Yüzey Karakteristikleri

İdeal pürüzlülük değerinde bir ürünü üretebilmek için, yüzeyi temsil edecek olan parametrelerin tanımlanması gerekir. Yüzeyi tanımlamak için kullanılabilecek birden fazla yüzey parametresi vardır. Endüstride en yaygın kullanılan profil parametresi ortalama pürüzlülük değerini veren Ra’dır. Kolay ve az maliyetle ölçülebildiği hatta alansal ölçümlerde daha hızlı sonuç elde edilmesinden dolayı özellikle kalite kontrolde önemli rol oynar. Aritmetik olarak Ra, adından da anlaşılacağı gibi, örnek uzunluğu boyunca pürüzlülük profili düşey koordinatlarının mutlak değerlerinin aritmetik ortalamasıdır. İstatistik olarak Ra, yüzey pürüzlülüğünün y-koordinatlarının merkez çizgisinden ortalama aritmetik sapması olarak tarif edilebilir (Şekil 1)

Şekil 1. Ra yüzey pürüzlülük değeri gösterimi
(http://www.teamstainless.org/news/2014-12/Ra_Rq_Rz_ Roughness_values_explaine

Parametre matematiksel olarak Denklem (1), (ISO 4287:1997) ile tanımlanmıştır.

Denklem (1)

Burada Z(x) ortalama çizgi ile profil eğrisi arasındaki mesafe ve l örnekleme uzunluğudur. Dikkat edilmelidir ki; Ra profil çıkıntı ve boşluk kesitleri ile ilgili olarak hassasiyet göstermez. Örneğin, eşit aritmetik ortalama pürüzlülük (Ra) değerine sahip iki yüzey, topografik özellikleri itibari ile birbirinden çok farklı olabilir (Şekil 2).

Şekil 2. Aynı aritmetik ortalama pürüzlülüğü ancak farklı topografik özellikler ve performans kabiliyetine sahip iki yüzey (http://www.alphaomegapt.com/pdf%20files/Surface%20Finish%20Definitions.pdf)

Yukarda değinilen durum dikkate alındığında, pürüzlülük tanımlanmasında hedeflenen amaca yönelik birden fazla pürüzlülük tanımlama parametresine dikkat edilmesi gerektiği anlaşılır.

Endüstrinin sıklıkla kullandığı bir başka pürüzlülük parametresi Rq veya RMS’dir. Rq, referans olarak kabul edilen ortalama çizgisine göre yüzey profil yükseklik dağılımının standart sapmasını temsil eder. Aritmetik olarak Rq, örnekleme uzunluğu boyunca profil yüksekliklerinin karelerinin ortalamasının kareköküdür ve Denklem (2) ile hesaplanır.

Denklem (2)

Esasen Rq özellikle profil kesitindeki çıkıntı boşluklar için Ra’ya göre daha duyarlı bir pürüzlülük parametresidir. Öyle olmasına rağmen kimi Rq ölçümlerde Ra’ya göre yaklaşık %11 civarında düşük veya yüksek ölçümlere ulaşılabilmektedir (Şekil 3).

Şekil 3. Rq ile Ra ölçüm farkları
(https://www.mahr.com/mahr-parameter/html/english/MarSurf/meanroughness.html).

Hem Ra hem de Rq parametreleri yaygın olarak kullanılan geleneksel yüzey parametreleridir ancak tüm ortalama değer ölçümleri gibi sakıncaları vardır. Bahsedilen parametrelerin hiçbiri çıkıntı ve boşluklar arasında net ayrım gerçekleştiremez.

Yüzey özelliklerini daha iyi tanımak ve tanımlamak için yukarıda açıklanan parametreler (Ra ve Rq) yerine, yüzeydeki tepe ve vadilerin dağılımını daha iyi tanımlayan parametreler kullanılmalıdır. Bu şekilde, işleme süreci daha kontrollü yapılabilir ve istenen yüzey dokusuna sahip parçalar üretmek mümkün olur.

Bir silindir performansı ile korelasyonu en iyi olan parametreler Rk ailesi parametreleridir. Parametreler Abbott-Firestone eğrisinde veya alan yatak eğrisinde (Leach R. Editor 2013) grafiksel olarak açıklanmıştır. Bu eğriler, malzemenin profil yüksekliği içindeki dağılımını grafiksel olarak tanımlayabilir (Şekil 4).

Şekil 4. Pürüzlülük parametrelerini açıklayan Abbott-Firestone eğrisi

Bir maddenin aşınabilirliği hakkında bir ölçüm değeri elde etmenin en uygun yöntemi, yüzey malzeme oranını incelemektir.

Malzeme oranının değerlendirilmesi, yüzey kusurunun seviyesini belirlemek için kullanılan basit bir yöntemdir. Bu maksatla Abbott-Firestone yüzey eğrileri kullanılır.

Bu eğri, kesim koşullarına göre değiştirilebilen işleme yöntemine göre karakteristik bir şekle sahiptir. Rmr sembolü ile gösterilir ve % olarak değerlendirilir. Şekil üzerinde eşdeğer bir düz çizgi çizerek, çıkıntı, boşluk ve ana alanlar tanımlanabilir.

Çizgi, ölçülen profilin %40’ını içeren eğrinin merkezi bölgesi için hesaplanır. Eğriden, yüzeyin farklı kısımlarını karakterize eden beş parametre elde edilebilir. Parametreler aşağıdaki gibi ISO 13565-2 standardında tanımlanmıştır.

  • Öz pürüzlülük derinliği (Rk) : Orta tabaka yüzey pürüzlülük derinliği
  • Malzeme oranı (Mr1) : Pürüzlülük çıkıntılarını orta tabaka profil derinliğinden ayıran kesişim çizgisinden belirlenen, yüzde cinsinden malzeme kısmı.
  • Malzeme oranı (Mr2) : Pürüzlülük derin boşlukların orta tabaka profil derinliğinden ayıran kesişim çizgisinden belirlenen, yüzde cinsinden malzeme kısmı.
  • İndirgenmiş çıkıntı yüksekliği (Rpk) : Orta tabaka yüzey pürüzlülük profili üzerindeki çıkıntıların ortalama yüksekliği

İndirgenmiş vadi derinliği (Rvk) : Orta tabaka yüzey pürüzlülük profili üzerindeki boşlukların ortalama derinliği.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir