📏 Pomiar chropowatości powierzchni (Ra, Rz)

Motoryzacja PN-EN ISO 4287

Przegląd

STATUS (stan na 06.11.2026). PN-EN ISO 4287:1999 — wersja polska, opublikowana 16.11.1999, wprowadzała EN ISO 4287:1998 i ISO 4287:1997 [IDT] — została WYCOFANA 21.06.2022 i zastąpiona przez PN-EN ISO 21920-2:2022-06 (wersja angielska). ISO 4287:1997 wycofano, a ISO 21920-2:2021 opublikowano 20.12.2021; tego samego dnia wycofano ISO 4288:1996, zastąpioną przez ISO 21920-3:2021. Opis poniżej podaje treść ISO 4287 z dostępnego tekstu i zmiany wprowadzone przez ISO 21920-2. Laboratoria nadal powołują PN-EN ISO 4287 w zakresach akredytacji — powołanie normy wycofanej wymaga świadomej decyzji uzgodnionej z klientem.

CO TO ZA NORMA (ISO 4287:1997, rozdz. 1–2). Norma podaje terminy, definicje i parametry do wyznaczania struktury geometrycznej powierzchni — chropowatości, falistości i profilu pierwotnego — metodami profilowymi. Nie opisuje przyrządu ani przebiegu pomiaru: charakterystyki nominalne przyrządów stykowych podawała ISO 3274:1996, zasady i procedury oceny struktury powierzchni — ISO 4288:1996, a filtry z korekcją fazy — ISO 11562:1996 (powołania normatywne).

PROFILE I FILTRY (rozdz. 3). Profil powierzchni to przecięcie powierzchni rzeczywistej określoną płaszczyzną. Profil pierwotny (według ISO 3274) jest podstawą parametrów profilu pierwotnego. Profil chropowatości powstaje z pierwotnego przez wytłumienie składowych długofalowych filtrem λc; filtr λs oddziela chropowatość od składowych jeszcze krótszych, a filtr λf wyznacza granicę między falistością a dłuższymi falami. Profil falistości powstaje przez kolejne zastosowanie filtrów λf i λc. Wszystkie trzy filtry mają tę samą charakterystykę przenoszenia według ISO 11562, a różne długości fali odcięcia; domyślną zależność między λc i λs podaje ISO 3274.

PARAMETRY (drugie źródło — przewodnik producenta przyrządów pomiarowych, Mitutoyo 2021, według ISO 4287:1997 z Amd 1:2009). Ra — średnia arytmetyczna bezwzględnych wartości rzędnych profilu chropowatości na odcinku elementarnym; Rq — średnia kwadratowa rzędnych; Rp — wysokość najwyższego wzniesienia, Rv — głębokość najniższego wgłębienia, a Rz — suma tych dwóch wartości, wszystko na odcinku elementarnym; Rt — ta sama suma na odcinku pomiarowym; RSm — średnia szerokość elementów profilu na odcinku elementarnym. Ten sam przewodnik podaje za normami przyrządów promień ostrza rysika 2 µm, 5 µm albo 10 µm oraz zestawienie długości fali odcięcia λc (0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8 mm) z odpowiadającymi im λs (2,5; 2,5; 2,5; 8; 25 µm) i największym promieniem ostrza (2; 2; 2; 5; 10 µm).

CO ZMIENIŁA ISO 21920-2:2021. Pierwsze wydanie ISO 21920-2 anulowało i zastąpiło ISO 4287:1997 (z Amd 1:2009 i poprawkami) oraz ISO 13565-2 i 13565-3. Główne zmiany wobec ISO 4287: wszystkie parametry pola odnoszą się teraz do odcinka pomiarowego, elementy profilu wyznacza się jednoznacznie, a dodano nowe parametry, m.in. oparte na transformacji wododziałowej (szczegóły — załącznik I normy, poza dostępnym tekstem). W tekstach parametry zapisuje się skrótami z małymi indeksami, np. Rq.

CZEGO TU NIE PODAJEMY. Definicji parametrów z rozdz. 4 ISO 4287 i nowych definicji z ISO 21920-2 — dostępne fragmenty obu norm kończą się na terminach ogólnych, a definicje Ra i Rz podajemy za przewodnikiem producenta. Reguł wyboru długości odcinków, liczby odcinków elementarnych i zasad porównania z tolerancją (ISO 4288, obecnie ISO 21920-3) — nie mieliśmy tych tekstów. Typowych wartości Ra dla rodzajów obróbki i przeliczeń między Ra a Rz — norma ich nie podaje.

Zasada metody

Rysik przyrządu stykowego przesuwa się po powierzchni wzdłuż określonej linii, a zarejestrowany profil pierwotny filtruje się: filtr λs usuwa najkrótsze fale, filtr λc oddziela chropowatość od falistości. Z profilu chropowatości wyznacza się parametry, na przykład Ra (średnia arytmetyczna bezwzględnych rzędnych) i Rz (suma najwyższego wzniesienia i najgłębszego wgłębienia na odcinku elementarnym według ISO 4287). Według ISO 21920-2:2021, która zastąpiła ISO 4287, parametry pola odnosi się do odcinka pomiarowego.

Zastosowania

• Określanie i odczytywanie wymagań chropowatości, falistości i profilu pierwotnego na rysunkach i w specyfikacjach wyrobów — terminy i parametry metody profilowej (ISO 4287, rozdz. 1)
• Ocena chropowatości po obróbce mechanicznej i porównanie z tolerancją rysunku — według zasad ISO 4288, obecnie ISO 21920-3
• Przejście dokumentacji i oprogramowania przyrządów z ISO 4287 na ISO 21920-2 (zmiana definicji parametrów pola)

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 4287:1999

Tytuł (PL)

Specyfikacje geometrii wyrobów — Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa — Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni

Title (EN)

Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions and surface texture parameters

Procedura krok po kroku

1. Ustalenie wymagań

   Odczytać z rysunku albo specyfikacji, które parametry (np. Ra, Rz) i z jakimi granicami trzeba sprawdzić oraz według której normy są zdefiniowane (ISO 4287 albo ISO 21920-2).

2. Ustawienie przyrządu

   Dobrać rysik i filtry λs i λc do wymaganego parametru — zależności podaje ISO 3274 i ISO 4288 (obecnie ISO 21920-3); przykładowe zestawienie: przewodnik Mitutoyo.

3. Rejestracja profilu

   Przeprowadzić rysik po powierzchni wzdłuż określonej linii i zarejestrować profil pierwotny (ISO 4287, p. 3.1.4–3.1.5).

4. Filtracja

   Wyznaczyć profil chropowatości (filtry λs i λc) albo falistości (λf i λc) według ISO 11562 (p. 3.1.6–3.1.7).

5. Obliczenie parametrów

   Obliczyć parametry na odcinkach elementarnych albo na odcinku pomiarowym zgodnie z definicjami normy, według której podano wymaganie.

6. Ocena i sprawozdanie

   Porównać wyniki z wymaganiem według zasad ISO 4288 (obecnie ISO 21920-3) i podać w sprawozdaniu parametry, filtry i normę definicji.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Norma nie zawiera wymagań BHP; zasady pracy przy przyrządzie i z ciężkimi elementami badanymi ustala laboratorium na podstawie oceny ryzyka

Najczęstsze pytania