरम विचलन प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं, जैसे कि सीलिंग सतहों।

4. आरटी (प्रोफ़ाइल की कुल ऊंचाई)

आरटी पूरे मूल्यांकन की लंबाई पर उच्चतम शिखर और सबसे कम घाटी के बीच कुल ऊर्ध्वाधर दूरी है। यह सतह की समग्र खुरदरापन का एक व्यापक उपाय प्रदान करता है, लेकिन इसकी संवेदनशीलता के कारण कम से कम का उपयोग कम किया जाता है.

5. आरएसके (स्केवनेस)

RSK सतह प्रोफ़ाइल की विषमता का वर्णन करता है, यह दर्शाता है कि सतह में अधिक चोटियां (सकारात्मक तिरछापन) या घाटियाँ (नकारात्मक तिरछापन) हैं या नहीं। यह पैरामीटर बीयरिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है, जहां सतह तिरछापन स्नेहक प्रतिधारण को प्रभावित करता है।

6. आरकेयू (कुर्तोसिस)

RKU सतह प्रोफ़ाइल के ऊंचाई वितरण के तीखेपन को मापता है। एक उच्च आरकेयू एक नुकीला सतह को इंगित करता है, जबकि एक कम आरकेयू एक चापलूसी, अधिक समान बनावट का सुझाव देता है। यह पैरामीटर पहनने के व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए उपयोगी है।

7. आरपी (अधिकतम शिखर ऊंचाई) और आरवी (अधिकतम घाटी गहराई)

आरपी उच्चतम शिखर की ऊंचाई को मापता है, जबकि आरवी सबसे गहरी घाटी की गहराई को मापता है। इन मापदंडों का उपयोग विशिष्ट सतह सुविधाओं का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है जो प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं।

8. एसएम (प्रोफ़ाइल अनियमितताओं का मतलब है)

एसएम एक रिक्ति पैरामीटर है जो चोटियों या घाटियों के बीच औसत दूरी को मापता है। यह सतह की अनियमितताओं की आवृत्ति में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, ऊँचाई - आरए और आरजेड जैसे आधारित मापदंडों को पूरक करता है।

प्रत्येक पैरामीटर सतह की विशेषताओं में अद्वितीय अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, और पैरामीटर का विकल्प आवेदन पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, आरए सामान्य - उद्देश्य खुरदरापन मूल्यांकन के लिए पर्याप्त है, जबकि आरजेड और आरएसके सटीक घटकों के लिए महत्वपूर्ण हैं।

सतह खुरदरापन रूपांतरण तालिका:

हम सतह खुरदरापन के विभिन्न स्तरों को कैसे प्राप्त करते हैं?

1। मशीनिंग प्रक्रियाएं और उनकी विशिष्ट सतह खुरदरापन

विभिन्न विनिर्माण तरीके स्वाभाविक रूप से अलग -अलग सतह बनावट का उत्पादन करते हैं। यहाँ विशिष्ट के लिए एक सामान्य मार्गदर्शिका हैआरए (खुरदरापन औसत)विभिन्न प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित मूल्य:

2। कारक जो सतह खुरदरापन को प्रभावित करते हैं

a. उपकरण ज्यामिति और तीक्ष्णता

A शार्प उपकरणएक महीन सतह का उत्पादन करता है।

बड़ानाक रेडीटूल मार्क्स को कम करें और प्रोफ़ाइल को सुचारू करें।

पहने हुए उपकरण फाड़ या बकवास का कारण बन सकते हैं, खुरदरापन बढ़ा सकते हैं।

b. फ़ीड दर और कटिंग गति

कम फ़ीड दरेंऔरउच्च कटिंग गतिआमतौर पर चिकनी सतहों का उत्पादन करते हैं।

अत्यधिक गति या फ़ीड का कारण बन सकता है - ऊपर किनारे (bue), मोटे बनावट के लिए अग्रणी.

c. कटौती की गहराई

Shallower कटौती गहरे उपकरण चिह्नों के गठन को कम करने में मदद करती है।

फिनिशिंग पास अक्सर बेहतर गुणवत्ता के लिए कट की छोटी गहराई का उपयोग करते हैं।

d. शीतलक और स्नेहन

शीतलक का उचित उपयोग गर्मी और घर्षण को कम करता है, सतह की गिरावट को कम करता है।

सूखी मशीनिंग सतह की खुरदरापन को बढ़ा सकती है, विशेष रूप से नमनीय सामग्री में.

e. सामग्री प्रकार

नरम सामग्री (जैसे एल्यूमीनियम) कुछ उपकरणों के तहत धब्बा या फाड़ सकती है।

हार्ड सामग्री (जैसे स्टील) अधिक साफ -सुथरी से चिप करते हैं, संभावित रूप से ठीक से मशीनीकृत होने पर बेहतर फिनिश का उत्पादन करते हैं।

3। सतह परिष्करण तकनीक खुरदरापन में सुधार करने के लिए

प्रारंभिक मशीनिंग के बाद,द्वितीयक परिष्करण प्रक्रियाएँअक्सर विशिष्ट डिजाइन मानदंडों को पूरा करने के लिए सतह खुरदरापन को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है।

a. पिसाई

अपघर्षक पहियों के साथ सामग्री की छोटी मात्रा को हटाता है।

तंग सहिष्णुता के लिए उपयुक्त और कठिन सामग्री पर बेहतर खत्म.

b. होनिंग

आंतरिक बेलनाकार सतहों (जैसे, इंजन सिलेंडर) पर उपयोग किया जाता है।

ज्यामितीय रूप और सतह खत्म दोनों में सुधार करता है।

c. लैपिंग

दो सतहों के बीच ठीक अपघर्षक लागू होता है, अक्सर एक लैपिंग प्लेट के साथ।

बेहद सपाट और चिकनी खत्म करता है.

d. चमकाने

नरम अपघर्षक या पॉलिशिंग यौगिकों का उपयोग करता है।

सौंदर्य वृद्धि और चिकनाई का मामूली सुधार।

e. सुपरफिनिशिंग / माइक्रोफाइनिंग

एक उच्च - सटीक प्रक्रिया जिसमें कम - ठीक अपघर्षक के साथ दबाव संपर्क और दोलन शामिल है।

अल्ट्रा - चिकनी, पठार - महत्वपूर्ण भागों (जैसे, बीयरिंग, गियर) के लिए सतहों की तरह पैदा करता है।

f. Electropolishing

एक विद्युत रासायनिक प्रक्रिया जो धातु की सतहों पर सूक्ष्म चोटियों को भंग करती है।

अल्ट्रा - के लिए मेडिकल, एयरोस्पेस और फूड इंडस्ट्रीज में आम.

4। सतह उपचार और कोटिंग्स

कुछ मामलों में,सतह कोटिंग्सयारासायनिक उपचारफ़ंक्शन में सुधार और सतह बनावट को संशोधित करने के लिए उपयोग किया जाता है:

एक प्रकार का होना (एल्यूमीनियम के लिए): थोड़ा चिकना और सतह को बचाता है।

चढ़ाना (क्रोम, निकेल): संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है और आवेदन के आधार पर सतह खुरदरापन को कम या बढ़ा सकता है.

शॉट पीनिंग:संपीड़ित तनावों का परिचय देता है और थकान जीवन के लिए एक बनावट वाली सतह को फायदेमंद बनाता है.

मनका विस्फोट: एक समान मैट सतह का उत्पादन करता है; आमतौर पर मोटे लेकिन नेत्रहीन आकर्षक.

5। डिजाइन में सतह खुरदरापन सहन करना

घटकों को डिजाइन करते समय, यह महत्वपूर्ण है:

जब आवश्यक हो तो केवल खुरदरापन का स्तर निर्दिष्ट करें, जैसा कि तंग सतह खत्म लागत में वृद्धि होती है।

वांछित खत्म होने के लिए तकनीकी चित्र पर मानक प्रतीकों (जैसे, आरए 0.8 माइक्रोन) का उपयोग करें।

प्रक्रिया के आधार पर प्राप्त करने योग्य खत्म को समझने के लिए निर्माताओं के साथ सहयोग करें।

6। सतह खुरदरापन बनाम लागत

महीन सतह खत्म की आवश्यकता है:

अधिक समय (कई परिष्करण चरण)।

बेहतर टूलिंग (शार्पर, अधिक टिकाऊ)।

अतिरिक्त प्रक्रियाएं (पॉलिशिंग, लैपिंग, आदि)।

इसलिए, अल्ट्रा - चिकनी फिनिश को निर्दिष्ट करना जहां आवश्यक नहीं हो सकता हैकाफी वृद्धि लागत। डिजाइनरों को विनम्रता के साथ कार्यात्मक आवश्यकताओं को संतुलित करना चाहिए।

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