Rugosidad de la superficie en la fabricación: medición, factores que afectan y minimización
Última actualización: 01/09, tiempo de lectura: 5 minutos
Acabado de una superficie rugosa
Entendamos la rugosidad de la superficie con el término de acabado superficial.El proceso de alisado de la superficie de las piezas y productos fabricados se conoce como acabado superficial, que se examina utilizando la rugosidad de la superficie.El parámetro más popular para la cuantificación matemática de la Rugosidad es Ra.Muestra la desviación media aritmética en la superficie.Una R más pequeñaaimplica una textura más suave.
La rugosidad de la superficie es la irregularidad en la textura de la superficie formada por la serie de estructuras de cresta y depresión.Estas crestas y valles pueden ser microscópicos y visibles, según el nivel de rugosidad.La calidad de la superficie de las materias primas o productos terminados es crucial en la industria manufacturera.No se trata solo del atractivo estético, sino que también afecta la funcionalidad y la calidad general de las piezas.
Medición de la rugosidad de la superficie
Perfil de superficie rugosa
La rugosidad de la superficie se denota por”Ra,“y su unidad es micras (µ).Ra da las diferencias promedio entre la cresta (altura) y el valle (profundidad) en una superficie sobre la longitud de medición.
La medición de superficies es vital para producir piezas y productos confiables y consistentes en la fabricación de precisión.Por lo tanto, los parámetros de la superficie deben medirse y controlarse según las especificaciones requeridas.Por ejemplo, medir la rugosidad de la superficie es la puerta de entrada para lograr el acabado superficial requerido.
1. Medición con la sonda.
Este es el método de contacto para medir la rugosidad de la superficie.Para realizar la medición, una sonda o un lápiz debe tocar la superficie.
Medida de Rugosidad con la sonda
El patín se mueve primero para establecer la referencia, y la sonda lo sigue para moverse sobre la superficie a través de crestas y valles mientras envía señales eléctricas para desarrollar el perfil de la superficie.Después de eso, la rugosidad de la superficie se puede obtener del perfil creado.
2. Perfilometría óptica
Este enfoque uses ondas de luz u ondas de sonido.El dispositivo envía ondas ultrasónicas a la superficie y recibe reflejos.La posición de la onda reflejada se utiliza para crear un perfil de superficie 3D y calcular la Rugosidad.
Perfil de rugosidad 3D a partir de perfilometría óptica
3. Comparación
En este método, el fabricantecompara la superficie del producto con el producto con piezas estándar previamente medidasy selecciona el más cercano usando su sentido.Aunque no es un método muy preciso, se puede utilizar cuando no se necesita una mayor precisión y se aplicará más pintura sobre la superficie.
Rugosidad vs.Fabricación
Uno de los indicadores clave de rendimiento de las piezas fabricadas es la rugosidad.Los niveles significativos de rugosidad de la superficie provocan grietas durante el uso y desarrollan la posibilidad de corrosión extrema cuando se exponen al medio ambiente.Además, la aspereza puede reducir la eficiencia y, en última instancia, dañar un sistema mecánico donde se requiere baja fricción porque una superficie irregular aumenta la fricción entre las piezas.
Dependiendo de la aplicación, cada componente mecánico tiene un límite superior diferente para la rugosidad de la superficie.Por ejemplo, los elementos en los que la fricción es una preocupación tienen una baja tolerancia a la rugosidad porque las operaciones se vuelven difíciles y el componente se agrieta cuando la rugosidad es demasiado alta.
Las roscas y las superficies de acoplamiento pueden tener una buena cantidad de rugosidad porque esto no interfiere con el acoplamiento y facilita el ajuste adecuado entre los componentes.Asimismo, la superficie donde es necesaria la pintura considera cierto grado de Rugosidad, lo que desarrolla la adhesividad y facilita el proceso.
Rugosidad de la superficie en algunas operaciones de fabricación comunes
| Operación | Ra( Máximo) | Ra( mínimo) |
| Corte por llama | 25 | 12.5 |
| Molienda | 6.3 | 0.8 |
| brochado | 3.2 | 0.8 |
| Planificación, Modelado | 12.5 | 1.6 |
| Perforación | 6.3 | 1.6 |
| Molienda química | 6.3 | 1.6 |
| Electo.Mecanizado de descarga | 4.75 | 1.6 |
| Fundición de inversión | 3.2 | 1.6 |
| Moldeo en arena | 25 | 12.5 |
| Molienda | 1.6 | 0.1 |
| bruñido | 0.8 | 0.1 |
| electro-pulido | 0.8 | 0.1 |
| Pulido | 0.4 | 0.1 |
| Láser | 6.3 | 0.8 |
| Aburrido, Girando | 6.3 | 0.4 |
Valores de rugosidad superficial en varias operaciones
Símbolos de rugosidad superficial
Analicemos primero las abreviaturas utilizadas en los símbolos antes de pasar a los símbolos en sí.Si observa los símbolos de acabado de superficies en los planos de fabricación, verá una variedad de abreviaturas.
|
| Significado |
| Ra | Rugosidad superficial media, media aritmética de todas las alturas de los picos desde la línea de referencia.
|
| Rmáximo | Distancia vertical máxima entre la cresta y el valle |
| Rz | Altura máxima media de las 5 crestas más altas, |
| · Rt | Altura total del perfil de rugosidad |
lista de abreviaciones
Símbolos de rugosidad superficial
| a | Valor de rugosidad en micrómetros (µm) |
| b | Método de producción |
| c | Longitud de muestreo de rugosidad (mm o pulgadas) |
| d | la dirección de la disposición de la superficie |
| e | requisito mínimo de remoción de material (mm) |
| f | altura máxima media de los picos |
Significado de las variables utilizadas en los símbolos
Al analizar los símbolos de rugosidad de la superficie en un dibujo de fabricación, los diseñadores y operadores pueden comunicar el estado del acabado de la superficie en cualquier componente mecanizado.
Por ejemplo, un operador de CNC puede determinar a partir del dibujo de los diseñadores cuánto material se debe quitar de la superficie durante el acabado.
¿Qué factores afectan el grado de rugosidad de la superficie?
Los siguientes tres factores afectan la rugosidad de la superficie;Operación de corte, rectificado y parámetros de control (velocidad de corte y avance).
1. Operación de corte
Una vez finalizada la operación de corte con Mecanizado CNC, la herramienta de corte deja residuos en la superficie de corte debido a la presión durante la liberación de la herramienta de la pieza de trabajo.
Este residuo (llamado rebaba) también afecta la necesaria estabilidad dimensional de los componentes.Los siguientes factores determinarán el tamaño y la cantidad de residuos en la superficie dejados por la herramienta de corte.
- La desviación en el ángulo de corte.
- Desviación del radio de la información sobre herramientas
- Tasa de alimentación
- deformación durante el corte
2. Molienda
El proceso de molienda en la fabricación utiliza medios de molienda rígidos y abrasivos, y la temperatura puede alcanzar los 1500 °C durante el proceso.El borde de las partículas abrasivas generará un flujo de calor plástico debido a la alta temperatura de trabajo, dejando una ligera rugosidad en la superficie.
3. Velocidad de corte y avance
La mayor velocidad de corte aumenta la formación de virutas y el tamaño de las virutas también será más grande.Por lo tanto, la herramienta dejará más rebabas en la superficie porque la alta velocidad de corte aumentará la fricción entre la herramienta y la superficie de corte, aumentando el valor de Ra.Además, una mayor velocidad de alimentación aumentará la altura de los residuos en la superficie.
¿Cómo puedo minimizar la rugosidad de la superficie?
· Establezca la velocidad de avance adecuada porque una velocidad de avance alta hace que se formen más residuos en la superficie de corte.Para reducir la aspereza, use fluido de corte eficiente y herramientas de corte precisas.
· Los ángulos de desviación elevados producen rebabas y marcas de mecanizado en la superficie, así que minimícelas.
· Debido a que el desgaste de la herramienta aumenta la aspereza de la superficie, pula el esmerilado antes de esmerilar.
· La fricción aumenta por la vibración en las herramientas de mecanizado, lo que hace que la superficie se vuelva más áspera.Por lo tanto, antes de proceder con las operaciones de mecanizado, reduzca la vibración y agregue fluido de corte.
· Elija el material de la herramienta de mecanizado en función de las características de la materia prima.Por ejemplo, si está mecanizando materiales duros, utilice herramientas de carburo que contengan minas.La herramienta también debe ser uniformemente fina.
Conclusión
La superficie siempre debe estar dentro de ciertos límites de rugosidad durante el proceso de fabricación de acuerdo con la especificación del componente mecánico.Ra sugiere que debemos aceptar o rechazar el proyecto en cuanto al acabado superficial.Un perfilómetro calcula la rugosidad aritmética de la superficie determinando la altura promedio de las irregularidades que componen el componente de rugosidad a partir de una línea de referencia.
Para el tratamiento de la rugosidad de la superficie, se requiere un procesamiento adicional, como desbarbado, esmerilado y pulido.Estos enfoques ayudan a obtener el valor de rugosidad dentro del límite deseable.Sin embargo, este procesamiento posterior aumenta el costo de fabricación, por lo que es mejor considerar el factor de rugosidad en el proceso de diseño y fabricación del producto.ProleanHubcuenta con diseñadores e ingenieros que se especializan en control de procesos y acabado de superficies.No dude enContáctenossi necesita algún proyecto que se encuentre dentro del límite de rugosidad deseado.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la rugosidad superficial?
La rugosidad superficial es el parámetro que da una idea del acabado superficial en piezas y productos fabricados.Indica las irregularidades de la superficie y debe estar dentro del límite deseado.
¿Una superficie rugosa afecta la calidad del producto?
Sí, las superficies rugosas tienen un alto potencial de corrosión y grietas.Además, afecta la lubricación de las piezas.
¿Rugosidad tiene alguna aplicación positiva?
Sí, la rugosidad de la superficie puede ser útil cuando se necesita aplicar la pintura porque aumenta la adhesividad.Además, las partes a unir no tienen que ver con la aspereza.
¿Qué se entiende por R?a?
Ra se conoce como rugosidad superficial promedio, la media aritmética de todas las alturas de los picos desde la línea de referencia.
¿Cuáles son los métodos estándar para medir la rugosidad de la superficie?
La comparación con un gráfico de rugosidad estándar, la medición con la sonda y la perfilometría óptica son los tres métodos estándar para medir la rugosidad de la superficie.
Hora de publicación: 05-jul-2022