Oberflächenrauheit in der Fertigung: Messung, Einflussfaktoren und Minimierung

Oberflächenrauheit in der Fertigung: Messung, Einflussfaktoren und Minimierung

Letzte Aktualisierung: 01.09., Zeit zum Lesen: 5 Minuten

Schlichten einer rauen Oberfläche

Lassen Sie uns die Oberflächenrauheit mit dem Begriff der Oberflächenveredelung verstehen.Das Glätten der Oberfläche von hergestellten Teilen und Produkten wird als Oberflächenveredelung bezeichnet, die anhand der Oberflächenrauheit untersucht wird.Der beliebteste Parameter zur mathematischen Quantifizierung der Rauheit ist R_a.Es zeigt die arithmetische mittlere Abweichung auf der Oberfläche an.Ein kleineres R_aimpliziert eine glattere Textur.

Oberflächenrauhigkeit ist die Unregelmäßigkeit in der Oberflächentextur, die durch die Reihe von Spitzen- und Muldenstrukturen gebildet wird.Diese Erhebungen und Täler können je nach Rauigkeitsgrad mikroskopisch klein und sichtbar sein.In der Fertigungsindustrie ist die Oberflächenqualität der Rohstoffe oder Fertigprodukte entscheidend.Dabei geht es nicht nur um die Ästhetik, sondern auch um die Funktionalität und Gesamtqualität der Teile.

Messung der Oberflächenrauheit

Raues Oberflächenprofil

Die Oberflächenrauhigkeit wird mit bezeichnet"R_a,„und seine Einheit ist Mikrometer (µ).Ra gibt die durchschnittlichen Unterschiede zwischen Berg (Höhe) und Tal (Tiefe) auf einer Fläche über die Messlänge an.

Die Oberflächenmessung ist für die Herstellung zuverlässiger und konsistenter Teile und Produkte in der Präzisionsfertigung von entscheidender Bedeutung.Daher sollten die Oberflächenparameter gemäß der erforderlichen Spezifikation gemessen und überwacht werden.Beispielsweise ist die Messung der Oberflächenrauheit das Tor zum Erreichen der erforderlichen Oberflächenveredelung.

1.          Messung mit der Sonde.

Dies ist die Kontaktmethode zur Messung der Oberflächenrauheit.Um die Messung durchzuführen, muss eine Sonde oder ein Stift die Oberfläche berühren.

Messung der Rauheit mit der Sonde

Die Kufe bewegt sich zuerst, um die Referenz herzustellen, und die Sonde folgt ihr, um sich durch Kämme und Täler über die Oberfläche zu bewegen, während sie elektrische Signale sendet, um das Oberflächenprofil zu entwickeln.Danach kann die Oberflächenrauheit aus dem erstellten Profil erhalten werden.

2.          Optische Profilometrie

Dieser Ansatz uses Lichtwellen oder Schallwellen.Das Gerät sendet Ultraschallwellen an die Oberfläche und empfängt Reflexionen.Die Position der reflektierten Welle wird verwendet, um ein 3D-Oberflächenprofil zu erstellen und die Rauheit zu berechnen.

Rauheit 3D-Profil aus optischer Profilometrie

3.          Vergleich

Bei dieser Methode ist der Herstellervergleicht die Produktoberfläche mit dem Produkt mit zuvor vermessenen Normteilenund wählt den nächsten mit ihrem Sinn aus.Obwohl es sich nicht um eine sehr präzise Methode handelt, kann sie dort eingesetzt werden, wo keine höhere Genauigkeit erforderlich ist, und die Oberfläche weiter gestrichen wird.

Rauheit Vs.Herstellung

Einer der wichtigsten Leistungsindikatoren für gefertigte Teile ist die Rauheit.Die erhebliche Oberflächenrauhigkeit führt während des Gebrauchs zu Rissen und entwickelt die Möglichkeit extremer Korrosion, wenn es der Umgebung ausgesetzt wird.Darüber hinaus kann Rauheit die Effizienz verringern und letztendlich ein mechanisches System schädigen, bei dem eine geringe Reibung erforderlich ist, da eine unregelmäßige Oberfläche die Reibung zwischen den Teilen erhöht.

Je nach Anwendung hat jedes mechanische Bauteil eine andere Obergrenze für die Oberflächenrauheit.Beispielsweise haben Elemente, bei denen Reibung ein Problem darstellt, eine geringe Rauheitstoleranz, da der Betrieb schwierig wird und die Komponente bricht, wenn die Rauheit zu hoch ist.

Gewinde und Passflächen können ziemlich rau sein, da dies die Passung nicht stört und die richtige Passung zwischen den Komponenten erleichtert.Auch die Oberfläche, auf der die Lackierung erforderlich ist, weist ein gewisses Maß an Rauheit auf, was die Haftfähigkeit entwickelt und den Prozess erleichtert.

Oberflächenrauheit bei einigen gängigen Herstellungsverfahren

Oberflächenrauheitswerte in verschiedenen Operationen

Symbole für Oberflächenrauheit

Lassen Sie uns zuerst die in Symbolen verwendeten Abkürzungen besprechen, bevor wir zu den Symbolen selbst übergehen.Wenn Sie sich die Oberflächenveredelungssymbole auf den Fertigungszeichnungen ansehen, werden Sie eine Vielzahl von Abkürzungen sehen.

Abkürzungsverzeichnis

Symbole für die Oberflächenrauheit

Bedeutung der in Symbolen verwendeten Variablen

Durch die Analyse der Oberflächenrauheitssymbole in einer Fertigungszeichnung können die Konstrukteure und Bediener den Zustand der Oberflächenveredelung in jeder bearbeiteten Komponente kommunizieren.

Beispielsweise kann ein CNC-Bediener anhand der Konstrukteurszeichnung bestimmen, wie viel Material beim Schlichten von der Oberfläche entfernt werden muss.

Welche Faktoren beeinflussen den Grad der Oberflächenrauheit?

Die folgenden drei Faktoren beeinflussen die Oberflächenrauheit;Schneidvorgang, Schleifen und Steuerungsparameter (Schnittgeschwindigkeit & Vorschub).

1.          Schneidvorgang

Nachdem der Schneidvorgang mit abgeschlossen ist CNC-Bearbeitunghinterlässt das Schneidwerkzeug aufgrund des Drucks beim Lösen des Werkzeugs vom Werkstück Rückstände auf der Schneidfläche.

Dieser Rückstand (Grat genannt) beeinträchtigt auch die notwendige Maßhaltigkeit der Bauteile.Die folgenden Faktoren bestimmen die Größe und Menge der Rückstände auf der Oberfläche, die das Schneidwerkzeug hinterlässt.

• Die Abweichung im Schnittwinkel
• Tooltip-Radiusablenkung
• Fütterungsrate
• Verformung beim Schneiden

2.          Schleifen

Der Schleifprozess in der Herstellung verwendet starre, abrasive Schleifmittel, und die Temperatur kann während des Prozesses bis zu 1500 ° C erreichen.Die Kante der Schleifpartikel erzeugt aufgrund der hohen Arbeitstemperatur einen plastischen Wärmefluss und hinterlässt eine leichte Rauheit auf der Oberfläche.

3.          Schnittgeschwindigkeit & Vorschub

Die höhere Schnittgeschwindigkeit erhöht die Spanbildung und auch die Größe der Späne wird umfangreicher.Daher hinterlässt das Werkzeug mehr Grate auf der Oberfläche, da die hohe Schnittgeschwindigkeit die Reibung zwischen dem Werkzeug und der Schnittfläche erhöht und den Ra-Wert erhöht.Außerdem erhöht eine höhere Zufuhrrate die Höhe der Rückstände auf der Oberfläche.

Wie kann ich die Oberflächenrauhigkeit minimieren?

·        Stellen Sie den richtigen Vorschub ein, da sich bei einem hohen Vorschub mehr Rückstände auf der Schnittfläche bilden.Um die Rauheit zu reduzieren, verwenden Sie effiziente Schneidflüssigkeit und präzise Schneidwerkzeuge.

·        Hohe Ablenkwinkel erzeugen Bearbeitungsgrate und Markierungen auf der Oberfläche, also minimieren Sie diese.

·        Da der Werkzeugverschleiß die Oberflächenrauheit erhöht, polieren Sie den Schliff vor dem Schleifen.

·        Durch Vibrationen in den Bearbeitungswerkzeugen wird die Reibung erhöht, wodurch die Oberfläche rauer wird.Bevor Sie mit den Bearbeitungsvorgängen fortfahren, reduzieren Sie daher die Vibrationen und fügen Sie Schneidflüssigkeit hinzu.

·        Wählen Sie das Material des Bearbeitungswerkzeugs basierend auf den Eigenschaften des Rohmaterials.Wenn Sie beispielsweise harte Materialien bearbeiten, verwenden Sie bleihaltige Hartmetallwerkzeuge.Auch muss das Werkzeug gleichmäßig fein sein.

Abschluss

Die Oberfläche sollte während des Herstellungsprozesses gemäß der Spezifikation des mechanischen Bauteils immer innerhalb bestimmter Rauheitsgrenzen liegen.R_a schlägt vor, das Projekt bezüglich der Oberflächenveredelung anzunehmen oder abzulehnen.Ein Profilometer berechnet die arithmetische Oberflächenrauhigkeit, indem es die durchschnittliche Höhe der Unregelmäßigkeiten, die die Rauhigkeitskomponente ausmachen, von einer Bezugslinie bestimmt.

Für die Behandlung der Oberflächenrauhigkeit ist eine weitere Bearbeitung wie Entgraten, Schleifen und Polieren erforderlich.Diese Ansätze helfen dabei, den Rauheitswert innerhalb der gewünschten Grenze zu halten.Diese Nachbearbeitung erhöht jedoch die Herstellungskosten, daher ist es besser, den Rauheitsfaktor bei der Produktentwicklung und im Herstellungsprozess zu berücksichtigen.ProleanHubverfügt über Designer und Ingenieure, die sich auf Prozesssteuerung und Oberflächenveredelung spezialisiert haben.Fühlen sich freikontaktiere unswenn Sie ein Projekt benötigen, das innerhalb der gewünschten Rauheitsgrenze liegt.

Häufig gestellte Fragen

Was ist Oberflächenrauheit?

Die Oberflächenrauheit ist der Parameter, der eine Vorstellung von der Oberflächenveredelung von hergestellten Teilen und Waren gibt.Sie zeigt die Unregelmäßigkeiten der Oberfläche an und sollte innerhalb der gewünschten Grenze liegen.

Beeinträchtigt eine raue Oberfläche die Qualität des Produkts?

Ja, raue Oberflächen haben ein hohes Korrosions- und Risspotential.Außerdem wirkt es sich auf die Schmierung der Teile aus.

Hat Rauheit eine positive Anwendung?

Ja, Oberflächenrauheit kann hilfreich sein, wenn die Farbe aufgetragen werden muss, da sie die Haftfähigkeit erhöht.Auch die zu verbindenden Teile haben keine Rauheit.

Was versteht man unter R_a?

Ra ist als durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit bekannt, das arithmetische Mittel aller Höhen der Spitzen von der Bezugslinie.

Was sind die Standardmethoden zur Messung der Oberflächenrauheit?

Vergleich mit einem Standard-Rauheitsdiagramm, Messung mit der Sonde und optische Profilometrie sind die drei Standardmethoden zur Messung der Oberflächenrauheit.