Da quando i primi strumenti per la misura della rugosità sono apparsi all’inizio degli anni ’30, la misurazione dell’errore microgeometrico si è basata su rugosimetri a contatto che rilevavano un profilo 2D. Invece verso i primi anni ’80 incominciano ad essere utilizzati strumenti per misurare le superfici tridimensionali, come interferometri a luce bianca e profilometri 3D.
Definizione di rugosità
Le superfici reali sono di solito affette da irregolarità micro-geometriche.
Tali irregolarità possono essere casuali (tipico nei pezzi di fusione) o da andamenti preferenziali (tipico in pezzi dopo una lavorazione con macchine utensili).
La misura della rugosità si effettua con uno strumento chiamato rugosimetro, il cui funzionamento è simile alla punta di un grammofono, registrando le asperità della superficie, per un tratto denominato lunghezza base.
L’ordine di grandezza della lunghezza base (L) è di qualche millimetro.
La linea media è definita come la linea del profilo dove è minima la somma delle distanze al quadrato dei punti del profilo della linea stessa.
Ra, 𝑅𝑧, 𝑅𝑚𝑎𝑥, 𝑙𝑡 e 𝑡
- 𝑅𝑎 – rugosità media [μm] – è il valore della finitura superficiale
- 𝑅𝑧 – irregolarità massima mediata su cinque picchi e cinque valli.
- 𝑅𝑚𝑎𝑥 – irregolarità massima del profilo.
- 𝑙𝑡 – la somma dei segmenti di materiale risultanti dall’intestazione del profilo rilevato con una linea posta ad una distanza 𝑝 da una linea di riferimento parallela alla linea media, passante mediamente fra i 5 picchi più alti.
- 𝑡 -la portanza, il rapporto percentuale tra la lunghezza del profilo portante e la lunghezza di base, il simbolo della portanza deve contenere anche il valore di 𝑝.
Il complesso delle norme UNI ISO 4287 definisce varie tipologie di “superfici”. In particolare:
- Superficie ideale: quella rappresentata dal disegno;
- Superficie reale: quella effettiva ottenuta dalla lavorazione;
- Superficie rilevata o tecnica: quella misurata con appositi strumenti macrogeometrici;
Sezionando con un piano perpendicolare alla superficie, si ottengono le linee di sezione:
- Profilo ideale: linea risultante dall’intersezione del piano di rilievo con la superficie geometrica o ideale
- Profilo reale: linea risultante dall’intersezione del piano di rilievo con la superficie reale
- Profilo di rilievo/tecnico: piano ortogonale alla superficie nominale del pezzo
Indicazioni della rugosità: simboli grafici
Segno base
Linea aggiunta per specificare caratteristiche della superficie
Indica tutte le superfici di contorno del profilo
Richiesta lavorazione con asportazione di materiale
Non ammessa lavorazione con asportazione di materiale
Valori di rugosità ed applicazioni
Il grado di rugosità della superficie di una parte meccanica dipende dall’impiego a cui è destinato.
Rugosità e lavorazioni
Nella tabella seguente sono indicati i valori della rugosità per i vari tipi di lavorazioni:
Rugosità e Tolleranza
Rugosità e tolleranze sono legate tra loro, in particolare:
– la rugosità diminuisce con il diminuire della tolleranza
– la rugosità aumenta con l’aumentare delle dimensioni dei pezzi
– tolleranze e rugosità dipendono anche dalle lavorazioni meccaniche
Qui di seguito riportiamo la tabella esplicativa:
Il valore della rugosità dipende anche dalle dimensioni del pezzo e della qualità della lavorazione IT.
Facciamo un esempio:
all’aumentare delle dimensioni dei pezzi e della qualità della lavorazione (esempio da IT6 a IT12), la rugosità aumenta (ovvero peggiora), passando da 0,2μm (dimensioni < di 3mm e tolleranza IT6) a 12μm (dimensioni fino a 250mm e tolleranza IT12)