Шорсткість поверхні у виробництві: вимірювання, фактори впливу та мінімізація
Останнє оновлення: 09/01, час на читання: 5 хв
Оздоблення чорнової поверхні
Давайте розберемо шорсткість поверхні з терміном обробки поверхні.Процес вирівнювання поверхні виготовлених деталей і виробів відомий як обробка поверхні, яка перевіряється за допомогою шорсткості поверхні.Найпопулярнішим параметром для математичної кількісної оцінки шорсткості є Ra.Він відображає середнє арифметичне відхилення на поверхні.Менший Рaмає на увазі більш гладку текстуру.
Шорсткість поверхні - це нерівність у текстурі поверхні, утворена серією гребневих і западинних структур.Ці гребені та западини можуть бути мікроскопічними та видимими залежно від рівня шорсткості.Якість поверхні сировини або готової продукції має вирішальне значення в обробній промисловості.Справа не тільки в естетичній привабливості, але й у функціональності деталей і загальній якості.
Вимірювання шорсткості поверхні
Шорсткий профіль поверхні
Шорсткість поверхні позначається”Рa,«і його одиниця мікрон (µ).Ra дає середню різницю між гребнем (висотою) і западиною (глибиною) на поверхні по довжині вимірювання.
Вимірювання поверхні життєво важливе для виробництва надійних і узгоджених деталей і виробів у точному виробництві.Таким чином, параметри поверхні слід вимірювати та контролювати відповідно до необхідних специфікацій.Наприклад, вимірювання шорсткості поверхні є шлюзом для досягнення необхідної обробки поверхні.
1. Вимірювання щупом.
Це контактний метод вимірювання шорсткості поверхні.Щоб провести вимірювання, щуп або стилус повинні торкнутися поверхні.
Вимірювання шорсткості щупом
Полоз рухається першим, щоб встановити еталон, а зонд слідує за ним, щоб рухатися по поверхні через гребені та западини, надсилаючи електричні сигнали для формування профілю поверхні.Після цього за створеним профілем можна отримати шорсткість поверхні.
2. Оптична профілометрія
Цей підхід usце світлові чи звукові хвилі.Пристрій посилає ультразвукові хвилі на поверхню та приймає відображення.Положення відбитої хвилі використовується для створення 3D профілю поверхні та обчислення шорсткості.
3D профіль шорсткості з оптичної профілометрії
3. Порівняння
У цьому способі виробникпорівнює поверхню виробу з виробом із попередньо виміряними стандартними частинамиі вибирає найближчий, використовуючи свої відчуття.Незважаючи на те, що це не дуже точний метод, його можна використовувати там, де не потрібна більш висока точність, і на поверхню буде нанесено подальше фарбування.
Шорсткість Vs.Виробництво
Одним із ключових показників продуктивності виготовлених деталей є шорсткість.Значні рівні шорсткості поверхні призводять до тріщин під час використання та сприяють розвитку надзвичайної корозії під впливом зовнішнього середовища.Крім того, шорсткість може знизити ефективність і зрештою зашкодити механічній системі, де потрібне низьке тертя, оскільки нерівна поверхня збільшує тертя між частинами.
Залежно від застосування кожен механічний компонент має різну верхню межу шорсткості поверхні.Наприклад, елементи, де тертя викликає занепокоєння, мають низький допуск до шорсткості, оскільки операції стають складнішими, і компонент тріскається, коли шорсткість занадто висока.
Різьби та поверхні, що сполучаються, можуть мати достатню кількість шорсткості, тому що це не заважає сполученню та полегшує правильне підгонку між компонентами.Крім того, поверхня, на якій необхідно фарбувати, враховує певний ступінь шорсткості, що підвищує адгезію та полегшує процес.
Шорсткість поверхні в деяких звичайних виробничих операціях
| Операція | Ra(Максимум) | Ra( мінімум) |
| Газове різання | 25 | 12.5 |
| фрезерування | 6.3 | 0,8 |
| Протяжка | 3.2 | 0,8 |
| Планування, Формування | 12.5 | 1.6 |
| буріння | 6.3 | 1.6 |
| Хімічне подрібнення | 6.3 | 1.6 |
| Елект.Розрядна обробка | 4.75 | 1.6 |
| Лиття по моделлю | 3.2 | 1.6 |
| Лиття в пісок | 25 | 12.5 |
| Шліфування | 1.6 | 0,1 |
| Хонінгування | 0,8 | 0,1 |
| Електрополія | 0,8 | 0,1 |
| Полірування | 0,4 | 0,1 |
| Лазерна | 6.3 | 0,8 |
| Розточування, точіння | 6.3 | 0,4 |
Значення шорсткості поверхні при різних операціях
Символи шорсткості поверхні
Давайте спочатку обговоримо скорочення, які використовуються в символах, перш ніж перейти до самих символів.Якщо ви подивіться на символи обробки поверхні на виробничих кресленнях, ви побачите різноманітні скорочення.
|
| Значення |
| Ra | Середня шорсткість поверхні, середнє арифметичне всіх висот піків від базової лінії.
|
| Rмакс | Максимальна вертикальна відстань між гребнем і западиною |
| Rz | Середня максимальна висота 5 найвищих гребнів, |
| · Rt | Загальна висота профілю шорсткості |
Список скорочень
Символи шорсткості поверхні
| a | Значення шорсткості в мікрометрах (мкм) |
| b | Спосіб виробництва |
| c | Довжина шорсткості (мм або дюйм) |
| d | напрямок укладання поверхні |
| e | мінімальна вимога до видалення матеріалу (мм) |
| f | середня максимальна висота піків |
Значення змінних, що використовуються в символах
Аналізуючи символи шорсткості поверхні на виробничому кресленні, дизайнери та оператори можуть повідомляти про стан обробки поверхні будь-якого обробленого компонента.
Наприклад, оператор ЧПК може визначити з креслення дизайнера, скільки матеріалу потрібно видалити з поверхні під час обробки.
Які фактори впливають на ступінь шорсткості поверхні?
Наступні три фактори впливають на шорсткість поверхні;Операція різання, шліфування та параметри контролю (швидкість різання та швидкість подачі).
1. Операція різання
Після завершення операції різання с Обробка з ЧПУ, ріжучий інструмент залишає залишки на ріжучій поверхні через тиск під час звільнення інструменту від заготовки.
Цей залишок (так званий задирок) також впливає на необхідну стабільність розмірів компонентів.Наступні фактори визначатимуть розмір і кількість залишків на поверхні, залишених ріжучим інструментом.
- Відхилення в куті різання
- Радіус відхилення підказки
- Норма годівлі
- деформація під час різання
2. Шліфування
У процесі шліфування на виробництві використовуються жорсткі абразивні шліфувальні середовища, а температура під час процесу може досягати 1500 °C.Край абразивних частинок буде створювати пластичний тепловий потік завдяки високій робочій температурі, залишаючи невелику шорсткість на поверхні.
3. Швидкість різання та швидкість подачі
Вища швидкість різання збільшує утворення стружки, і розмір стружки також буде більшим.Таким чином, інструмент залишатиме більше задирок на поверхні, оскільки висока швидкість різання збільшить тертя між інструментом і ріжучою поверхнею, збільшуючи значення Ra.Також більша швидкість подачі збільшить висоту залишків на поверхні.
Як я можу мінімізувати шорсткість поверхні?
· Встановіть правильну швидкість подачі, оскільки висока швидкість подачі спричиняє утворення більшої кількості залишків на поверхні різання.Щоб зменшити шорсткість, використовуйте ефективну ріжучу рідину та точні ріжучі інструменти.
· Високі кути відхилення створюють задирки та сліди на поверхні, тому зведіть їх до мінімуму.
· Оскільки знос інструменту збільшує шорсткість поверхні, відполіруйте шліфування перед шліфуванням.
· Тертя збільшується вібрацією в обробних інструментах, що призводить до шорсткості поверхні.Тому перед тим, як приступити до обробки, зменште вібрацію та додайте рідину для різання.
· Виберіть матеріал обробного інструменту, виходячи з характеристик сировини.Наприклад, якщо ви обробляєте тверді матеріали, використовуйте твердосплавні інструменти, що містять свинці.Інструмент також повинен бути однорідним.
Висновок
Під час виробничого процесу поверхня завжди має бути в межах певних меж шорсткості відповідно до специфікації механічного компонента.Ra пропонує прийняти або відхилити проект щодо обробки поверхні.Профілометр розраховує арифметичну шорсткість поверхні, визначаючи середню висоту нерівностей, які складають компонент шорсткості, за базовою лінією.
Для обробки шорсткості поверхні потрібна додаткова обробка, така як видалення задирок, шліфування та полірування.Ці підходи допомагають отримати значення шорсткості в бажаних межах.Однак ця додаткова обробка збільшує вартість виробництва, тому краще враховувати фактор шорсткості в процесі проектування та виготовлення продукту.ProleanHubмає дизайнерів та інженерів, які спеціалізуються на контролі процесів і обробці поверхні.Не соромтесязв'яжіться з намиякщо вам потрібен будь-який проект, який відповідає бажаній межі грубості.
Поширені запитання
Що таке шорсткість поверхні?
Шорсткість поверхні - це параметр, який дає уявлення про чистоту поверхні виготовлених деталей і товарів.Він вказує на нерівності поверхні та повинен бути в межах бажаного.
Чи впливає шорстка поверхня на якість виробу?
Так, шорсткі поверхні мають високий потенціал корозії та тріщин.Крім того, це впливає на змащування деталей.
Чи має Roughness якесь позитивне застосування?
Так, шорсткість поверхні може бути корисною, коли потрібно нанести фарбу, оскільки вона підвищує адгезію.Крім того, частини, які потрібно спаровувати, не стосуються шорсткості.
Що мається на увазі під Рa?
Ra відомий як середня шорсткість поверхні, середнє арифметичне всіх висот піків від базової лінії.
Які існують стандартні методи вимірювання шорсткості поверхні?
Порівняння зі стандартною діаграмою шорсткості, вимірювання за допомогою зонда та оптична профілометрія є трьома стандартними методами вимірювання шорсткості поверхні.
Час публікації: 05 липня 2022 р