في عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآليتعتبر نعومة السطح المعالج مؤشرًا مهمًا للغاية. تشطيب السطح، الذي يُعرف بأنه ملمس أو نعومة السطح، لا يؤثر فقط على جماليات الجزء ولكنه يلعب أيضًا دورًا حيويًا في تحديد أداء تطبيقه. تعتمد عوامل مثل الاحتكاك ومقاومة التآكل وحتى القدرة على الاحتفاظ بمواد التشحيم على دقة معالجة السطح.
ما هو الانتهاء من السطح
يشير تشطيب السطح المُشكَّل آليًا إلى جودة الهندسة الدقيقة لسطح الجزء أثناء التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. يتم قياس هذه الجودة من خلال تقييم نعومة السطح وانتظام علامات المعالجة ودرجة خشونة السطح.
يعد تشطيب السطح أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على وظيفة الأجزاء. سوف يؤثر ذلك على الاحتكاك والتآكل وقوة التعب والختم وصلابة التلامس والاهتزاز والضوضاء للأجزاء.
عادةً ما يتم قياس تشطيب السطح المُجهز باستخدام المعلمات التالية:
Ra (متوسط الخشونة): هذه هي معلمة خشونة السطح الأكثر استخدامًا وتمثل الارتفاع المتوسط الحسابي للقيم المطلقة على طول طول عينات السطح.
Rz (متوسط ارتفاع عشر نقاط): ويمثل هذا متوسط القيمة من أعلى خمس قمم إلى أدنى خمسة أودية على مدى طول أخذ العينات.
Rmax (أقصى ارتفاع): هذا هو الارتفاع المطلق من أعلى قمة إلى أدنى مستوى خلال فترة أخذ العينات.
Rq (جذر متوسط خشونة المربع): هذا هو الجذر التربيعي لقيمة مربع توزيع ارتفاع السطح، والذي يعطي معلومات حول قمم وأودية السطح أكثر من Ra.
بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من معلمات تشطيب السطح الأخرى، مثل Rv، وRp، وRsk، وما إلى ذلك، والتي يمكن استخدامها لوصف الخصائص المختلفة للسطح. يمكن إجراء قياسات تشطيب السطح عن طريق طرق الاتصال (مثل الميكرومتر) أو طرق عدم الاتصال (مثل المسح بالليزر). أثناء عملية التصميم والتصنيع، يجب تحديد مستوى تشطيب السطح المناسب بناءً على التطبيق المحدد للجزء. بشكل عام، تعني مستويات تشطيب السطح الأعلى خشونة أقل ولكنها تعني أيضًا ارتفاع تكاليف التصنيع.
ما أهمية تشطيب السطح في التصنيع الهندسي؟
تنعكس أهمية خشونة السطح في التصنيع الهندسي في جوانب عديدة لأنها تؤثر بشكل مباشر على أداء وعمر وتكلفة الأجزاء.
-خصائص الاحتكاك: تؤثر خشونة السطح على معامل الاحتكاك وبالتالي معدل التآكل ومتطلبات التشحيم للجزء. الأسطح الملساء تقلل الاحتكاك وتزيد الكفاءة الميكانيكية.
- أداء الختم: بالنسبة للأجزاء التي تحتاج إلى إغلاق (مثل الأسطوانات والصمامات وما إلى ذلك)، يمكن أن تساعد خشونة السطح المنخفضة في تحسين تأثير الختم ومنع التسرب.
-قوة التعب: يمكن أن تكون الحفر الصغيرة والشقوق الموجودة على الأسطح الخشنة بمثابة نقاط بداية لشقوق الكلال، مما يقلل من عمر الكلال للجزء.
-صلابة الاتصال وجودة التجميع: تؤثر خشونة السطح على منطقة التلامس بين الأجزاء، مما يؤثر بدوره على صلابة التلامس وتوزيع الحمل أثناء التجميع.
-المقاومة للتآكل: تحتوي الأسطح الأكثر نعومة على فجوات أقل وتكون أقل عرضة لتراكم الوسائط المسببة للتآكل، لذلك تتمتع بمقاومة أفضل للتآكل.
-الخواص البصرية: بالنسبة للأجزاء التي تحتاج إلى عكس الضوء (مثل المرايا)، يجب أن تكون خشونة السطح منخفضة جدًا لضمان الأداء البصري.
العوامل المؤثرة على تشطيب السطح في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
يمكن أن يتأثر تشطيب السطح بعدة عوامل، وتشمل العوامل الرئيسية ما يلي:
طرق المعالجة
ستؤدي طرق المعالجة المختلفة (مثل الخراطة والطحن والطحن والتلميع وما إلى ذلك) إلى خصائص سطحية مختلفة. على سبيل المثال، غالبًا ما يؤدي الطحن إلى الحصول على سطح أكثر نعومة من الخراطة.
حالة الأداة
سيكون للمواد والهندسة والحدة وحالة التآكل وما إلى ذلك للأداة تأثير كبير على تشطيب السطح. ستؤدي الأدوات الباهتة أو البالية إلى سوء تشطيب السطح.
معلمات المعالجة
بما في ذلك سرعة القطع ومعدل التغذية وعمق القطع. قد تؤدي سرعات القطع الأعلى إلى إنتاج أسطح أكثر نعومة، ولكن إذا كانت عالية جدًا، فقد تؤدي أيضًا إلى تقليل جودة السطح بسبب الضرر الحراري للأداة؛ يمكن أن تؤدي معدلات التغذية الأصغر وأعماق القطع إلى تقليل خشونة السطح.
مادة الشغل
تتميز المواد المختلفة بخصائص معالجة مختلفة، مثل الصلابة والمتانة وحالة الضغط الداخلي، والتي ستؤثر على تشطيب السطح بعد المعالجة. قد يكون من الأسهل الحصول على مواد معينة للحصول على لمسة نهائية عالية الجودة، بينما قد يكون من الصعب الحصول على مواد أخرى.
استخدام المبرد
يمكن لسائل التبريد أن يقلل من درجة حرارة منطقة القطع، ويوفر التشحيم، ويقلل من تآكل الأدوات، وبالتالي تحسين نعومة السطح المُشكل آليًا. ومع ذلك، فإن الاستخدام غير السليم قد يؤدي أيضًا إلى تلوث السطح أو تآكله.
قياس الانتهاء من السطح
1. طريقة المقارنة
طريقة لتحديد قيمة خشونة السطح المقاس من خلال مقارنتها بعينة خشونة مميزة بقيمة معينة.
المميزات: سهل القياس، ويستخدم للقياسات في الموقع في ورش العمل، وغالبًا ما يستخدم للقياسات على الأسطح المتوسطة أو الخشنة.
2. طريقة تقسيم الضوء
طريقة لقياس خشونة السطح باستخدام مبدأ قسم الضوء.
الأداة المستخدمة: مجهر المقطع الضوئي (مجهر الأنبوب المزدوج)
مناسب لقياس الأسطح المسطحة أو الأسطوانية للأجزاء المعدنية المعالجة عن طريق الخراطة أو الطحن أو التخطيط أو طرق أخرى مماثلة. مناسب لقياس الأسطح ذات Rz=~80μm والحصول على قيمة Ry في نفس الوقت.
3. طريقة التدخل
استخدم مبدأ تداخل موجة الضوء.
الأداة المستخدمة: مجهر التداخل.
مناسب لقياس الأسطح الملساء للغاية، Rz=0.025~0.84m.
4. طريقة إبرة اللمس
طريقة الشعور بالمقطع العرضي للتفاوت المجهري من خلال طرف الإبرة هي قياس الاتصال.
أداة قياس: أداة قياس الملف الكهربائي
نطاق القياس: Ra = 0.025 ~ 5 ميكرون السطح
المميزات: سريعة وموثوقة، وسهلة التشغيل، وسهلة لتحقيق القياس التلقائي ومعالجة بيانات الحواسيب الصغيرة؛ السطح المقاس سهل الخدش.
خصائص السطح وطرق المعالجة وأمثلة تطبيقية لخشونة السطح
| خصائص السطح | رع / ميكرومتر | أسلوب المعالجة | تطبيق | |
| الأسطح الخشنة | علامات سكين مرئية قليلاً | ≤ 20 | الخراطة الخشنة، والتخطيط الخشن، والطحن الخشن، والحفر، وحفظ الملفات، والنشر | وجوه نهاية العمود، والحواف، والثقوب المحفورة، وجوانب التروس والبكرات، وقيعان مجرى المفاتيح |
| سطح شبه أملس | علامات المعالجة الدقيقة | ≤ 10 | الخراطة، والتخطيط، والطحن، والمملة، والحفر، والتوسيع الخشن | الأسطح غير المناسبة حيث لا يتم تثبيت المحامل والتروس على العمود، وأسطح التجميع الحرة للمثبتات، والقطع السفلية على الأعمدة والثقوب |
| علامات المعالجة الدقيقة | ≤ 5 | الخراطة، والتخطيط، والطحن، والمملة، والطحن، والرسم، والكشط الخشن، والدرفلة | السطح شبه النهائي، سطح الصندوق، الدعامة، الغطاء، الغلاف، وما إلى ذلك الذي يتم دمجه مع أجزاء أخرى دون متطلبات مطابقة | |
| لا يمكن رؤية علامات المعالجة بوضوح | ≤ 2.5 | الخراطة، والتخطيط، والطحن، والتثقيب، والطحن، والرسم، والكشط، والضغط، وطحن الأسنان | بالقرب من السطح النهائي، السطح الممل للصندوق لتركيب المحمل، سطح عمل الترس | |
| سطح أملس | اتجاه تتبع المعالجة المرئية | ≤ 1.25 | الخراطة، والمملة، والسحب، والكشط، والتوسيع الدقيق، وطحن التروس، والدحرجة | دبابيس أسطوانية، دبابيس مدببة، أسطح متزاوجة مع محامل دوارة |
| التمييز الجزئي لاتجاه تتبع الآلات | ≤ 0.63 | التوسيع الدقيق، الحفر الدقيق، الطحن والكشط، المتداول | توجيه سطح السكك الحديدية لمخرطة عالية الدقة | |
| غير قادر على تمييز اتجاه آثار المعالجة | ≤ 0.32 | طحن ناعم، شحذ، طحن، تشطيب فائق | ثقب مستدق لعمود دوران أداة الآلة الدقيقة، سطح مخروطي علوي، عمود مرفقي للمحرك، سطح عمل عمود الحدبات، سطح سن تروس عالي الدقة | |
| سطح أملس للغاية | سطح لامع داكن | ≤ 0.16 | طحن ناعم، طحن، تلميع عام | السطح الداخلي لبطانة الأسطوانة، وسطح دبوس المكبس |
| سطح لامع مشرق | ≤ 0.08 | طحن فائق النعومة، تلميع ناعم، طحن مرآة | سطح مجلة المغزل للأدوات الآلية الدقيقة، وكرات المحامل الدوارة، وأسطح التزاوج للكباسات وأكمام المكبس في مضخات الزيت عالية الضغط | |
| سطح لامع يشبه المرآة | ≤ 0.04 | |||
| سطح المرآة | ≤ 0.01 | طحن المرآة، طحن فائق الدقة | سطح العمل لأدوات القياس عالية الدقة وكتل القياس، وسطح المرآة المعدنية في الأجهزة البصرية | |
خاتمة
يشير تشطيب السطح إلى تسطيح ونعومة سطح المادة. إنها معلمة مهمة لقياس جودة معالجة السطح. على الرغم من أن تحقيق تشطيب دقيق للسطح قد يكون أمرًا صعبًا وربما أكثر تكلفة، فلا داعي للقلق. لدينا فريق متخصص لتقديم الدعم اللازم لمساعدتك في التغلب على هذه التحديات. يمكن أن تساعدك EASIAHOME على تحقيق متطلبات تشطيب السطح للأجزاء المجهزة آليًا.
