Praktycznie żaden przedmiot nie ma idealnie równej powierzchni. Co ciekawe, nawet obiekty poddane niezwykle dokładnemu polerowaniu wciąż będą miały delikatne nierówności – chociaż nie będą one oczywiście widoczne gołym okiem.
Wspomniana właściwość nosi nazwę chropowatości i ma szczególne znaczenie w przemyśle maszynowym oraz obróbce metali. W niniejszym wpisie tłumaczymy, jakie wyróżniamy klasy tej cechy.
Czym jest chropowatość?
Chropowatość to jedna z podstawowych cech każdego ciała stałego, która w najprostszym ujęciu oznacza mechaniczne niedoskonałości powierzchni danego przedmiotu. Wspomniane nierówności można rozpoznać optycznie (o ile są na tyle duże) lub wyczuć mechanicznie, tj. poprzez dotyk. Warto dodać, że chropowatość danego przedmiotu nie wynika z jego kształtu, tylko rodzaju materiału, charakteru obróbki oraz wykorzystanego narzędzia.
Po co mierzyć stopień chropowatości powierzchni?
Pomiary chropowatości są szczególnie przydatne w mechanice precyzyjnej, gdzie każde odstępstwo od idealnego wymiaru oraz nadmierny opór występujący pomiędzy poszczególnymi elementami może doprowadzić do szybszego zużywania się sprzętu lub częstszego występowania awarii. Dotyczy to takich części, jak chociażby bieżni łożysk, kół zębatych czy prowadnic liniowych.
W jaki sposób można określić chropowatość?
Istnieje kilka metod, które umożliwiają określenie stopnia chropowatości danej powierzchni. Jedna z najprostszych technik polega na wykorzystaniu specjalnych płytek wzorcowych do pomiaru taktylnego. Korzystanie ze wspomnianych wzorników jest niezwykle proste i polega na porównaniu dotykowym. Najpierw przeciąga się opuszkiem palca lub paznokciem po matrycy, a następnie po danym przedmiocie, oceniając na ile występujące odchyłki są do siebie zbliżone.
Posługiwanie się płytkami wzorcowymi jest co prawda szybkie i niewymagające, ale z drugiej strony nie pozwala na uzyskanie dokładnych pomiarów. Wszystko zależy bowiem od wyczucia oraz doświadczenia osoby, która przeprowadza test chropowatości. Właśnie z tego powodu lepszym rozwiązaniem jest sięgnięcie po mikroskop metalograficzny. Taki sprzęt umożliwia podgląd powierzchni w dużym powiększeniu na ekranie monitora.
Jeżeli chropowatość ma jednak zostać określona z największą możliwą precyzją, to lepszym pomysłem jest wykorzystanie tzw. profilografometru, czyli grubościomierza. Wspomniane urządzenie przykłada się do danego obiektu, a następnie przeciąga po jego powierzchni na określonym odcinku. Igła profilografometru, stykająca się z badanym przedmiotem, wykonuje wówczas ruchy w górę i w dół, mierząc tym samym dokładne odchylenia wynikające z chropowatości.
Jakie wyróżniamy klasy chropowatości?
Podział na klasy chropowatości został wprowadzony przez Polską Normę PN-58/M-04252. Chociaż wspomniany dokument jest już nieaktualny i w bieżącym roku został zastąpiony przez normę PN-EN ISO 21920-1:2022-06, to pochodzący z niego system obejmujący 14 klas wciąż jest powszechnie wykorzystywany:
- klasa 1-2: wstępna obróbka narzędziami skrawającymi,
- klasa 3-4: dokładna obróbka skrawaniem,
- klasa 5-6: wykończeniowa obróbka skrawaniem,
- klasa 7: wstępne szlifowanie,
- klasa 8: dokładne szlifowanie,
- klasa 9: szlifowanie wykończeniowe,
- klasa 10-11: docieranie (w tym z wykorzystaniem diamentowej pasty ściernej),
- klasa 12: honowanie,
- klasa 13-14: polerowanie.
