Yüzey Pürüzlülüğü
Yüzey pürüzlülüğü veya kısaca pürüzlülük, yüzey dokusunun bir bileşenidir. Pürüzlülük, gerçek
yüzeyin ideal biçiminden gerçek yüzeyin normal vektörü yönündeki, sapmalarıyla ölçülür. Bu sapmalar büyükse, yüzey kabadır; küçükse, yüzey pürüzsüzdür. Yüzey metrolojisinde, pürüzlülük tipik olarak ölçülen bir yüzeyin yüksek frekanslı, kısa dalga boylu bileşeni olarak kabul edilir. Bununla birlikte, pratikte, bir yüzeyin bir amaca uygun olmasını sağlamak için hem genlik hem de frekansını bilmek gereklidir.
Pürüzlülük, gerçek bir nesnenin çevresi ile nasıl etkileşime gireceğini belirlemede önemli bir rol oynar.
Tribolojide, pürüzlü yüzeyler, düz yüzeylere göre genellikle daha hızlı aşınırlar ve daha yüksek
sürtünme katsayılarına sahiptirler. Yüzeydeki düzensizlikler, çatlaklar veya korozyon için çekirdeklenme bölgeleri oluşturabileceği için, pürüzlülük genellikle mekanik bir bileşenin performansının iyi bir
göstergesidir. Pürüzlülük, diğer taraftan yapışmayı (adhezyon) teşvik edebilir.
Pürüzlülük değerinin yüksek olması genellikle arzu edilmese de, imalat sırasında kontrol edilmesi zor ve pahalı olabilir.
Bir yüzeyin pürüzlülüğünü
azaltmak genellikle onun imalat maliyetini arttırır. Bu husus genellikle bir bileşenin üretim maliyeti ile uygulamadakiperformansı arasındaki dengeyi sağlar.
Pürüzlülük, bir "yüzey pürüzlülük komparatörü"ne (bilinen yüzey pürüzlülüğünün örneği) karşı manuel karşılaştırma ile ölçülebilir, ancak daha yaygın olarak yüzey profili ölçümü profilometre ile yapılır. Profilometreler, temaslı (tipik olarak bir elmas uç) veya optik (ör.
Beyaz ışık interferometresi veya lazer tarama odaklı mikroskop) olabilir.
Parçanın ideal geometrik şeklinden sapması ile oluşan düzgünsüzlüğün, pürüzlülükle bir ilişkisi yoktur.
Yüzey Pürüzlülüğünü Etkileyen Faktörler
İmalat yöntemi önemli bir faktördür. Talaşlı imalatta ise kabaca beş grupta toplanabilir:
(1) İlerleme hızı, kesme hızı kesme derinliği gibi işleme parametrelerinden kaynaklanan faktörler (2) Takım aşınması, takım malzemesi ve takımın kaplaması, uç burun yarıçapı, bir veya birden fazla
kesici kullanılması gibi kesici takım parametrelerinden kaynaklanan faktörler
(3) Kuru veya ıslak kesme, kesme sıvısı çeşidi, sıvının uygulanma yöntemi gibi işleme şartlarında kaynaklanan faktörler
(4) Takım tezgahının rijitliği ve tırlama titreşimi gibi takım tezgahından kaynaklanan faktörler (5) Sertlik, mikro yapı, dane büyüklüğü ve kalıntılar gibi iş parçası malzeme özelliklerinden
kaynaklanan faktörler.
Makine imalatında talaşlı veya talaşsız şekillendirme ile elde edilen yüzeylerde yapımdan dolayı pürüzler oluşabilir. Bu pürüzler uygulanan yapım çeşidine göre gözle görülebilir ve elle hissedilebilir şekilde
olabileceği gibi bazı hassas kontrol cihazları ile görülebilecek ve ölçülebilecek büyüklüklerde olabilir.
Makine parçalarında aşınmanın azalması ve yüzeyin daha güzel görünmesi için, bu pürüzlerin belli
değerlerde olması gerekmektedir. Bundan dolayı yüzeylerin hangi pürüzlülükle işleneceğinin, yönteminin ve diğer bazı özelliklerinin resim üzerinde gösterilmesi gerekir.
En hassas işlenmiş yüzeyler bile pürüzlüdür. Yüzey pürüzlülüğü olmasaydı üst üste konmuş iki sıfır
pürüzlülük değeri olan yüzeyler arasında hava olmayacağından bu yüzeyleri birbirinden ayırmak imkansız olurdu. Pürüzlülük sıfır olamasa da azaltılabilir. Daha pürüzsüz yüzey işlemeleri kaliteyi artırır ancak
pahalıdır.
Teorik (geometrik) Yüzey Pürüzlülüğü
Tornalamada kesme şartlarından kaynaklanan
Teorik Yüzey Pürüzlülüğü, en küçük yüzey pürüzlülüğü değerini gösterir. Aşağıdaki formül ile ifade edilir.
Burada:
Rz(h): Teorik Yüzey Pürüzlülüğü (µm) f : ilerleme Hızı (mm/dev.)
: Kesici uç burun yarıçapı (mm)
Yüzey Pürüzlülüğü
Yüzey pürüzlülüğünü ifade etmede çeşitli ölçüler vardır. Bunlardan önemli bir kaçı aşağıda verilmiştir.
Ortalama yüzey pürüzlülüğü (Ra)
Pürüzlülük eğrisinin, ortalama çizginin uzandığı doğrultuda referans uzunluk kadar kısmı kesilir. Bu kısım, ortalama çizgisiyle aynı yönde uzanan X ekseni ve büyüklüğü temsil eden Y ekseni ile bir grafikte gösterilir. Pürüzlülük eğrisi y=f(χ) ile temsil edilir, Ra üstte gösterilen denklemden mikronmetre (µm) olarak hesaplanır.
Maksimum yükseklik (Ry)
Pürüzlülük eğrisinin, ortalama çizginin uzandığı doğrultuda referans uzunluk kadar kısmı kesilir.
Bu kısımdaki zirve çizgisi ve vadi çizgisi arasındaki boşluk, büyüklük ekseni yönünde ölçülür ve bu değer, mikron metre (µm) olarak ifade edilir.
Not: Ry ölçülürken, referans uzunluk normal olmayan zirveler veya normal olmayan vadiler ihtiva etmeyen kısımdan seçilir.
En büyük profil yüksekliği (Rz)
Pürüzlülük eğrisinden, ortalama çizginin uzandığı doğrultuda referans uzunluk kadar kısmı kesilir. Bu kısım
içerisinde beş en yüksek zirvenin ortalama çizgisinde ölçülen yüksekliklerinin (Yp) ortalama mutlak değeri ve beş en düşük vadinin yüksekliklerinin (Yv) ortalama mutlak değerine ilave edilir. Bu toplam Rz’dir, birimi mikron metredir (μm).
Yüzey İşleme İşaretlerine Eklenen Sembollerin Konumları
a: Ra sembolü ile beraber mikronmetre (µm) cinsinden pürüzlülük değeri b: İmalat yöntemi, işleme, kaplama vs.
c: Örnekleme uzunluğu, Değerlendirme uzunluğu c’: Referans uzunluk,, Değerlendirme uzunluğu d: İşleme izlerinin yönü
e: İşleme payı
f :Ra dan başka parametre, sembolü ile beraber mm cinsinden pürüzlülük değeri
Ortalama Yüzey Pürüzlülüğü ve Önceki Gösterimler Arasındaki İlişki
Burada gösterilen üç çeşit arasındaki ilişki, tam değildir ve sadece uygunluk için sunulmuştur.
Ry ve Rz’nin değerlendirme uzunlukları, örnek uzunlukları ve referans uzunluklarının her birinin beş ile çarpılmasıdır
Yüzey İşleme İşaretleri
Yüzey İşleme
İşareti Açıklama
Talaş kaldırılamayacak veya yüzeyin olduğu gibi kalması durumlarında kullanılır.
Talaş kaldırmak suretiyle elde edilen yüzey işareti olarak kullanılır.
Herhangi bir imalat metodu ile elde edilebilir yüzey işareti olarak kullanılır.
Bir parçanın bütün yüzeyleri aynı yüzey kalitesinde olduğunda sembole daire eklenerek kullanılır.
Özel yüzey durumlarının gösterilmesi istendiğinde sembolün uzun koluna yatay çizgi eklenerek yatay çizgi üzerine işleme yöntemi veya özel durum yazılarak kullanılır.
Yüzey işleme işaretleri örnekleri
Pürüzlülük kalitesi ile gösterim.
İşleme izlerinin yönü için semboller
Farklı işleme yöntemlerine göre yüzey pürüzlülükleri
Bazı makine elemanlarında kullanılan ortalama yüzey pürüzlülükleri, Ra
Ra, µm Ra, µm
RULMANLAR ALIŞTIRMALAR
Bilyalar 0,1 Boşluklu alıştırmalar
Bilezikler 0,1 Tolerans ≤0,025 mm 1,6
Tolerans > 0,025 mm 3,2
KAYMALI YATAKLAR VE MİLLER Belirsiz alıştırmalar 0,8
Yatak (Bronz) 0,8 Sıkı alıştırmalar 0,8…..1,6
Mil 0,2
DELİKLER SÜRTÜNME YÜZEYLERİ
Kullanma yerlerine göre Frenler 0,4
Dişliler için 0,8…..1,6 kavramalar 0,4
Sızdırmazlık için 3,2
O halkası için 0,4 MASTARLAR
Hidrolik silindirleri için 0,2 Ayar mastarları 0,025...0,1
Ototmobil silindirleri için 0,4 İmalat mastarları İşleme yöntemlerine göre
Tığ çekme 0,8 DİŞLİ ÇARKLAR
Matkapla delme 3,2 dış çap 3,2
Raybalama 0,8 yerleştirme yüzeyleri 1,6
Ra, µm Ra, µm
KAMLAR VE İTİCİLERİ MİLLER
Otomobiller için Dişli çarklar için 1,6
Yuvarlanma yüzeyleri 1,6 Kamalı miller 0,4
Kayma yüzeyleri 0,8
EŞ ÇALIŞAN YÜZEYLER
DİŞLİ ÇARKLARIN DİŞLERİ Contalı;
Modülleri M ≥ 2,5 mm 1,6 Bakır conta 0,8
Modülleri M < 2,5 mm 0,8 Yumuşak conta 3,2
Ağır hizmet 0,4 Contasız;
Hassas 0,4 Yağ sızdırmaz 0,4
Zincir dişlileri 3,2 Gres sızdırmaz 0,8
SONSUZ VİDA VE DİŞLİSİ KAMA KANALLARI
Sonsuz vida 0,8 Genel 3,2
Sonsuz vida dişlisi 0,8 Hassas 1,6
Genel 0,8
Ağır hizmet 0,4
VİDA DİŞLERİ OYUKLAR
Haddelenmiş 0,8 Hareketli O-halkası 0,1
Frezelenmiş 1,6 Hareketsiz O- halkası 0,4
Taşlanmış 0,4 segmanlar 3,2
Pafta ile açılmış 3,2
KAMA YÜZEYLERİ SUPAPLAR
Yüzey Pürüzlülüğü Ölçme, Profilometre
YÜZEY İŞARETLERİNİN RESİM ÜZERİNDE GÖSTERİLMESİ
ÖLÇÜLENDİRME, ŞEKİL, BOYUT VE KONUM TOLERANSLARININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜKLERİNİN TEKNİK RESİM ÜZERİNDE GÖSTERİMLERİ
Makine Resmi İmalat Resmi
Detay çizim, parçayı imal etmek için yeterli bilgiyi vermelidir.
Yeterli dik görünüşler: bileşeni uygun şekilde tanımlayacak yeterli görünüşler.
Boyutlar: Dağıtılmış, yapılandırılmış ve mükerrer olmamalı.
Ölçek: Çizim, antet üzerinde bileşene uygulanan ölçeği bulundurmalıdır.
İzdüşüm çeşiti: Birinci açı izdüşümü kullanmaktayız.
Çizim standardı: TSE veya ISO
Çizimin adı veya başlığı: Bileşenin adı nedir?
Resim (çizim) numarası : Bileşenin numarası (fabrika içindeki) nedir?
Kullanılan boyut birimi: mm, m, inç, feet vb.
Toleranslar: Bileşenin her bir parçası için imalat toleransları nelerdir?
Yüzey yapısı (veya pürüzlülükler): Bileşenin her bir parçasının ne kadar pürüzsüz/kaba olmalıdır.
Muameleler (kaplama, temperleme vb.): Bileşen koruyucu kaplamaya ihtiyacı var mı?
Montaj resmine referans: Bileşenim neye uyar?
Malzeme: Bileşen hangi malzemeden imal ediliyor?
Çizen, Kontrol eden, Kabul eden kim ve tarihleri.
Bölgeler: Çizimde nereye referans yapılıyor?
Revizyon: Bu çizim niçin ve nasıl revize ediliyor?
Yaprak Büyüklüğü: A4, A3, A2, A1 veya A0 Şirket: Meslek Yüksek Okulu, Gazi Üniversitesi
Yaprak Referansı (Ör. Yaprak 1/3): Bir yapraktan daha fazla gerekli olduğunda.
Kaynaklar
https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_roughness
