Pagkakaiba ng Ra at Rz: Parehong Numero, Dalawang Ibang-Iba na Surface

Ang pagkakaiba ng Ra at Rz ay hindi usapin ng alin ang mas presisyon at alin ang mas maginhawa — magkaiba ang tinitingnan ng dalawang parameter, at kayang pumasa ng isang surface sa isa habang bumabagsak nang malala sa kabila. Puwedeng pareho ang Ra ng dalawang parte, galing sa magkaibang makina, at iisa lang sa kanila ang talagang magse-seal. Kung "Ra 1.6" lang ang nakasulat sa drawing mo at wala nang iba, hindi mo pa naitatakda ang surface; isang average lang ang naitakda mo.

Komersyal ito, hindi teknikal lang. Ang surface roughness ay isa sa mga pangunahing dahilan kung bakit tinatanggihan ang machined at cast na parte sa incoming inspection, at halos palaging pareho ang pinagtatalunan: aling parameter, sinukat paano, sa gaano kahabang segment.

Pagkakaiba ng Ra at Rz: Ano ang Talagang Sinusukat ng Bawat Isa

Ang Ra ay ang arithmetic mean ng absolute deviations ng profile mula sa mean line nito, sa buong evaluation length. Isa itong average. Ang bawat peak at valley ay nag-aambag ayon sa lawak nito, kaya halos hindi kumikilos ang numero kahit may isang malalim na gasgas sa surface na kung hindi man ay makinis.

Ang Rz ay isang peak-to-valley parameter: ang mean ng pinakamalalaking peak-to-valley heights na sinukat sa bawat isa sa five sampling lengths na magkakasunod. Dinodominahan ito ng mga extreme. Isang malalim na gasgas sa loob ng isang sampling length ay agad nagbabago ng Rz.

Ang pagkakaibang iyon sa nakikita ng bawat isa ang buong kuwento:

Parehong Ra, Dalawang Magkaibang Parte

Isipin mo ang dalawang profile na sinukat sa dalawang shaft, pareho namang naka-espesipika sa Ra 1.3 µm.

Pantay-pantay na ground surface ang una: konsistente, halos periodic ang texture, magkasinlaki ang peaks at valleys. Nasa paligid ng 4 µm ang Rz nito. Malapit sa 3 ang ratio ng Rz sa Ra.

Mas makinis ang pangalawa kaysa sa una sa halos buong haba nito, pero may ilang nakabukod na gasgas na mga 12 µm ang lalim mula sa chip na nakaladkad habang nagfa-finishing. Kapag ina-average sa buong evaluation length, halos walang naiaambag ang iilang valley na iyon — nasa mga 1.3 µm pa rin ang basa ng Ra. Nasa mga 12 µm naman ang Rz, ratio na malapit sa 10.

Pumapasa ang dalawang parte sa drawing note na "Ra 1.3 µm max". Lagyan mo ng O-ring ang bawat isa at ang una lang ang magse-seal: dumadaan mismo sa sealing line ang mga gasgas sa pangalawa at binibigyan ng daanan ang fluid. Kaya nga ang sealing faces, hydraulic components at mga surface na kritikal sa fatigue ay ineespesipika gamit ang Rz — o kaya pareho — imbes na Ra lang. Kauri rin ito ng problema sa tolerance stack-up, kung saan pasok sa spec ang sukat ng bawat parte pero bumabagsak pa rin ang assembly.

Bakit Walang Conversion Factor

Makikita mong sinisipi ang Rz ≈ 4 × Ra bilang rule of thumb, minsan Rz ≈ 7 × Ra. Obserbasyon ang dalawang ito tungkol sa partikular na machining process, hindi conversion, at iyon mismo ang palagay na sinira ng pangalawang shaft sa itaas.

Nakadepende ang ratio sa kung paano ginawa ang surface:

Hindi mababawi ng conversion table ang impormasyong itinapon na ng Ra. Kung Rz ang hinihingi ng drawing ng buyer, Rz ang sukatin; ang pag-convert mula sa basa mong Ra at pag-ulat ng resulta ay isang claim na hindi kayang suportahan ng test report mo, at ganitong bagay ang lumalabas sa supplier audit sa halip na habang nasa produksyon.

Ang Cutoff na Walang Nagsasabi

Narito ang bahaging nagpapalit ng usapang espesipikasyon tungo sa dalawang linggong email thread: ang parehong pisikal na surface ay nagbibigay ng magkaibang Ra depende sa filter cutoff na ginamit sa pagsukat.

May taglay ang sinukat na profile na roughness (maikling wavelength) at waviness (mahabang wavelength). Isang filter, ang profile cutoff λc, ang naghihiwalay sa kanila. Pumili ka ng mas mahabang cutoff at mas maraming waviness ang mabibilang bilang roughness, kaya tumataas ang Ra. Iniuugnay ng karaniwang mga panuntunan sa sampling length ang λc sa inaasahang saklaw ng roughness — λc 0.8 mm ang karaniwang default para sa gitnang saklaw — pero napakabigat ng pasan ng katagang "karaniwang default" sa pangungusap na iyon.

Kaya ang kumpletong callout ay kailangang may, sa pinakamaliit:

1. Ang parameter — Ra, Rz, o pareho, bawat isa ay may sariling limit
2. Ang limit at ang direksyon nito — maximum, o pares na max/min
3. Ang cutoff λc at ang evaluation length, kung hindi ito ang default para sa saklaw na iyon
4. Ang lay — ang direksyon ng nangingibabaw na pattern ng surface, dahil sinusukat ang roughness na patayo sa lay at mas mababa ang lalabas kapag sinundan ang lay
5. Ang surface na saklaw nito — ang tiyak na mukha, hindi ang buong parte

Kulangin ka sa alinman dito at dalawang tapat na lab ang puwedeng sumukat sa parehong parte at maglihis ng dobleng halaga.

Ang Nagbago Noong 2021

Noong December 2021, pormal nang pinalitan ng ISO 21920 series ang ISO 4287, ISO 4288, ISO 1302 at bahagi ng ISO 13565 para sa profile surface texture. Kung ang drawing template mo ay bumabanggit pa rin ng ISO 1302 para sa finish symbol, isang dokumentong bawi na ang sinisipi nito.

Dalawang praktikal na epekto:

• Isang beses nang kinukuwenta ang Ra sa buong evaluation length, samantalang ang Rz ay average pa rin ng limang sampling section. Sa lumang depinisyon, magkaiba ang pagkakasunod-sunod ng operasyon, kaya ang lumang parte na muling sinukat ay puwedeng mag-ulat ng bahagyang naiibang Ra kahit walang nagbago sa parte. Sa mga profile na may form error, hindi laging maliit ang pagkakaiba.
• Nagbago ang indikasyon sa drawing. Lumalabas pa rin ang lumang simbolo sa mga lumang drawing at nababasa pa rin ang mga ito, pero dapat sumunod sa ISO 21920-1 ang mga bagong drawing.

May kahanay na sistemang dapat mong linawin: madalas na tumutukoy ang mga North American drawing sa ASME B46.1, na may sariling set ng parameter at sa kasaysayan ay naiiba sa ISO kung paano kinukuha ang Rz. Ang lumang German drawing naman ay puwedeng may "Rz DIN", na hindi rin katulad ng ISO Rz. Kapag nakasulat sa drawing ang Rz nang hindi sinasabi kung anong standard, magtanong bago mag-quote — parehong panuntunan ang umiiral sa product dimension tolerance sa pangkalahatan.

Paano Sumulat ng Callout na Tinatanggap

Ganito ang basa ng espesipikasyon ng finish na nakalalampas sa incoming inspection:

Sealing face A: Rz 6.3 µm max, Ra 1.6 µm max, λc 0.8 mm, lay na patayo sa aksis, ayon sa ISO 21920-1.

Ihambing mo iyan sa "Ra 1.6" na lumulutang sa isang general note, at halata kung alin ang matatanggap ng quality department ng buyer nang walang tawag sa telepono.

Checklist para sa surface finish spec

• Tahasang pinangalanan ang parameter (Ra, Rz, o pareho), hindi numero lang
• Nakasaad ang standard at edisyon (ISO 21920-1, o ASME B46.1)
• Nakasaad ang cutoff λc kapag hindi ito ang default para sa saklaw
• Ipinapakita ang direksyon ng lay gamit ang tamang simbolo
• Nakakabit ang callout sa tiyak na mukha, hindi awtomatikong saklaw ang buong parte
• Magkahiwalay na ipinapakita ang magkaibang kinakailangan para sa magkaibang mukha
• Napagkasunduan ang direksyon ng pagsukat kung malabo ito dahil sa hugis ng parte
• Isinasalin sa µm ang katumbas na N-grade (N1–N12) kung ginagamit pa ito ng lumang drawing

Ang linyang "nakakabit sa tiyak na mukha" ang kinabubuwalan ng karamihan sa mga spec sheet. Ang general note na ipinapataw sa buong parte ay alinman sa nag-o-over-specify sa bawat surface, na nagpapataas ng gastos mo, o nag-iiwan ng kalabuan sa kritikal na mukha, na nagpapataas ng panganib mo. Heometriko ang solusyon: ang finish callout ay nararapat nasa leader na nakaturo sa aktuwal na mukha sa drawing, katabi ng mga sukat na nagtatakda ng puwesto nito — ibig sabihin, kailangang may totoo at nasukat na heometriya ang drawing, hindi dekoratibong ilustrasyon. Ang software na nagsa-snap ng dimensyon sa aktuwal na gilid at nagpapahintulot sa iyong ilapat ang callout sa mismong feature na saklaw nito ay nagbubunga ng bagay na kayang kilusan ng isang quality engineer; ang muling iginuhit o binuong larawan ay nagbubunga lang ng litrato ng parte na may mga numerong lumulutang sa tabi. Ganoon din ang prinsipyong umiiral kapag itinatakda mo ang powder coating at mga kinakailangan laban sa kaagnasan, at iyon ang naghihiwalay sa magamit na spec sheet mula sa isang brochure.

Mga madalas itanong

Ano ang pagkakaiba ng Ra at Rz?

Ang Ra ay ang arithmetic average ng mga deviation ng profile mula sa mean line nito, kaya inilalarawan nito ang pangkalahatang texture at halos hindi ito naaapektuhan ng nakabukod na depekto. Ang Rz ay ang mean ng limang pinakamalaking peak-to-valley heights sa buong evaluation length, kaya dinodominahan ito ng pinakamalalalim na valley at pinakamatataas na peak. Ang dalawang surface na may parehong Ra ay puwedeng magkalayo nang husto ang Rz, at ang mas mataas ang Rz ang siyang tumatagas.

Paano mo iko-convert ang Rz sa Ra?

Hindi mo iko-convert. Nakadepende sa katangian ng surface ang ratio nila at umaabot mula sa mga 3 sa pantay na ground surface hanggang lampas 10 sa surface na may nakabukod na gasgas. Ang mga rule of thumb tulad ng Rz ≈ 4 × Ra ay naglalarawan ng partikular na proseso at bumabagsak mismo sa puntong mahalaga ang pagkakaiba. Kung Rz ang hinihingi ng drawing, Rz ang sukatin.

Alin ang mas mabuti, Ra o Rz?

Wala sa kanilang mas mabuti; magkaibang tanong ang sinasagot nila. Gamitin ang Ra para kontrolin ang pangkalahatang texture at konsistensi ng machining. Gamitin ang Rz kung saan isang malalim na valley lang ay sanhi na ng pagkabigo — sealing faces, mga surface na may fatigue load, adhesion ng coating, bearing surfaces. Madalas na pareho ang inieespesipika sa mga kritikal na parte.

Balido pa ba ang ISO 1302 para sa mga simbolo ng surface finish?

Hindi na. Pinalitan ng ISO 21920 series ang ISO 4287, ISO 4288 at ISO 1302 noong December 2021, at sumusunod na ngayon sa ISO 21920-1 ang indikasyon sa drawing. Nananatiling nababasa at umiikot pa rin ang mga lumang drawing na gumagamit ng simbolo ng ISO 1302, pero ang bagong drawing na sumisipi ng ISO 1302 ay sumisipi ng standard na bawi na.

Bakit magkaiba ang nakukuhang Ra ng dalawang lab sa parehong parte?

Kadalasan ay ang filter cutoff, ang evaluation length, o ang direksyon ng pagsukat. Sinusukat ang roughness nang patayo sa lay; mas mababa ang basa kapag sinundan ang lay. Ang mas mahabang cutoff λc ay nagpapahintulot sa mas maraming waviness na mabilang bilang roughness at nagpapataas ng Ra. Ang paglalagay ng parameter, ng cutoff at ng lay sa drawing ay nag-aalis ng halos lahat ng ganitong hindi pagkakasundo.

Mga sanggunian

• Mga pagkakaiba ng ISO 4287 at ISO 21920 — depinisyon ng parameter at pagbabago sa pagkuwenta
• ISO 21920 roughness — ang 2021 na pagpapalit sa ISO 4287, 4288, 1302 at bahagi ng 13565
• Surface roughness — Ra, Rz at kaugnay na profile parameters
• ASME B46.1 — Surface Texture (Surface Roughness, Waviness, and Lay)
• Ano ang ASME B46.1 — saklaw at kaugnayan nito sa set ng parameter ng ISO