Rugosidade da superfície na fabricação: medição, fatores que afetam e minimização

Rugosidade da superfície na fabricação: medição, fatores que afetam e minimização

Última atualização:09/01, tempo de leitura: 5 minutos

Acabamento de uma superfície áspera

Vamos entender a rugosidade da superfície com o termo acabamento superficial.O processo de alisamento da superfície de peças e produtos manufaturados é conhecido como acabamento superficial, que é examinado por meio da rugosidade da superfície.O parâmetro mais popular para a quantificação matemática da Rugosidade é R_a.Exibe o desvio médio aritmético na superfície.Um R menor_aimplica uma textura mais suave.

A rugosidade da superfície é a irregularidade na textura da superfície formada pela série de estruturas de crista e depressão.Essas cristas e depressões podem ser microscópicas e visíveis, dependendo do nível de rugosidade.A qualidade da superfície das matérias-primas ou produtos acabados é crucial na indústria de manufatura.Não se trata apenas do apelo estético, mas também afeta a funcionalidade das peças e a qualidade geral.

Medição da Rugosidade da Superfície

Perfil de superfície áspera

A rugosidade da superfície é denotada por”R_a,“e sua unidade é mícrons (µ).Ra dá as diferenças médias entre a crista (altura) e a depressão (profundidade) em uma superfície ao longo do comprimento de medição.

A medição de superfície é vital para a produção de peças e produtos confiáveis ​​e consistentes na fabricação de precisão.Portanto, os parâmetros da superfície devem ser medidos e monitorados de acordo com a especificação exigida.Por exemplo, medir a rugosidade da superfície é a porta de entrada para obter o acabamento superficial necessário.

1.          Medição com a sonda.

Este é o método de contato para medir a rugosidade da superfície.Para fazer a medição, uma sonda ou caneta deve tocar a superfície.

Medição de rugosidade com a sonda

O skid se move primeiro para estabelecer a referência, e a sonda segue atrás para se mover sobre a superfície através de cristas e depressões enquanto envia sinais elétricos para desenvolver o perfil da superfície.Depois disso, a rugosidade da superfície pode ser obtida a partir do perfil criado.

2.          perfilometria óptica

Esta abordagem uses ondas de luz ou ondas sonoras.O dispositivo envia ondas ultrassônicas para a superfície e recebe reflexões.A posição da onda refletida é usada para criar um perfil de superfície 3D e calcular a Rugosidade.

Perfil 3D de rugosidade a partir de perfilometria óptica

3.          Comparação

Neste método, o fabricantecompara a superfície do produto com o produto com peças padrão previamente medidase seleciona o mais próximo usando seu sentido.Embora não seja um método muito preciso, pode ser usado onde não é necessária maior precisão, e mais pintura será aplicada na superfície.

Rugosidade vs.Manufatura

Um dos principais indicadores de desempenho para peças fabricadas é a Rugosidade.Os níveis significativos de rugosidade da superfície levam a rachaduras durante o uso e desenvolvem a possibilidade de corrosão extrema quando expostos ao meio ambiente.Além disso, a Rugosidade pode reduzir a eficiência e, por fim, prejudicar um sistema mecânico onde é necessário baixo atrito, porque uma superfície irregular aumenta o atrito entre as peças.

Dependendo da aplicação, cada componente mecânico tem um limite superior diferente para a rugosidade da superfície.Por exemplo, os elementos onde o atrito é uma preocupação têm uma baixa tolerância para Rugosidade porque as operações se tornam difíceis e o componente racha quando a Rugosidade é muito alta.

As roscas e as superfícies de contato podem ter uma boa quantidade de Rugosidade porque isso não interfere no contato e facilita o encaixe adequado entre os componentes.Além disso, a superfície onde a pintura é necessária considera um certo grau de rugosidade, o que desenvolve a adesividade e facilita o processo.

Rugosidade da superfície em algumas operações de fabricação comuns

Valores de rugosidade da superfície em várias operações

Símbolos para Rugosidade da Superfície

Vamos primeiro discutir as abreviações usadas em símbolos antes de passar para os próprios símbolos.Se você observar os símbolos de acabamento de superfície nos desenhos de fabricação, verá uma variedade de abreviações.

lista de abreviações

Símbolos de rugosidade da superfície

Significado das variáveis ​​usadas em símbolos

Ao analisar os símbolos de rugosidade da superfície em um desenho de fabricação, os projetistas e operadores podem comunicar o estado do acabamento da superfície em qualquer componente usinado.

Por exemplo, um operador CNC pode determinar a partir do desenho do projetista quanto material deve ser removido da superfície durante o acabamento.

Que fatores afetam o grau de rugosidade da superfície?

Os três fatores a seguir afetam a rugosidade da superfície;Operação de corte, retificação e parâmetros de controle (velocidade de corte e taxa de avanço).

1.          Operação de corte

Depois que a operação de corte é concluída com usinagem CNC, a ferramenta de corte deixa resíduos na superfície de corte por causa da pressão durante a liberação da ferramenta da peça de trabalho.

Esse resíduo (chamado de rebarba) também afeta a necessária estabilidade dimensional dos componentes.Os seguintes fatores determinarão o tamanho e a quantidade de resíduos na superfície deixados pela ferramenta de corte.

• O desvio no ângulo de corte
• Deflexão do raio da ponta da ferramenta
• taxa de alimentação
• deformação durante o corte

2.          Esmerilhamento

O processo de moagem na fabricação usa meios de moagem rígidos e abrasivos, e a temperatura pode atingir até 1500 ° C durante o processo.A borda das partículas abrasivas irá gerar fluxo de calor plástico devido à alta temperatura de trabalho, deixando uma leve rugosidade na superfície.

3.          Velocidade de corte e taxa de avanço

A maior velocidade de corte aumenta a formação dos cavacos, e o tamanho dos cavacos também será maior.Assim, a ferramenta deixará mais rebarbas na superfície, pois a alta velocidade de corte aumentará o atrito entre a ferramenta e a superfície de corte, aumentando o valor de Ra.Além disso, uma taxa de alimentação mais alta aumentará a altura dos resíduos na superfície.

Como posso minimizar a rugosidade da superfície?

·        Defina a taxa de avanço adequada porque uma taxa de avanço alta causa a formação de mais resíduos na superfície de corte.Para reduzir a rugosidade, use fluido de corte eficiente e ferramentas de corte precisas.

·        Ângulos de deflexão altos produzem rebarbas e marcas de usinagem na superfície, portanto, minimize-os.

·        Como o desgaste da ferramenta aumenta a rugosidade da superfície, faça o polimento antes de retificar.

·        O atrito é aumentado pela vibração nas ferramentas de usinagem, o que faz com que a superfície fique mais rugosa.Portanto, antes de prosseguir com as operações de usinagem, reduza a vibração e adicione fluido de corte.

·        Escolha o material da ferramenta de usinagem com base nas características da matéria-prima.Por exemplo, se você estiver usinando materiais duros, use ferramentas de metal duro contendo minas.A ferramenta também deve ser uniformemente fina.

Conclusão

A superfície deve estar sempre dentro de certos limites de rugosidade durante o processo de fabricação de acordo com a especificação do componente mecânico.R_a sugere que devemos aceitar ou rejeitar o projeto quanto ao acabamento da superfície.Um perfilômetro calcula a rugosidade aritmética da superfície determinando a altura média das irregularidades que compõem o componente de rugosidade a partir de uma linha de referência.

Para o tratamento da rugosidade da superfície, é necessário processamento adicional, como rebarbação, retificação e polimento.Essas abordagens ajudam a obter o valor da rugosidade dentro do limite desejável.No entanto, esse pós-processamento aumenta o custo de fabricação, por isso é melhor considerar o fator rugosidade no projeto do produto e no processo de fabricação.ProleanHubGenericNametem designers e engenheiros especializados em controle de processo e acabamento de superfície.Sinta-se livre paraContate-nosse precisar de algum projeto que esteja dentro do limite de rugosidade desejado.

perguntas frequentes

O que é rugosidade superficial?

A rugosidade superficial é o parâmetro que dá uma idéia do acabamento superficial em peças e produtos manufaturados.Ele informa as irregularidades da superfície e deve estar dentro do limite desejado.

Uma superfície áspera afeta a qualidade do produto?

Sim, superfícies ásperas têm alto potencial de corrosão e rachaduras.Além disso, afeta a lubrificação das peças.

A Rugosidade tem alguma aplicação positiva?

Sim, a rugosidade da superfície pode ser útil quando a pintura precisa ser aplicada porque aumenta a adesividade.Além disso, as peças a serem combinadas não se preocupam com a Rugosidade.

O que significa R_a?

Ra é conhecido como rugosidade superficial média, a média aritmética de todas as alturas dos picos a partir da linha de referência.

Quais são os métodos padrão para medir a rugosidade da superfície?

A comparação com um gráfico de rugosidade padrão, a medição com a sonda e a perfilometria óptica são os três métodos padrão para medir a rugosidade da superfície.