Yüzey pürüzlülüğü hesaplayıcı
Teknik resimde Ra 1,6 yazıyor ve siz tezgâhta hangi ilerlemeyi vereceğinizi bilmek istiyorsunuz. Ya da tersi: ilerlemeyi biliyorsunuz, ne kadar pürüzlü bir yüzey çıkacağını merak ediyorsunuz. Aşağıdaki dört sekme bu hesapları yapar.
Uç radyüsü ve ilerlemeden yüzeyi bul
Kesici ucun radyüsünü ve verdiğiniz ilerlemeyi girin; teorik olarak nasıl bir yüzey çıkacağını gösterir.
İstenen Ra için ilerlemeyi bul
Resimde istenen Ra değerini ve kullanacağınız ucun radyüsünü girin; ilerlemenin en fazla kaç olabileceğini gösterir.
Ra ile Rz arasında yaklaşık çevirme
Resimde Rz yazıyor ama elinizdeki bilgi Ra ise ya da tersi ise, kabaca fikir almak için kullanılır. Kesin bir çevirme değildir.
Ölçüm cihazında hangi filtreyi seçmeliyim?
Yüzey pürüzlülüğü cihazında bir «cut-off» (filtre) ayarı vardır. Yanlış seçilirse aynı yüzey farklı sayı verir. Beklediğiniz değeri girin, standarda göre hangi ayarı seçmeniz gerektiğini gösterir.
Yüzey pürüzlülüğü nedir?
Tezgâhtan çıkan hiçbir yüzey gerçekte düz değildir. Parlak görünen bir mil bile mikroskop altında sıradağ gibidir: tepeler ve vadiler vardır. Yüzey pürüzlülüğü, bu tepe ve vadilerin ne kadar derin olduğunun mikron cinsinden ölçüsüdür.
1 mikron (µm) milimetrenin binde biridir. Yani Ra 1,6 dediğimizde konuştuğumuz yükseklik farkı milimetrenin binde 1,6'sı kadardır. Elle hissedilmez ama bir yatak yüzeyinin ne kadar yağ tutacağını, bir contanın sızdırıp sızdırmayacağını, parçanın ne kadar çabuk aşınacağını belirler.
Cihaz aslında neyi ölçüyor?
Ölçüm cihazının ucu yüzeyde bir hat boyunca yürür ve iniş çıkışları kaydeder. Ama bu kayıtta üç şey iç içe geçmiştir:
- Genel şekil — parçanın kendi eğriliği, bombesi
- Dalgalanma — tezgâh titremesinden gelen geniş, yayvan dalgalar
- Pürüzlülük — kesici ucun bıraktığı ince izler
Cihaz bunları birbirinden ayırır. Ra, Rz gibi değerler yalnızca son gruba, yani kesici ucun bıraktığı ince izlere bakar. Ayırma işini yapan şey de filtre (cut-off) ayarıdır — dördüncü sekmenin konusu budur.
Ra, Rz, Rt: hangisi ne demek?
Ra — ortalama pürüzlülük
Cihaz taradığı hat boyunca bir orta çizgi çizer ve yüzeyin bu çizgiden ne kadar saptığını ölçer. Bütün sapmaların ortalaması Ra'dır. Teknik resimlerde en çok karşılaşılan değer budur.
Ra'nın zayıf tarafı şudur: tepe mi vadi mi olduğuna bakmaz, hepsini ortalar. Bu yüzden yüzeyde tek bir derin çizik varsa Ra bunu neredeyse hiç göstermez. Görünüşü tamamen farklı iki yüzey aynı Ra değerini verebilir. Sızdırmazlık gibi tek bir çiziğin bile sorun olduğu işlerde sadece Ra'ya bakmak yetmez.
Rz — ortalama tepe-vadi yüksekliği
Cihaz taradığı yolu beş eşit parçaya böler. Her parçada en yüksek tepe ile en derin vadi arasındaki farkı ölçer, sonra bu beş sayının ortalamasını alır. Rz budur.
Rz, yüzeydeki derin izleri Ra'dan çok daha iyi gösterir. Bu yüzden yataklama, sızdırmazlık ve yorulma önemliyse resimde Ra yerine Rz istenir.
Rt — toplam yükseklik
Beşe bölme yok: taranan yolun tamamındaki en yüksek tepe ile en derin vadi arasındaki fark. Tek bir kötü nokta bile Rt'yi yukarı çeker. Bu yüzden Rt, üçünün içinde en zor tutturulanıdır. Resimde Rt yazıyorsa parçada tek bir çizik bile kabul edilmiyor demektir.
Sırayı unutmayın
Aynı yüzeyde her zaman Ra < Rz ≤ Rt olur. Bir ölçüm raporunda Rz değeri Rt'den büyük çıkmışsa ortada bir yanlışlık vardır.
| Değer | Ne ölçer | Ne zaman istenir |
|---|---|---|
| Ra | Sapmaların ortalaması | Genel makine parçaları. En yaygın istek. |
| Rz | Beş bölgedeki tepe-vadi farkının ortalaması | Yatak, keçe, conta yüzeyi; yorulma zorlanması olan yerler. |
| Rt | Tüm yoldaki en büyük tepe-vadi farkı | Tek bir çiziğin bile kabul edilmediği yüzeyler. |
| Rp | Yalnızca tepelerin ortalama yüksekliği | Sürtünen ve alıştırma isteyen yüzeyler. |
| Rmr | Belirli derinlikte ne kadar dolu malzeme kaldığı (%) | Aşınma ve yağ tutma davranışının önemli olduğu yerler. |
Metal parçalarda karşılaşılan Ra değerleri genellikle 0,02 ile 3,5 µm arasındadır. 0,02 µm ayna parlaklığı seviyesidir.
Hesap nereden çıkıyor?
Torna kaleminin ucu yuvarlaktır. Parça her tur döndüğünde kalem f kadar ilerler ve arkasında yuvarlak ucun izini bırakır. Yüzeyde yan yana dizilmiş küçük kavis izleri oluşur — tarakla taranmış gibi. İki iz arasında kalan sivrilik, işte ölçtüğümüz pürüzlülüktür.
Bu izlerin yüksekliği iki şeye bağlıdır:
- İlerleme (f): ne kadar büyükse izler o kadar aralıklı ve derin olur
- Uç radyüsü (rε): ne kadar büyükse iz o kadar yayvan ve sığ olur
Kullanılan formüller şunlardır:
- Rt = f² × 125 / rε — tepeden vadiye yükseklik, µm
- Ra ≈ f² / (32 × rε) — ortalama pürüzlülük, mm cinsinden çıkar, 1000 ile çarpılır
Bu iki formülden Rt ≈ 4 × Ra çıkar. Buradaki 32 sayısı yuvarlanmış bir değerdir; kavis geometrisinin tam çözümü Ra'yı yaklaşık %3 daha yüksek verir. Bu fark gerçek işlemede zaten ölçüm belirsizliğinin altında kalır.
Akılda kalacak tek kural
İlerleme karesiyle etki eder. İlerlemeyi yarıya indirirseniz Ra dörtte bire iner. İki katına çıkarırsanız Ra dört katına çıkar. Yüzey tutmuyorsa ilk bakılacak yer her zaman ilerlemedir.
Uç radyüsü ise ters yönde ve tek kat etki eder: radyüsü iki katına çıkarmak Ra'yı yarıya indirir. Bu yüzden ilerlemeyi çok düşürmek yerine daha büyük radyüslü bir uç takmak çoğu zaman daha akıllıcadır — hem yüzey tutar hem süre uzamaz.
Hesap tuttu ama yüzey tutmadı — neden?
Bu hesap yalnızca geometriyi anlatır: kesici ucun bıraktığı ideal izi. Gerçek tezgâhta yüzeyi bozan başka şeyler vardır ve bunların hiçbiri formülde yoktur.
Titreşim
En sık sebep budur. Uzun takım çıkıntısı, zayıf bağlama, ince ve uzun parça, punta desteksiz iş. Yüzeyde düzenli iz yerine dalgalı, «balık pulu» gibi bir görüntü varsa sorun titreşimdir; ilerlemeyi düşürmek çoğu zaman işe yaramaz, hatta kötüleştirir.
Körelmiş uç
Aşınmış kesici uç kesmez, ezer. Yüzey parlak ama tırtıklı çıkar. Aynı programla dün iyi çıkan yüzey bugün kötü çıkıyorsa önce ucu değiştirin.
Talaş sarması
Kırılmayan uzun talaş işlenmiş yüzeye sürtüp çizer. Hesap ne derse desin, sarma talaş varsa yüzey düzelmez. Talaş kırıcısı uygun bir uç ya da farklı bir ilerleme gerekir.
Yığıntı talaş (BUE)
Kesme hızı düşük olduğunda malzeme kesici ucun üstüne yapışır, kopar, yüzeyde iz bırakır. Yumuşak çelik ve alüminyumda sık görülür. Çözümü ilerlemeyi düşürmek değil, kesme hızını yükseltmektir.
Konikte devir sabit kalması
Çap boyunca değişen işlerde sabit devirle çalışırsanız kesme hızı sürekli değişir; küçük çap tarafında yüzey bozulur. Sabit kesme hızı (G96) ve devir sınırı kullanılmalıdır.
Çok küçük ilerleme
Beklenmedik ama gerçektir: ilerleme belli bir değerin altına inince kesici uç malzemeyi kesmek yerine ezip sürtmeye başlar. Yüzey daha da bozulur. İlerlemeyi düşürdükçe düşürüp yüzeyin kötüleştiğini görüyorsanız sebep budur.
Sık sorulan sorular
Resimde sadece bir üçgen ve «3,2» yazıyor. Bu ne demek?
Yanında harf yoksa o değer Ra'dır ve mikron cinsindendir. Rz isteniyorsa «Rz 8» gibi harf yazılır, Rt isteniyorsa «Rt 4» yazılır. Harf yoksa Ra kabul edin.
Eski resimlerde N7, N8 gibi yazıyor. Karşılığı nedir?
N sınıfları eski gösterimdir ve doğrudan Ra karşılığı vardır: N6 = Ra 0,8 · N7 = Ra 1,6 · N8 = Ra 3,2 · N9 = Ra 6,3. Birinci sekme hesapladığı Ra'nın hangi N sınıfına denk geldiğini de gösterir.
Ra 0,4 istiyorlar, tornada tutturabilir miyim?
Hesap olarak evet: 1,2 mm uçla yaklaşık 0,12 mm/dev ilerleme gerekir. Ama bu bölgede yüzeyi artık ilerleme değil, tezgâhın rijitliği, ucun keskinliği ve titreşim belirler. Uygun tezgâh ve sağlam bağlamada olur; zayıf bir bağlamada olmaz. Ra 0,4 ve altı istenen yerlerde genellikle taşlama tercih edilir.
Uç radyüsünü büyütsem her şey düzelir mi?
Hayır. Büyük radyüs teorik yüzeyi iyileştirir ama kesme kuvvetini de artırır. İnce ve uzun parçada büyük radyüs parçayı iter, titreşim başlar ve yüzey daha da bozulur. Bağlama sağlamsa radyüsü büyütün; değilse büyütmeyin.
Talaş derinliği yüzeyi etkiler mi?
Formülde yoktur ama pratikte etkiler. Çok düşük talaş derinliğinde kesici uç kesmek yerine sürter. Finiş pasosunu tozlanacak kadar ince bırakmak yerine, ucun düzgün kesebileceği kadar pay bırakmak daha iyi bir yüzey verir.
Frezede de bu hesap geçerli mi?
Hayır. Bu hesap tornalama içindir. Frezelemede yüzey; diş başına ilerleme, takım salgısı, ağız sayısı, paso geçişleri ve takımın eksene dikliğine göre oluşur. Freze yüzeyi çoğu zaman takım izlerinin birleşme yerlerinden bozulur, formülden değil.
İki cihaz aynı parçada farklı Ra gösteriyor. Hangisi doğru?
Büyük ihtimalle ikisi de kendi ayarında doğrudur. Önce iki cihazın aynı filtre (cut-off) değerinde olduğunu kontrol edin. Bir de ölçüm yönü önemlidir: uç, takım izlerine dik yönde yürümelidir. İzler boyunca ölçerseniz Ra çok düşük çıkar ve yanıltır.
