1. No category

ISO GPS-toleranssit 7
Pinnankarheus
Kysymyspankki tekniikan alan oppilaitoksia varten
2015
Kysymyspankki ISO GPS-toleranssijärjestelmästä
Esipuhe
Tämä ISO/GPS-toleransseja käsittelevä kysymyspankin on laadittu tukemaan teknisen piirustuksen opetusta ja harjoitustöiden
tekemistä. Materiaalia voi hyödyntää vapaasti ja sieltä voi poimia haluamiaan tehtäviä.
Materiaali on suunnattu pääasiassa ammattikorkeakoulujen ja yliopistojen opetushenkilökunnalle ja opiskelijoille täydentäväksi
luentomateriaaliksi, mutta se soveltuu myös sellaisenaan kenen tahansa ISO/GPS-toleransseista ja -standardeista kiinnostuneen
käytettäväksi.
Aineisto on laadittu METSTAn johdolla SFS:n tukemassa projektissa. Materiaalin ovat laatineet:
•
TkT Björn Hemming, asiantuntija, VTT
•
Ins. YAMK Antti Henell, lehtori, Jyväskylän AMK
•
Di Jyrki Laaksonen, koulutusasiantuntija, konepajatekniset mittaukset ja kalibroinnit, AEL
•
TkL Heikki Lehto, emeritus-tutkija
•
Di Anssi Suhonen, lehtori, Savonia-ammattikorkeakoulu
•
Di Jukka-Pekka Rapinoja, asiantuntija, METSTA ry
•
Di Tero Ristonen, tutkimuspäällikkö, TTY.
METSTA ry
Metalliteollisuuden Standardisointiyhdistys ry (METSTA ry) on Suomen Standardisoimisliitto SFS ry:n toimialayhteisö. METSTAn
standardisointialue kuuluu Teknologiateollisuus ry:n toimialaan. Yhdistyksen tarkoituksena on edistää standardisoinnin avulla
suomalaisen kone- ja metalliteollisuuden kilpailukykyä sekä alan ja käyttäjän turvallisuutta. Lisäksi yhdistyksen tehtävänä on turvata
alan yrityksille ja yhteisöille edellytykset osallistua toimialan standardisointityöhön ja huolehtia alan teollisuuden tarvitsemien SFS–
standardien laadinnasta.
Lisätietoa
Suomessa standardeja myy Suomen Standardisoimisliitto SFS ry. SFS:n verkkosivujen www.sfs.fi lisäksi SFS:n oppilaitosportaali
www.sfsedu.fi on hyvä tietolähde standardien hakemiseen. Sieltä löytyy myös muuta opintoja tukevaa, standardeja koskevaa
materiaalia.
Useat oppilaitokset ovat solmineet online-sopimuksen SFS:n kanssa, jolloin standardeja on saatavilla internet-yhteyden kautta. Kysy
online-käytöstä oppilaitoksesi kirjastosta.
Tämä materiaali on päivitetty viimeksi 10.3.2015. Varmista tiedon oikeellisuus ja ajantasaisuus voimassaolevista standardeista.
© Metalliteollisuuden standardisointiyhdistys ry, 2015
Aineiston käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
2
Kysymyspankki ISO GPS-toleranssijärjestelmästä
Sisällys
•
•
•
•
•
•
•
•
3
Osa 1: Yleiset perusteet
Osa 2: Pituusmitat
Osa 3: Geometriset toleranssit
Osa 4: Peruselementit
Osa 5: Maksimimateriaalin vaatimus
Osa 6: Yleistoleranssit
Osa 7: Pinnankarheus (tämä tiedosto)
Osa 8: Kokoonpanotehtävä
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 4287)
Kysymys
• Mitä tarkoittaa merkintä
?
• Miten suuria voivat pinnan korkeusvaihtelut olla?
• Miten kyseinen pinnankarheus vaikuttaa halkaisijan
mittausepävarmuuteen?
4
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 4287)
Vastaus
• Merkintä edellyttää pinnan koneistuta siten, että pinnankarheuden
keskipoikkeama ei saa olla suurempi kuin 3,2 µm.
• Pinnan luonteesta riippuen pinnan korkeusvaihtelut ovat 3 – 7 -kertaisia
suhteessa Ra-arvoon. Siis Ra-arvolla 3,2 suuruusluokkaa 0,01 … 0,02 mm.
• Halkaisijan mittauksessa pinnakarheuden vaikutus kaksinkertaistuu ja Ra-arvolla
3,2 vaikutus voisi olla jopa 0,04 mm. Käytännössä vaikutus on vain murto-osa
tästä.
Ruskea pinta tasoitettuna keskiviivan kahta puolta
Profiilikäyrä
Profiilikäyrän ja keskiviivan
väliin jäävä pinta-ala
5
Ra
Pinnankarheuden merkinnät (SFS-EN ISO 1302)
Kysymys
• Mitä tarkoittaa putken laippapinnan tiivistepinnalle merkityssä
pinnankarheusvaatimuksessa rengastettu merkintä C ?
6
Pinnankarheuden merkinnät (SFS-EN ISO 1302)
Vastaus
• Merkintä edellyttää pinnan koneistuta siten, että pinnankarheuden
keskipoikkeama ei saa olla suurempi kuin 3,2 µm.
• Pinnakarheusmerkinnän juuressa sen oikealla puolella on paikka merkinnälle, joka
ilmaisee pinnakarheuden luonnetta.
• Merkintä C tarkoittaa, pinnakarheuden ”naarmut” ovat suunnilleen ympyrämäisesti
keskipisteeseen nähden. Urien suuntautuminen parantaa tiivistepinnan
toimivuutta.
7
Pinnankarheuden merkinnät (SFS-EN ISO 1302)
Kysymys
Mitä tarkoittaa polttomoottorin sylinteriputken sisäpinnalle asetettu
pinnakarheusvaatimus?
8
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 1302 ja SFS-EN ISO 4287)
Vastaus
• Merkintä edellyttää pinnan koneistuta siten, että pinnankarheuden
keskipoikkeama Ra ei saa olla suurempi kuin 0,4 µm ja profiilin
suuntautuneisuus Rsk on -0,5 jolloin profiilin laaksot ovat huomattavasti
syvempiä kuin profiilin huiput.
• Pinnakarheusmerkinnän juuressa sen oikealla puolella on paikka
merkinnälle, joka ilmaisee pinnakarheuden luonnetta.
• Merkintä X tarkoittaa, pinnakarheuden ”naarmut” ovat ristikkäisiä. n. Urien
suuntautuminen ja profiilin negatiivinen suuntautuneisuus parantavat
voitelua.
9
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 1302 ja SFS-EN ISO 4288)
Kysymys
Ra 1,5
Mitataan pinnankarheuden Ra arvoa viidesti ja saadaan tulokset
1,4 1,3 1,6 1,4 ja 1,3 µm.
Voidaanko kappale hyväksyä jos vaatimuksena on yllä esitetty
pinnankarheusmerkintä?
10
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 1302 ja SFS-EN ISO 4288)
Vastaus
Standardin ISO 1302 mukaan oletuksena on ns. 16 %:n
sääntö jos merkinnässä ei ole ”max”. ISO 4288:1996
määrittelee 16 %:n säännön siten että 16 % mitatuista
arvoista saa ylittää vaatimuksen. Tässä esimerkissä yksi
viidestä mittauksesta ylitti vaatimuksen (1/5 vastaa 20 %)
joten kappale ei ole standardien mukaan hyväksyttävissä.
Mittausta voidaan kuitenkin standardin ISO 4288 sääntöjen
mukaan (ks. ISO 4288:1997 A.3.1) jatkaa ja yrittää saavuttaa
sallittu 16 % raja suuremmalla mittausmäärällä.
11
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 1302 ja SFS-EN ISO 4288)
Kysymys
Ra 1,5
Äskeistä mittausta jatketaan vielä kahdella mittauksella. Tulokset
ovat: 1,4; 1,3; 1,6; 1,4; 1,2; 1,4; 1,3 µm.
Voidaanko kappale hyväksyä jos vaatimuksena on yllä esitetty
pinnankarheusmerkintä?
12
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 1302 ja SFS-EN ISO 4288)
Vastaus
16 %:n säännön mukaan 16 % mitatuista arvoista saa ylittää
vaatimuksen (ks. edellinen tehtävä). Tässä esimerkissä yksi
seitsemästä mittauksesta ylitti vaatimuksen (1/7 vastaa 14
%) joten kappale on standardien mukaan hyväksyttävissä
(ks. ISO 4288 A.3.1).
13
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 1302 ja SFS-EN ISO 4288)
Kysymys
a)
b)
Kumpi yllä olevista pinnankarheusvaatimuksista on käytännössä
vaativampi?
14
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 1302 ja SFS-EN ISO 4288)
Vastaus
Vaihtoehto b) on vaativampi.
ISO 1302:2002 sallii, että mittausjakso merkitään
pinnankarheusvaatimuksessa. Vaatimus b), jonka
mittausjakso on suurempi, pitää sisällään muotoja 2,5
mm:n aallonpituuteen asti. Vaihtoehto a) pitää sisällään
muotoja 0,8 mm:n aallonpituuteen asti eli mitatusta
profiilista suodatetaan pois enemmän kuin
vaihtoehdossa b).
Teoriassa vaatimus a), jonka mittausjakso on 0,8 mm
sisältää enemmän muotoja 0,0025 mm – 0,008 mm
aaltopituudelta mutta käytännössä ne ovat vähäisiä.
15
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 1302 ja SFS-EN ISO 4288)
Kysymys
Suunnittelet kappaletta ja haluat voideltuun kosketukseen valita
sopivan pinnankarheusvaatimuksen. Miksi oheinen valinta on
huono?
16
Pinnankarheus (SFS-EN ISO 1302 ja SFS-EN ISO 4288)
Vastaus
Ra 0,1 -vaatimus tuottaa hyvin sileän pinnan, joka on kallis
valmistaa.
Voidellussa kosketuksessa on hyötyä ns. taskuista eli kuopista
pinnassa, jotka varastoivat voiteluainetta. Suurempi
pinnankarheus voidaan sallia erityisesti silloin, jos karheus
muodostuu laaksoista eikä huipuista.
Yksinkertainen ratkaisu on kaksi vaatimusta, esim. Ra 0,8 ja
Rsk -0,5. Rsk:n käyttö on yksinkertaisin vaatimus pinnan
suuntautuneisuudelle ja se voidaan mitata helposti
halvimmillakin mittareilla. Jos voitelu ja käyttövarmuus ovat
kilpailutekijöitä käytetään Rmr- tai Rpk –parametreja, jotka
yksityiskohtaisemmin määrittävät pinnan ominaisuuksia.
17