Rugosidade superficial na fabricación: medición, factores que afectan e minimización

Rugosidade superficial na fabricación: medición, factores que afectan e minimización

Última actualización: 09/01, tempo de lectura: 5 min

Acabado dunha superficie rugosa

Entendemos a rugosidade da superficie co termo de acabado superficial.O proceso de suavizar a superficie das pezas e produtos fabricados coñécese como acabado superficial, que se examina mediante a rugosidade superficial.O parámetro máis popular para a cuantificación matemática da rugosidade é R_a.Mostra a desviación da media aritmética na superficie.Unha R máis pequena_aimplica unha textura máis suave.

A rugosidade superficial é a irregularidade na textura superficial formada pola serie de estruturas de crista e canal.Estas cristas e cunetas poden ser microscópicas e visibles, dependendo do nivel de rugosidade.A calidade superficial das materias primas ou produtos acabados é fundamental na industria manufacturera.Non se trata só do atractivo estético, senón que tamén afecta a funcionalidade e a calidade xeral das pezas.

Medición da rugosidade superficial

Perfil de superficie rugosa

A rugosidade da superficie denotase por”R_a,"e a súa unidade son as micras (µ).Ra dá as diferenzas medias entre a crista (altura) e a cuneta (profundidade) nunha superficie ao longo da lonxitude de medida.

A medición da superficie é vital para producir pezas e produtos fiables e consistentes na fabricación de precisión.Polo tanto, os parámetros da superficie deben medirse e controlarse segundo a especificación requirida.Por exemplo, a medición da rugosidade da superficie é a porta de entrada para acadar o acabado superficial necesario.

1.          Medición coa sonda.

Este é o método de contacto para medir a rugosidade da superficie.Para tomar a medición, unha sonda ou estilete debe tocar a superficie.

Medición da rugosidade coa sonda

O patín móvese primeiro para establecer a referencia, e a sonda segue detrás para moverse sobre a superficie a través de cristas e cunetas mentres envía sinais eléctricos para desenvolver o perfil da superficie.Despois diso, a rugosidade da superficie pódese obter a partir do perfil creado.

2.          Perfilometría óptica

Este enfoque uses ondas luminosas ou ondas sonoras.O dispositivo envía ondas ultrasónicas á superficie e recibe reflexións.A posición da onda reflectida úsase para crear un perfil de superficie 3D e calcular a rugosidade.

Perfil 3D de rugosidade a partir da perfilometría óptica

3.          Comparación

Neste método, o fabricantecompara a superficie do produto co produto con pezas estándar medidas previamentee selecciona o máis próximo utilizando o seu sentido.Aínda que non é un método moi preciso, pódese usar onde non se precisa unha maior precisión, e aplicarase pintura adicional na superficie.

Rugosidade vs.Fabricación

Un dos principais indicadores de rendemento das pezas fabricadas é a rugosidade.Os niveis significativos de rugosidade superficial conducen a fisuras durante o uso e desenvolven a posibilidade de corrosión extrema cando se expón ao medio ambiente.Ademais, a rugosidade pode reducir a eficiencia e, en última instancia, prexudicar un sistema mecánico onde se require unha baixa fricción porque unha superficie irregular aumenta a fricción entre as pezas.

Dependendo da aplicación, cada compoñente mecánico ten un límite superior diferente para a rugosidade superficial.Por exemplo, os elementos nos que a fricción é un problema teñen unha baixa tolerancia á rugosidade porque as operacións se fan difíciles e o compoñente racha cando a rugosidade é demasiado alta.

Os fíos e as superficies de acoplamento poden ter unha boa cantidade de rugosidade porque isto non interfire co acoplamento e facilita o axuste adecuado entre os compoñentes.Así mesmo, a superficie onde é necesaria a pintura considera un certo grao de rugosidade, que desenvolve a adherencia e facilita o proceso.

Rugosidade superficial nalgunhas operacións de fabricación comúns

Valores de rugosidade superficial en varias operacións

Símbolos de rugosidade superficial

Imos primeiro discutir as abreviaturas utilizadas nos símbolos antes de pasar aos propios símbolos.Se observas os símbolos de acabado de superficie nos debuxos de fabricación, verás unha variedade de abreviaturas.

Lista de abreviaturas

Símbolos de rugosidade superficial

Significado das variables empregadas nos símbolos

Ao analizar os símbolos de rugosidade superficial nun debuxo de fabricación, os deseñadores e operadores poden comunicar o estado do acabado superficial en calquera compoñente mecanizado.

Por exemplo, un operador CNC pode determinar a partir do debuxo dos deseñadores canto material debe eliminarse da superficie durante o acabado.

Que factores inflúen no grao de rugosidade da superficie?

Os seguintes tres factores afectan á rugosidade da superficie;Operación de corte, moenda e parámetros de control (velocidade de corte e velocidade de avance).

1.          Operación de corte

Despois de completar a operación de corte con Mecanizado CNC, a ferramenta de corte deixa residuos na superficie de corte debido á presión durante a liberación da ferramenta da peza.

Este residuo (chamado rebaba) tamén afecta á necesaria estabilidade dimensional dos compoñentes.Os seguintes factores determinarán o tamaño e a cantidade de residuos na superficie que deixa a ferramenta de corte.

• A desviación do ángulo de corte
• Deflexión do raio da información sobre ferramentas
• Taxa de alimentación
• deformación durante o corte

2.          Moenda

O proceso de moenda na fabricación usa medios abrasivos e ríxidos, e a temperatura pode alcanzar os 1500 ° C durante o proceso.O bordo das partículas abrasivas xerará un fluxo de calor plástico debido á alta temperatura de traballo, deixando unha lixeira rugosidade na superficie.

3.          Velocidade de corte e velocidade de avance

A maior velocidade de corte aumenta a formación de fichas e o tamaño das fichas tamén será máis extenso.Polo tanto, a ferramenta deixará máis rebabas na superficie porque a alta velocidade de corte aumentará a fricción entre a ferramenta e a superficie de corte, aumentando o valor Ra.Ademais, unha maior taxa de alimentación aumentará a altura dos residuos na superficie.

Como podo minimizar a rugosidade da superficie?

·        Establece a taxa de avance adecuada porque unha velocidade de avance alta fai que se formen máis residuos na superficie de corte.Para reducir a rugosidade, use un fluído de corte eficiente e ferramentas de corte precisas.

·        Os altos ángulos de deflexión producen rebabas de mecanizado e marcas na superficie, polo que minimizalas.

·        Dado que o desgaste da ferramenta aumenta a rugosidade da superficie, pule a moenda antes de moer.

·        A fricción aumenta pola vibración nas ferramentas de mecanizado, o que fai que a superficie se faga máis rugosa.Polo tanto, antes de proceder ás operacións de mecanizado, reducir as vibracións e engadir fluído de corte.

·        Elixir o material da ferramenta de mecanizado en función das características da materia prima.Por exemplo, se está a mecanizar materiais duros, use ferramentas de carburo que conteñan chumbos.A ferramenta tamén debe estar uniformemente ben.

Conclusión

A superficie debe estar sempre dentro duns límites de rugosidade durante o proceso de fabricación segundo a especificación do compoñente mecánico.R_a suxire que debemos aceptar ou rexeitar o proxecto en canto ao acabado superficial.Un perfilómetro calcula a rugosidade da superficie aritmética determinando a altura media das irregularidades que forman a compoñente de rugosidade a partir dunha liña de referencia.

Para o tratamento da rugosidade superficial, é necesario un procesamento adicional, como desbarbado, esmerilado e pulido.Estes enfoques axudan a conseguir o valor de rugosidade dentro do límite desexable.Non obstante, este post-procesamento engádese ao custo de fabricación, polo que é mellor considerar o factor de rugosidade no proceso de deseño e fabricación do produto.ProleanHubconta con deseñadores e enxeñeiros especializados en control de procesos e acabado de superficies.Non dubides enContacta connoscose precisa algún proxecto que entre dentro do límite de rugosidade desexado.

Preguntas frecuentes

Que é a rugosidade superficial?

A rugosidade superficial é o parámetro que dá unha idea do acabado superficial en pezas e bens fabricados.Indica as irregularidades da superficie e debe estar dentro do límite desexado.

A superficie rugosa afecta a calidade do produto?

Si, as superficies rugosas teñen un alto potencial de corrosión e fendas.Ademais, afecta á lubricación das pezas.

A rugosidade ten algunha aplicación positiva?

Si, a rugosidade da superficie pode ser útil cando hai que aplicar a pintura porque aumenta a adherencia.Ademais, as partes a acoplar non teñen que ver coa rugosidade.

Que quere dicir R_a?

Ra coñécese como rugosidade media da superficie, a media aritmética de todas as alturas dos picos a partir da liña de referencia.

Cales son os métodos estándar para medir a rugosidade superficial?

A comparación cun gráfico de rugosidade estándar, a medición coa sonda e a perfilometría óptica son os tres métodos estándar para medir a rugosidade superficial.