Il ruolo della rugosità delle superfici lavorate è diventato estremamente importante nella progettazione di impianti automatizzati e nella produzione di componenti meccanici. Gli standard di
rugosità disponibili indicano una vasta gamma di parametri, che gli operatori del settore devono indicare all'interno dei disegni tecnici che stanno alla base di un manufatto.
I parametri di ampiezza di rugosità Ra, Rz sono un fattore determinante per progettare e produrre, essendo utilizzati come riferimento riflettono un'esperienza nota e comprovata nella
lavorazione, quindi la loro applicazione risulta una soluzione affidabile.
Il vasto utilizzo che viene fatto di questi parametri consegue un’inevitabile correlazione tra di essi al quale l’operatore deve far fronte.
Le basi su cui si calcolano i parametri di rugosità Ra, Rz
La rugosità media (Ra) e l’altezza/profondità di rugosità media (Rz) sono due parametri diversi ma al contempo associati per misurare la rugosità superficiale derivate da lavorazioni meccaniche.
La rugosità riscontrabile su una superficie di un manufatto lavorato deriva dal processo di lavorazione stesso: il tipo di utensile, la velocità dell'utensile, la geometria della macchina e le
condizioni dell'ambiente di lavorazione possono influire sulla rugosità superficiale.
Il parametro di rugosità Ra viene calcolato adottando un processo di media, prendendo tutti i picchi e le valli rilevabili sulla linea di valutazione della superficie e neutralizzando (grazie
all’operazione di media aritmetica) i valori anomali estremi, l'algoritmo Ra è perfetto per misurare la trama di una superficie garantendo coerenza e continuità alla misurazione. Il parametro Rz,
invece, si ottiene verificando i 5 picchi più alti e 5 valli più profonde di una superficie acquisite lungo la linea di valutazione. L’algoritmo con cui si calcola la rugosità Rz quindi è
maggiormente influenzato da valori anomali agli estremi (creste molto alte e o valli molto profonde).
Date le grandi differenze che stanno alla base del calcolo dei due parametri la soluzione migliore NON è la conversione dei valori ma la verifica dei singoli parametri con
apposito rugosimetro.
Leggi articolo di approfondimento: Cosa sono i parametri di rugosità Ra ed Rz
Perché è meglio NON convertire rugosità Ra in Rz
Riepilogando è meglio non convertire i parametri di rugosità Ra e Rz poiché:
- Ra e Rz sono parametri di rugosità sostanzialmente diversi: Ra è la rugosità media di una superficie mentre Rz è la media tra i picchi più alti e le valli più profonde.
- Il valore Ra misurato e convertito non è in realtà il valore Rz effettivo e viceversa.
Formula di conversione Ra, Rz
Se proprio non ne potete fare a meno esistono regole empiriche che possono aiutare convertire il valore Ra in Rz, queste vanno a moltiplicare il valore Ra per un fattore numerico variabile che va da 4 a 7,2.
La formula di conversione comunemente utilizzata è la seguente:
Rz = Ra x 4
Il risultato è una stima molto grossolana e non una conversione esatta!
Oltre a questa formula vi sono tabelle indicative di conversione di rugosità.
Tabella indicativa conversione rugosità
| Rugosità secondo ISO 1302 | Ra (µm) | Rz (µm) |
| N 12 | 50 | 200 |
| N 11 | 25 | 100 |
| N 10 | 12,5 | 50 |
| N 9 | 6,3 | 25 |
| N 8 | 3,2 | 12,5 |
| N 7 | 1,6 | 6,3 |
| N 6 | 0,8 | 3,2 |
| N 5 | 0,4 | 1,6 |
| N 4 | 0,2 | 0,8 |
| N 3 | 0,1 | 0,4 |
| N 2 | 0,05 | 0,2 |
| N 1 | 0,025 | 0,1 |
*Come si può notare nella tabella il rapporto di conversione Ra/Rz non mantiene lo stesso valore su tutto il campo di misura esposto.
Confronto pratico tra le due rugosità Ra, Rz
Se analizziamo la tabella di seguito possiamo osservare che lavorazioni con metodi vari conferiscono al pezzo rugosità con caratteristiche microgeometriche differenti, a cui corrispondono valori di rapporto di conversione Ra/Rz nettamente difformi i quali, nel nostro caso, si compongono in un intervallo numerico che va da 4,91 a 9,2, rendendo empirico ogni tentativo di regolamentazione della conversione.
| Rugosità delle superfici lavorata con metodi diversi | |||||||||||
| Superficie lavorata mediante fresatura di cave o scanalature | Superficie lavorata mediante taglio a getto d'acqua | Superfice lavorata mediante rettifica | Superfice lavorata mediante superfinitura | ||||||||
| Valore misurato Ra (µm) | Valore misurato Rz (µm) | Rapporto Ra/Rz | Valore misurato Ra (µm) | Valore misurato Rz (µm) | Rapporto Ra/Rz | Valore misurato Ra (µm) | Valore misurato Rz (µm) | Rapporto Ra/Rz | Valore misurato Ra (µm) | Valore misurato Rz (µm) | Rapporto Ra/Rz |
| 0,39 | 2,09 | 5,36 | 2,36 | 11,58 | 4,91 | 0,15 | 1,3 | 8,67 | 0,05 | 0,46 | 9,2 |
| 0,31 | 1,72 | 5,55 | 3,86 | 20,45 | 5,3 | 0,15 | 1,29 | 8,6 | 0,07 | 0,53 | 7,57 |
| 0,29 | 1,69 | 5,83 | 4,08 | 28,52 | 6,99 | 0,15 | 1,25 | 8,33 | 0,07 | 0,53 | 7,57 |
*I valori inseriti nella presente tabella sono indicativi e sono trascritti senza tenere conto della precisione dello strumento e di tutti i fattori che possono comportare incertezza di misura.
Conclusioni
Come esposto se convertiamo i parametri Ra e Rz i valori risultanti possono variare in un ampio intervallo, anche nel caso dello stesso tipo di lavorazione, per questo motivo l’operazione di
conversione non fornisce sempre risultati appropriati, pertanto può portare un errore inaccettabile e inevitabili contestazioni.
In caso di importanza elevata della misura della rugosità di lavorazione è consigliabile indicare più parametri di rugosità superficiale.
Rugosimetri con cui è possibile verificare la rugosità Ra, Rz delle lavorazioni
Di seguito presentiamo alcuni rugosimetri proposti da Vulcanoline in grado di misurare su parametri Ra ed Rz:
Rugosimetro modello VLRGX:
- Parametri misurabili: Ra, Rz, Rq, Rt (a seconda del modello)
- Tastatore intercambiabile
- Cut-off selezionabile: 0,25mm 0,8mm 2,5mm
- Applicabile su stativo
Rugosimetro modello VLRGN110:
- Parametri misurabili: Ra, Rz, Rq, Rt
- Tastatore integrato
- Cut-off selezionabile: 0,25mm 0,8mm 2,5mm
- Struttura compatta, tascabile
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