خشونة السطح في التصنيع: القياس والعوامل المؤثرة والتقليل

خشونة السطح في التصنيع: القياس والعوامل المؤثرة والتقليل

آخر تحديث: 09/01 ، وقت القراءة: 5 دقائق

الانتهاء من سطح خشن

دعونا نفهم خشونة السطح بمصطلح تشطيب السطح.تُعرف عملية تنعيم سطح الأجزاء والمنتجات المصنعة باسم تشطيب السطح ، والتي يتم فحصها باستخدام خشونة السطح.المعلمة الأكثر شيوعًا للتقدير الرياضي للخشونة هي R_a.يعرض الانحراف المتوسط ​​الحسابي على السطح.أصغر R_aيعني ملمسًا أكثر نعومة.

خشونة السطح هي عدم انتظام نسيج السطح الذي يتكون من سلسلة من هياكل القمة والحوض.يمكن أن تكون هذه القمم والقيعان مجهرية ومرئية ، اعتمادًا على مستوى الخشونة.تعد جودة سطح المواد الخام أو المنتجات النهائية أمرًا بالغ الأهمية في الصناعة التحويلية.لا يتعلق الأمر فقط بالمظهر الجمالي ولكنه يؤثر أيضًا على وظائف الأجزاء والجودة الشاملة.

قياس خشونة السطح

الملف الشخصي سطح خشن

يتم الإشارة إلى خشونة السطح بواسطة"ر_a,"ووحدتها ميكرونات (µ).يعطي Ra متوسط ​​الفروق بين القمة (الارتفاع) والحوض (العمق) على سطح على طول القياس.

يعد قياس السطح أمرًا حيويًا لإنتاج أجزاء ومنتجات موثوقة ومتسقة في التصنيع الدقيق.لذلك ، يجب قياس معلمات السطح ومراقبتها وفقًا للمواصفات المطلوبة.على سبيل المثال ، قياس خشونة السطح هو المدخل لتحقيق التشطيب المطلوب للسطح.

1.          القياس بالمسبار.

هذه هي طريقة الاتصال لقياس خشونة السطح.لأخذ القياس ، يجب أن يلمس السطح بواسطة مسبار أو قلم.

قياس الخشونة بالمسبار

يتحرك الانزلاق أولاً لإنشاء المرجع ، ويتبعه المسبار للتحرك فوق السطح من خلال القمم والأحواض أثناء إرسال إشارات كهربائية لتطوير المظهر الجانبي للسطح.بعد ذلك ، يمكن الحصول على خشونة السطح من ملف التعريف الذي تم إنشاؤه.

2.          قياس الملامح البصري

هذا النهج usالموجات الضوئية أو الموجات الصوتية.يرسل الجهاز موجات فوق صوتية إلى السطح ويستقبل الانعكاسات.يتم استخدام موضع الموجة المنعكسة لإنشاء ملف تعريف سطح ثلاثي الأبعاد وحساب الخشونة.

ملف تعريف خشنة ثلاثي الأبعاد من بروفيلومتر بصري

3.          مقارنة

في هذه الطريقة ، الشركة المصنعةيقارن سطح المنتج بالمنتج مع الأجزاء القياسية التي تم قياسها مسبقًاويختار الأقرب باستخدام إحساسهم.على الرغم من أنها ليست طريقة دقيقة للغاية ، إلا أنه يمكن استخدامها عندما لا تكون هناك حاجة إلى دقة أعلى ، وسيتم تطبيق مزيد من الطلاء على السطح.

خشونة مقابل.تصنيع

الخشونة هي أحد مؤشرات الأداء الرئيسية للأجزاء المصنعة.تؤدي المستويات الكبيرة من خشونة السطح إلى حدوث تشققات أثناء الاستخدام وتطور إمكانية التآكل الشديد عند تعرضها للبيئة.بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تقلل الخشونة من الكفاءة وتضر في النهاية بالنظام الميكانيكي حيث يكون الاحتكاك المنخفض مطلوبًا لأن السطح غير المنتظم يزيد الاحتكاك بين الأجزاء.

اعتمادًا على التطبيق ، لكل مكون ميكانيكي حد أعلى مختلف لخشونة السطح.على سبيل المثال ، العناصر التي يكون فيها الاحتكاك مصدر قلق لها تحمل منخفض للخشونة لأن العمليات تصبح صعبة ، ويتشقق المكون عندما تكون الخشونة عالية جدًا.

يمكن أن تحتوي الخيوط وأسطح التزاوج على قدر معقول من الخشونة لأن هذا لا يتداخل مع التزاوج ويسهل التركيب المناسب بين المكونات.كما أن السطح الذي تكون اللوحة فيه ضروريًا يأخذ في الاعتبار درجة معينة من الخشونة ، مما يطور الالتصاق ويجعل العملية سهلة.

خشونة السطح في بعض عمليات التصنيع الشائعة

قيم خشونة السطح في العمليات المختلفة

رموز خشونة السطح

دعونا أولاً نناقش الاختصارات المستخدمة في الرموز قبل الانتقال إلى الرموز نفسها.إذا نظرت إلى رموز تشطيب السطح على رسومات التصنيع ، فسترى مجموعة متنوعة من الاختصارات.

قائمة الاختصارات

رموز خشونة السطح

معنى المتغيرات المستخدمة في الرموز

من خلال تحليل رموز خشونة السطح في رسم التصنيع ، يمكن للمصممين والمشغلين توصيل حالة تشطيب السطح في أي مكون مُشغل آليًا.

على سبيل المثال ، يمكن لمشغل CNC أن يحدد من رسم المصممين كمية المواد التي يجب إزالتها من السطح أثناء الإنهاء.

ما هي العوامل التي تؤثر على درجة خشونة السطح؟

العوامل الثلاثة التالية تؤثر على خشونة السطح ؛معلمات عملية القطع والطحن والتحكم (سرعة القطع ومعدل التغذية).

1.          عملية القطع

بعد الانتهاء من عملية القطع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، أداة القطع تترك بقايا على سطح القطع بسبب الضغط أثناء تحرير الأداة من قطعة العمل.

تؤثر هذه البقايا (تسمى نتوءات) أيضًا على ثبات الأبعاد الضروري للمكونات.ستحدد العوامل التالية حجم وكمية المخلفات على السطح التي خلفتها أداة القطع.

• الانحراف في زاوية القطع
• انحراف نصف قطر تلميح الأداة
• معدل التغذية
• تشوه أثناء القطع

2.          طحن

تستخدم عملية الطحن في التصنيع وسائط طحن صلبة وكاشطة ، ويمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 1500 درجة مئوية أثناء العملية.ستولد حافة الجسيمات الكاشطة تدفقًا للحرارة من البلاستيك نظرًا لارتفاع درجة حرارة العمل ، مما يترك خشونة طفيفة على السطح.

3.          سرعة القطع ومعدل التغذية

تزيد سرعة القطع الأعلى من تكوين الرقائق ، كما سيكون حجم الرقائق أكثر اتساعًا.ومن ثم ستترك الأداة المزيد من النتوءات على السطح لأن سرعة القطع العالية ستزيد من الاحتكاك بين الأداة وسطح القطع ، مما يزيد من قيمة Ra.كما أن معدل التغذية المرتفع سيزيد من ارتفاع المخلفات على السطح.

كيف يمكنني تقليل خشونة السطح؟

·        اضبط معدل التغذية المناسب لأن معدل التغذية المرتفع يتسبب في تكوين المزيد من المخلفات على سطح القطع.لتقليل الخشونة ، استخدم سائل القطع الفعال وأدوات القطع الدقيقة.

·        تنتج زوايا الانحراف العالية نتوءات آلية وعلامات على السطح ، لذا قللها.

·        لأن تآكل الأداة يزيد من خشونة السطح ، قم بتلميع الطحن قبل الطحن.

·        يزداد الاحتكاك عن طريق الاهتزاز في أدوات المعالجة ، مما يجعل السطح أكثر خشونة.لذلك ، قبل الشروع في عمليات المعالجة ، قلل الاهتزاز وأضف سائل القطع.

·        اختر مادة أداة المعالجة بناءً على خصائص المواد الخام.على سبيل المثال ، إذا كنت تقوم بتشكيل مواد صلبة ، فاستخدم أدوات كربيد تحتوي على خيوط.يجب أيضًا أن تكون الأداة جيدة بشكل موحد.

خاتمة

يجب أن يقع السطح دائمًا داخل حدود خشونة معينة أثناء عملية التصنيع وفقًا لمواصفات المكون الميكانيكي.R_a يقترح علينا قبول أو رفض المشروع فيما يتعلق بتشطيب الأسطح.يحسب مقياس البروفايل خشونة السطح الحسابي عن طريق تحديد متوسط ​​ارتفاع المخالفات التي تشكل مكون الخشونة من خط مرجعي.

لمعالجة خشونة السطح ، هناك حاجة إلى مزيد من المعالجة ، مثل إزالة الحواف ، والطحن ، والتلميع.تساعد هذه الأساليب في الحصول على قيمة الخشونة ضمن الحد المرغوب فيه.ومع ذلك ، فإن هذه المعالجة اللاحقة تضيف إلى تكلفة التصنيع ، لذلك من الأفضل مراعاة عامل الخشونة في تصميم المنتج وعملية التصنيع.ProleanHubلديها مصممين ومهندسين متخصصين في التحكم في العمليات وتشطيب الأسطح.لا تتردد فياتصل بناإذا كنت بحاجة إلى أي مشروع يقع ضمن حد الخشونة المطلوب.

التعليمات

ما هي خشونة السطح؟

خشونة السطح هي المعلمة التي تعطي فكرة عن تشطيب السطح في الأجزاء المصنعة والبضائع.إنه يخبر عن مخالفات السطح ويجب أن يكون ضمن الحد المطلوب.

هل يؤثر السطح الخشن على جودة المنتج؟

نعم ، تتمتع الأسطح الخشنة بإمكانية عالية للتآكل والشقوق.كما أنه يؤثر على تزييت الأجزاء.

هل للخشونة أي تطبيق إيجابي؟

نعم ، يمكن أن تكون خشونة السطح مفيدة عند الحاجة إلى الطلاء لأنها تزيد من الالتصاق.أيضًا ، الأجزاء المراد تزاوجها لا تتعلق بالخشونة.

ما هو المقصود ب R_a?

يُعرف Ra باسم خشونة السطح المتوسطة ، وهي الوسيلة الحسابية لجميع ارتفاعات القمم من الخط المرجعي.

ما هي الطرق القياسية لقياس خشونة السطح؟

بالمقارنة مع مخطط الخشونة القياسي ، فإن القياس بالمسبار والقياس البصري هي الطرق القياسية الثلاثة لقياس خشونة السطح.