Yüzey Pürüzlülüğü Ölçme Yöntemleri Ve Mukayesesi
1. Giriş
İçindekiler
1. Giriş
Ölçme işlemine genel olarak bakıldığında, ölçülen kriter ve ölçme yöntemi ne olursa olsun, ölçme işleminden beklenen en önemli sonuçlar, ölçme yönteminin ve sonuçlarının doğruluğu, gerçekliği ve kesinliği olmuştur [1]. Seçilen ölçme yönteminden elde dilen sonuçların tekrarlanabilir ve yeniden elde edilebilir olması, ölçme sonuçlarının doğruluğunu etkilemektedir [2]. Sürekli akan bir üretim hattında yapılacak Ra ölçümlerinin doğruluğu, gerçekliği ve kesinliği, elde edilen deney sonuçlarının kabul edilebilirliğinin bir göstergesidir [3]. Ölçme yönteminin gerçekliliğinin ve kesinliğinin, uluslararası bir kritere dayalı, pratikte uygulanabilir ve bütün ölçme yöntemlerini ve sonuçlarını kapsayan yöntemlrin ortak özelliği olması gerekmektedir [4,5,6]. Yüzey pürüzlülüğünü ölçmeyi esas alan yöntemlerin incelenmesinde ve tanıtılmasında uluslararası benimsenen kriterlere uygunluk dikkate alınmıştır.
Talaş kaldırarak şekillendirme sırasında; seçilen yönteme, kesici cinsine ve işleme şartlarına bağlı olarak fiziksel, kimyasal, ısıl faktörlerin ve kesici-işparçası arasındaki mekanik hareketlerin etkisi ile işlenen yüzeylerde genellikle istenmediği halde işleme izleri oluşmaktadır. Nominal yüzey çizgisinin altında ve üstünde düzensiz sapmalar meydana getiren bu duruma yüzey pürüzlülüğü denmektedir [7].
Değişik parçaların biraraya gelmesiyle oluşan ürün kalitesini ve endüstriyel makinaların performansını arttırmak, yeterli seviyede hassas işlenmiş yüzeyleri gerektirmektedir. Aynı malzemenin farklı cins metotlarla aynı yüzey pürüzlülük değerinde işlendiği, bazen bunların korozyon, sürtünme, aşınma ve yorulma dayanımı olarak farklı davranışlar gösterdikleri bilinmektedir. Yüzeylerin pürüzlülüğünden başka yüzeydeki işleme izlerinin yönü ve dağılımları da malzemenin performansını önemli derecede etkilemektedir [8,9].
İşleme sırasında, kesici takımlardaki hatalar, titreşimler, kesici kenarındaki malzeme sıvanması gibi faktörlerin olumsuz etkisi en aza indirilerek kullanılan kesici türüne, geometrisine ve ilerlemeye bağlı olarak en iyi bitirme değeri elde edilmesi amaçlanmaktadır.
1.1. Yüzey Pürüzlülüğünü Etkileyen Faktörler
Yüzey pürüzlülüğüne birden fazla faktörün etkisi bulunmaktadır. En önemlileri aşağıda listelenmiştir
• İşlenen malzemede bağlamadan dolayı oluşan deformasyon,
• İlerleme mekanizmasındaki düzensizlikler,
• İşlenen malzemedeki yapı bozuklukları,
• Kırılgan malzemelerin işlenmesi sırasında düzensiz talaş akışı,
• Kolay şekillendirilebilir malzemeler düşük kesme hızlarında işlendiği zaman, işlenen malzeme yüzeyindeki yırtılmalar,
• Talaş akışının sebep olduğu bozukluk,
• Kesme hızında meydana gelen düzensizlikler,
• İlerleme hızında meydana gelen düzensizlikler,
• Kesme esnasındaki talaş derinliği,
• Kesici takımın soğutulma ve yağlanma koşulları,
• İşlenen malzemenin kimyasal bileşimi ve metalurjik (atomik) yapısı,
• Kesicinin tasarımı, geometrisi ve kesme kapasitesi,
• Takım tezgahının tipi, rijitliği ve çalışma şartları,
• Kalıp ve bağlama aparatları,
• İşlenen malzemeden talaş kaldırma şekli,
• Yatak ve takımlarda oluşacak geometrik bozukluklar, vb.
1.2. Yüzey Pürüzlülük Parametreleri
Yüzey kalitesinin sayısal değerlerinin belirlenebileceği “ortalama çizgi” (M) ve “zarf sistemi” olarak adlandırılan iki yöntem kullanılmaktadır. Gelişmiş ülkelerin büyük bir çoğunluğu M yöntemini benimsemekte, bu ülkelerin bir kısmı ortalama pürüzlülüğü (Ra) bir kısmı da en büyük pürüzlülüğü (Rmax), yüzey pürüzlülük ölçme kriteri olarak kullanmaktadır. Yüzey pürüzlülüğü, pürüzlülük değerine bağlı olarak değişen ve “değerlendirme uzunluğu” olarak tanımlanan standard bir aralıkta ölçülmektedir [10,11,12].
Yüzeyde oluşan girinti ve çıkıntıların alan bakımından eşitlendiği orta eksenin üstünde ve altında kalan alanların aritmetik ortalamasını veren çizgiler arası mesafe Ra olarak, orta eksenin altında ve üstünde meydana gelen sapmaların geometrik ortalama değeri Rq (RMS) olarak, değerlendirme aralığındaki en yüksek beş çıkıntı ile en derin beş girintinin mutlak değerlerinin ortalaması Rz, değerlendirme aralığındaki filtre edilmemiş pürüzlülüğün en yüksek çıkıntısı ile en derin girintisi arasındaki mesafe Rmax (Ry), filtre edilmiş pürüzlülüğün en yüksek tepesi ile en derin girintisi arasındaki mesafe de Rt olarak adlandırılmaktadır. Bunların dışında pürüzlülükle ilgili daha onlarca parametre tanımlanmaktadır [13,14,15].
