La rugosità è l insieme delle deviazioni microgeometriche della superficie reale rispetto a quella teorica

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1 4. SUPERFICIE DI RIFERIMENTO: superficie che viene utilizzata come riferimento nella rilevazione degli errori geometrici, normalmente si assume la superficie media o quella esterna. 5. SUPERFICIE MEDIA: è la superficie con forma uguale a quella della superficie nominale. La superficie di media taglia la superficie reale in modo che i volumi delle parti esterne siano uguali a quelli dei vuoti. -- RUGOSIITÀ -- La rugosità è l insieme delle deviazioni microgeometriche della superficie reale rispetto a quella teorica In seguito ad una qualsiasi lavorazione non è possibile ottenere la superficie ideale vista la presenza della rugosità del pezzo, cioè l insieme degli avvallamenti e delle creste che in alcuni casi al massimo arriveranno a coincidere con la superficie teorica. - elementi per la valutazione della rugosità: Sui disegni generalmente la rugosità viene espressa con il valore di R a. A tale valore vi si arriva in seguito ad una valutazione completa della rugosità, è quindi necessario definire gli elementi che entrano in gioco per la considerazione della rugosità: a) LUNGHEZZA DI BASE: lunghezza del profilo rilevato, scelta per la valutazione della rugosità. La valutazione della lunghezza del tratto da prendere in esame è molto importante e va fatta in base al tipo di lavorazione a cui è stato sottoposto il pezzo analizzato. b) LUNGHEZZA DEL PROFILO L: è la lunghezza del profilo rilevato, scelta per la valutazione della rugosità in modo tale che L>1. c) LINEA m DEL PROFILO: è una linea, di forma uguale al profilo nominale, che svolge la funzione di dividere il profilo rilevato in maniera che la somma dei quadrati dei punti rilevati sull asse Y rispetto alla linea media sia minima.

2 -- PREMESSA -- Lo stato dell arte e la moderna tecnologia hanno favorito e allo stesso tempo richiesto un grado di finitura delle superfici sempre più curato e compreso fra dei limiti ben precisi. Ciò significa che oggi risulta impensabile la produzione di un particolare meccanico che, oltre a garantire un grado di precisione dimensionale non soddisfi le esigenze dello stato di finitura delle superfici che lo compongono. Attraverso studi sui vari particolari la tecnologia contemporanea è in grado di affermare che l assenza di un buon grado di finitura delle superfici compromette alcune caratteristiche quali la resistenza a fatica e quella ad usura. -- FIINIITURA SUPERFIICIIALE -- Le analisi dicono che qualsiasi superficie di un oggetto, confrontata con appositi strumenti, non appare perfettamente piana come quella teorica indicata sul disegno, infatti presenta delle irregolarità microgeometriche, macrogeometriche, dei solchi e delle creste. La differenza fra le prime due è puramente convenzionale e sta nel fatto che la distanza fra due creste successive, per le irregolarità microgeometriche o rugosità, è minore di quella valutata nelle irregolarità macrogeometriche. Detto questo si può affermare che per stato di finitura di un pezzo si intende la condizione in cui si trova la superficie dal punto di vista microgeometrico. -- CLASSIIFIICAZIIONE DELLE SUPERFIICII -- Ai fini di valutazione della rugosità la superficie del pezzo è considerata sotto forme diverse rispettivamente denominate: 1. SUPERFICIE NOMINALE: È la superficie rappresentata in modo convenzionale sul disegno. 2. SUPERFICIE REALE: superficie che delimita il corpo separandolo dall ambiente circostante. 3. SUPERFICIE RILEVATA: superficie descritta dagli strumenti di misura della rugosità (rugosimetri o profilometri).

3 Linea media Y1 Profilo rilevato -- MIISURA DELLA RUGOSIITÀ -- Per definire la rugosità si ricorre ad una formula matematica che mette in relazione i valori d x (tratto infinitesimo preso lungo la linea media) e Y che indica le distanze fra il punto di cui sopra e quelli corrispondenti del profilo. La relazione fra i due valori significa che la sommatoria di tutte le aree corrispondenti ai piani sopra la linea media è uguale alla sommatoria delle aree corrispondenti ai vuoti che sono sotto la linea media. La rugosità sui disegni viene indicata con il valore di R a, questo è il valore medio delle ordinate [y 1,, y n ] del profilo rilevato rispetto alla linea media all interno della lunghezza di base ed è dato da: R a = 1/l y d x

4 L unità di misura impiegata per R a è il micrometro (millesimo di mm) indicato con la lettera dell alfabeto greco µ. È opportuno sottolineare che in alcuni paesi ad esempio gli USA, Canada e Gran Bretagna adottano quale unità di misura della rugosità il micropollice che corrisponde a 0,0254 mm, in questi paesi anche il simbolo usato è diverso infatti nel Regno Unito si usa CRA mentre negli Stati Uniti compare la sigla AA. N.B. si passa da micrometri a micropollici moltiplicando per 40 il valore in micron mentre il passaggio da micropollici a micrometri avviene moltiplicando per 0,025. La rugosità può anche essere espressa sotto forma di RUGOSITÀ TOTALE, parametro molto semplice dato dalla somma fra il valore massimo positivo e quello minimo positivo. b Rt a a = rugosità totale interna b = rugosità totale esterna R t = RTE + RTI = [µ] Infine possiamo dire che R a rappresenta la deviazione media aritmetica del profilo. Tanto maggiore è il numero delle ordinate misurate a distanze uguali, tanto più preciso risulterà il valore della rugosità rilevato.

5 VALORII DELLA RUGOSIITÀ Il valore della rugosità di una superficie è il valore massimo tra quelli rilevati in punti diversi della superficie. Quando si richiede che una superficie abbia un determinato grado di rugosità si intende che tale valore, in un punto qualsiasi della superficie, non deve essere maggiore di quello indicato. I valori della rugosità R a da prescrivere sui disegni, in funzione delle lavorazioni e dello stato di finitura richiesto, sono indicati in apposite tabelle al fine di facilitare la scelta della rugosità richiesta al particolare. STRUMENTII PER LA MIISURA DELLA RUGOSIITÀ Gli strumenti per la misurazione della rugosità prendono il nome di rugosimetri o profilometri. Vista la precisione richiesta dalla prova (i valori che lo strumento rileva sono nell ordine del micrometro), questi apparecchi sono normalmente impiegati in ambienti climatizzati quali i laboratori, laddove la temperatura è rigorosamente a 20 C. I rugosimetri si differenziano a seconda del metodo di funzionamento, i più conosciuti sono: Rugosimetri induttivi; Rugosimetri piezoelettrici; Rugosimetri pneumatici; Rugosimetri al laser; Profilometri elettrici ad amplificazione elettronica. PROFIILOMETRII ELETTRIICII AD AMPLIIFIICAZIIONE ELETTRONIICA Questo tipo di strumento è formato principalmente da tre componenti: Trasduttore Amplificatore Calcolatore e registratore

6 Il tastatore è costituito da un sottile stelo (1) alla cui estremità è montato il tastatore vero e proprio, un diamante (2) la cui punta è raccordata in misura variabile da 5 a 12,5 µm. La punta del diamante viene fatta scorrere perpendicolarmente alla direzione delle irregolarità della superficie reale del pezzo sottoposto alla prova. Il controllo della rugosità deve essere eseguito su una sezione trasversale. Sull asse dello stelo è montata una piccola e leggera bobina (4), immersa in un campo magnetico prodotto da un magnete permanente (5). Ad ogni spostamento del tastatore la bobina riceve uno spostamento che corrisponde al profilo rilevato sulla superficie, di conseguenza la bobina genera dei moti che vengono poi trasformati in forze le quali sono rilevate dal trasformatore (6) quindi dal selettore (7) agendo sul quale è possibile modificare la sensibilità del profilometro. Con il rugosimetro è possibile controllare qualsiasi superficie di qualsivoglia curvatura comprese quelle interne. LUNGHEZZA DII BASE La scelta della lunghezza di base (1), nella valutazione di R a è molto importante per il semplice fatto che gli strumenti oggi in commercio adottano come valori per la lunghezza di esplorazione (L) multipli interi della lunghezza di base l (solitamente L = 5l).

7 ESECUZIIONE DELLA PROVA CON RUGOSIIMETRO L inizio della prova avviene dopo che il pezzo in esame è stato ripulito dalle impurità superficiali e da eventuali tracce di ossidazione. Questa operazione preliminare viene eseguita solitamente con l impiego di tela smeriglio intasata di olio. Questo accorgimento viene impiegato al fine di eliminare tracce di ossidazione senza però pregiudicare la superficie reale del pezzo da controllare. Sistemato il particolare sul piano del rugosimetro si da inizio alla verifica della rugosità cioè si provvede allo sfioramento della superficie da parte del tastatore (4) assicurandosi che lo stelo porta sensore, nel momento del contatto del tastatore con il pezzo, non rimanga al punto morto inferiore ma bensì sia sottoposto ad una pressione al fine di far lavorare la molla a spirale montata al suo interno. Terminata la fase di appostamento si procede alla programmazione della corsa di esplorazione LT agendo sull apposito tasto a sfioramento (2) quindi premendo il tasto play si da inizio all esplorazione cioè al movimento del tastatore che avviene con una velocità pari a 0,15 mm/s nella prima prova, 0,5 mm/s nella seconda prova. Valori questi nettamente inferiori a quello della velocità di ritorno standard che avviene a 2 mm/s. Ultimata la lettura da parte del tastatore si è in condizione di rilevare i dati dal display (3). Per primo il valore di R a seguito dai valori di R 1 z, R 2 T, R c, LT 3 relativi alla prova eseguita. 1 Media aritmetica delle ampiezze, misurate entro cinque lunghezze di base adiacenti al profilo. 2 Distanza tra la linea tangente ai picchi e quella tangente ai solchi dentro la lunghezza di misura del profilo filtrato. 3 Corsa totale di esplorazione.