V procesu CNC obrábění je hladkost obráběného povrchu velmi důležitým ukazatelem. Povrchová úprava, definovaná jako textura nebo hladkost povrchu, ovlivňuje nejen estetiku dílu, ale hraje také zásadní roli při určování jeho aplikačních vlastností. Faktory, jako je tření, odolnost proti opotřebení a dokonce i schopnost zadržovat mazivo, závisí na přesnosti povrchové úpravy.
Co je povrchová úprava
Obrobená povrchová úprava označuje kvalitu mikrogeometrie povrchu součásti při CNC obrábění. Tato kvalita se měří posouzením hladkosti povrchu, pravidelnosti stop po obrábění a stupně drsnosti povrchu.
Povrchová úprava je jedním z klíčových faktorů ovlivňujících funkci dílů. Bude mít vliv na tření, opotřebení, únavovou pevnost, těsnění, kontaktní tuhost, vibrace a hluk dílů.
Obrobená povrchová úprava se obvykle měří pomocí následujících parametrů:
Ra (průměrná drsnost): Toto je nejčastěji používaný parametr drsnosti povrchu a představuje aritmetický průměr výšky absolutních hodnot podél délky vzorkovaného povrchu.
Rz (desetibodový výškový průměr): Představuje průměrnou hodnotu od pěti nejvyšších vrcholů k pěti nejnižším údolím po celou délku vzorkování.
Rmax (maximální výška): Jedná se o absolutní výšku od nejvyššího vrcholu k nejnižšímu minimu v rámci délky vzorkování.
Rq (střední kvadratická hodnota drsnosti): Jedná se o střední kvadratickou hodnotu rozložení výšky povrchu, která poskytuje více informací o vrcholech a údolích povrchu než Ra.
Kromě toho existuje mnoho dalších parametrů povrchové úpravy, jako je Rv, Rp, Rsk atd., které lze použít k popisu různých charakteristik povrchu. Měření povrchové úpravy lze provádět kontaktními (např. mikrometrickými) nebo bezkontaktními (např. laserové skenování) metodami. Během procesu návrhu a obrábění je třeba zvolit vhodnou úroveň povrchové úpravy na základě konkrétní aplikace součásti. Obecně řečeno, vyšší úrovně povrchové úpravy znamenají nižší drsnost, ale také vyšší náklady na obrábění.
Proč je povrchová úprava důležitá ve strojírenské výrobě?
Význam drsnosti povrchu ve strojírenské výrobě se odráží v mnoha aspektech, protože přímo ovlivňuje výkon, životnost a cenu dílů.
-Třecí charakteristiky: Drsnost povrchu ovlivňuje koeficient tření, a tím i míru opotřebení a požadavky na mazání součásti. Hladké povrchy snižují tření a zvyšují mechanickou účinnost.
-Těsnicí výkon: U součástí, které je třeba utěsnit (jako jsou válce, ventily atd.), může nízká drsnost povrchu pomoci zlepšit těsnicí účinek a zabránit úniku.
- Únavová pevnost: Drobné důlky a praskliny na drsných površích mohou sloužit jako výchozí body pro únavové trhliny, což snižuje únavovou životnost součásti.
-Tuhost kontaktu a kvalita montáže: Drsnost povrchu ovlivňuje kontaktní plochu mezi díly, což následně ovlivňuje tuhost kontaktu a rozložení zatížení během montáže.
- Odolnost proti korozi: Hladší povrchy mají méně mezer a je méně pravděpodobné, že se na nich hromadí korozivní média, takže mají lepší odolnost proti korozi.
-Optické vlastnosti: U součástí, které potřebují odrážet světlo (například zrcadla), musí být drsnost povrchu velmi nízká, aby byl zajištěn optický výkon.
Faktory ovlivňující povrchovou úpravu při CNC obrábění
Povrchovou úpravu může ovlivnit celá řada faktorů, mezi klíčové faktory patří:
Metody zpracování
Různé metody zpracování (jako je soustružení, frézování, broušení, leštění atd.) povedou k různým povrchovým vlastnostem. Výsledkem broušení je například často hladší povrch než soustružení.
Stav nářadí
Materiál, geometrie, ostrost, stav opotřebení atd. nástroje budou mít významný vliv na povrchovou úpravu. Tupé nebo opotřebované nástroje budou mít za následek špatnou povrchovou úpravu.
Parametry zpracování
Včetně řezné rychlosti, rychlosti posuvu a hloubky řezu. Vyšší řezné rychlosti mohou vytvářet hladší povrchy, ale pokud jsou příliš vysoké, mohou také snížit kvalitu povrchu v důsledku tepelného poškození nástroje; menší rychlosti posuvu a hloubky řezu mohou snížit drsnost povrchu.
Materiál obrobku
Různé materiály mají různé zpracovatelské charakteristiky, jako je tvrdost, houževnatost a stav vnitřního napětí, které ovlivní povrchovou úpravu po zpracování. U některých materiálů může být snazší dosáhnout vysoké povrchové úpravy, zatímco u jiných může být obtížné.
Použití chladicí kapaliny
Chladicí kapalina může snížit teplotu řezné zóny, zajistit mazání, snížit opotřebení nástroje, a tím zlepšit hladkost obráběného povrchu. Nesprávné použití však může také vést ke kontaminaci povrchu nebo korozi.
Měření povrchové úpravy
1. Srovnávací metoda
Metoda stanovení hodnoty drsnosti měřeného povrchu jejím porovnáním se vzorkem drsnosti označeným určitou hodnotou.
Vlastnosti: Snadné měření, používá se pro měření na místě v dílnách, často se používá pro měření na středně tvrdých nebo drsných površích.
2. Metoda lehkého dělení
Metoda měření drsnosti povrchu na principu světelného řezu.
Použitý přístroj: mikroskop se světelnou sekcí (dvoutubusový mikroskop)
Vhodné pro měření plochých nebo válcových ploch kovových dílů zpracovávaných soustružením, frézováním, hoblováním nebo jinými podobnými metodami. Vhodné pro měření povrchů s Rz=~80μm a současně získání hodnoty Ry.
3. Intervenční metoda
Využijte princip interference světelných vln.
Použitý přístroj: interferenční mikroskop.
Vhodné pro měření extrémně hladkých povrchů, Rz=0.025~0.84m.
4. Metoda dotykové jehly
Metodou snímání průřezového profilu mikroskopických nerovností špičkou jehly je kontaktní měření.
Měřicí přístroj: Elektrický profiloměr
Měřicí rozsah: Ra=0.025~5 μm povrch
Vlastnosti: rychlé a spolehlivé, snadno ovladatelné, snadno realizovatelné automatické měření a zpracování dat mikropočítačem; měřený povrch se snadno poškrábe.
Vlastnosti povrchu, způsoby zpracování a příklady použití drsnosti povrchu
| Vlastnosti povrchu | Ra/μm | Metoda zpracování | editaci videa | |
| Drsné povrchy | Mírně viditelné stopy po noži | ≤20 | Hrubé soustružení, hrubé hoblování, hrubé frézování, vrtání, pilování, řezání | Čela hřídele, zkosení, vrtané otvory, boky ozubených kol a řemenic, dna klínových drážek |
| polohladký povrch | Mikroprocesorové značky | ≤10 | Soustružení, hoblování, frézování, vyvrtávání, vrtání, hrubovací vystružování | Nelícující povrchy, kde nejsou na hřídeli instalována ložiska a ozubená kola, volné montážní povrchy upevňovacích prvků, zářezy na hřídelích a otvory |
| Mikroprocesorové značky | ≤5 | Soustružení, hoblování, frézování, vyvrtávání, broušení, tažení, hrubé škrábání, válcování | Polotovar, povrch krabice, držáku, krytu, pouzdra atd., který je kombinován s jinými díly bez odpovídajících požadavků | |
| Nejsou zřetelně vidět známky zpracování | ≤2.5 | Soustružení, hoblování, frézování, vyvrtávání, broušení, tažení, škrábání, lisování a frézování zubů | V blízkosti hotového povrchu je vyvrtávací povrch krabice pro montáž ložiska, pracovní plocha ozubeného kola | |
| Hladký povrch | Viditelný směr zpracování | ≤1.25 | Soustružení, vyvrtávání, tahání, škrábání, jemné vystružování, broušení ozubení, válcování | Válcové čepy, kuželové čepy, protilehlé plochy s valivými ložisky |
| Mikrodiskriminace směru stopy obrábění | ≤0.63 | Přesné vystružování, přesné vyvrtávání, broušení a škrábání, válcování | Povrch vodicí kolejnice vyšší přesnosti soustruhu | |
| Nelze rozeznat směr stop obrábění | ≤0.32 | Jemné broušení, honování, broušení, super dokončovací práce | Kuželový otvor vřetena přesného obráběcího stroje, horní kuželová plocha, klikový hřídel motoru, pracovní plocha vačkového hřídele, vysoce přesný povrch zubů ozubeného kola | |
| Extrémně hladký povrch | Tmavě lesklý povrch | ≤0.16 | Jemné broušení, broušení, obecné leštění | Vnitřní povrch vložky válce, povrch pístního čepu |
| Světlý lesklý povrch | ≤0.08 | Superjemné broušení, jemné leštění, zrcadlové broušení | Povrch čepu vřetena přesných obráběcích strojů, kuličky valivých ložisek a protilehlé povrchy plunžrů a pouzder plunžrů ve vysokotlakých olejových čerpadlech | |
| Zrcadlově lesklý povrch | ≤0.04 | |||
| Zrcadlový povrch | ≤0.01 | Zrcadlové broušení, super přesné broušení | Pracovní plocha vysoce přesných měřicích přístrojů a měřicích bloků a kovová zrcadlová plocha v optických přístrojích | |
Závěr
Povrchová úprava označuje rovinnost a hladkost povrchu materiálu. Je to důležitý parametr pro měření kvality povrchového zpracování. I když dosažení přesné povrchové úpravy může být obtížné a potenciálně dražší, není třeba se obávat. Máme specializovaný tým, který vám poskytne nezbytnou podporu, která vám pomůže překonat tyto výzvy. EASIAHOME vám může pomoci dosáhnout požadavků na povrchovou úpravu vašich obráběných dílů.
