Στη διαδικασία του CNC μηχανική κατεργασία, η ομαλότητα της επεξεργασμένης επιφάνειας είναι ένας πολύ σημαντικός δείκτης. Το φινίρισμα της επιφάνειας, που ορίζεται ως η υφή ή η ομαλότητα μιας επιφάνειας, όχι μόνο επηρεάζει την αισθητική ενός εξαρτήματος, αλλά παίζει επίσης ζωτικό ρόλο στον καθορισμό της απόδοσης της εφαρμογής του. Παράγοντες όπως η τριβή, η αντοχή στη φθορά, ακόμη και η ικανότητα συγκράτησης λιπαντικού εξαρτώνται από την ακρίβεια της επιφανειακής επεξεργασίας.
Τι είναι το φινίρισμα επιφάνειας
Το φινίρισμα της κατεργασμένης επιφάνειας αναφέρεται στην ποιότητα της μικρογεωμετρίας της επιφάνειας ενός εξαρτήματος κατά την κατεργασία CNC. Αυτή η ποιότητα μετριέται αξιολογώντας την ομαλότητα της επιφάνειας, την κανονικότητα των σημαδιών κατεργασίας και τον βαθμό τραχύτητας της επιφάνειας.
Το φινίρισμα της επιφάνειας είναι ένας από τους βασικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργία των εξαρτημάτων. Επηρεάζει την τριβή, τη φθορά, την αντοχή στην κόπωση, τη στεγανοποίηση, την ακαμψία επαφής, τους κραδασμούς και τον θόρυβο των εξαρτημάτων.
Το φινίρισμα της κατεργασμένης επιφάνειας μετριέται συνήθως χρησιμοποιώντας τις ακόλουθες παραμέτρους:
Ra (μέσος όρος τραχύτητας): Αυτή είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη παράμετρος τραχύτητας επιφάνειας και αντιπροσωπεύει τον αριθμητικό μέσο όρο του ύψους των απόλυτων τιμών κατά μήκος του μήκους της δειγματοληπτικής επιφάνειας.
Rz (μέσος όρος ύψους δέκα πόντων): Αυτό αντιπροσωπεύει τη μέση τιμή από τις πέντε υψηλότερες κορυφές έως τις πέντε χαμηλότερες κοιλάδες σε όλο το μήκος δειγματοληψίας.
Rmax (μέγιστο ύψος): Αυτό είναι το απόλυτο ύψος από την υψηλότερη κορυφή έως την χαμηλότερη κοιλότητα εντός του μήκους δειγματοληψίας.
Rq (μέση τετραγωνική τραχύτητα ρίζας): Αυτή είναι η μέση τετραγωνική τιμή της κατανομής ύψους της επιφάνειας, η οποία δίνει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις κορυφές και τις κοιλάδες της επιφάνειας από τον Ra.
Επιπλέον, υπάρχουν πολλές άλλες παράμετροι φινιρίσματος επιφάνειας, όπως Rv, Rp, Rsk, κ.λπ., οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή διαφορετικών χαρακτηριστικών της επιφάνειας. Οι μετρήσεις φινιρίσματος επιφάνειας μπορούν να πραγματοποιηθούν με μεθόδους επαφής (π.χ. μικρόμετρο) ή χωρίς επαφή (π.χ. σάρωση με λέιζερ). Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχεδιασμού και κατεργασίας, πρέπει να επιλεγεί το κατάλληλο επίπεδο φινιρίσματος επιφάνειας με βάση την ειδική εφαρμογή του εξαρτήματος. Γενικά, υψηλότερα επίπεδα φινιρίσματος επιφάνειας σημαίνουν χαμηλότερη τραχύτητα αλλά και υψηλότερο κόστος κατεργασίας.
Γιατί είναι σημαντικό το φινίρισμα της επιφάνειας στην κατασκευή μηχανικών κατασκευών;
Η σημασία της τραχύτητας της επιφάνειας στην κατασκευή μηχανικών κατασκευών αντικατοπτρίζεται σε πολλές πτυχές, επειδή επηρεάζει άμεσα την απόδοση, τη διάρκεια ζωής και το κόστος των εξαρτημάτων.
-Χαρακτηριστικά τριβής: Η τραχύτητα της επιφάνειας επηρεάζει τον συντελεστή τριβής και, κατά συνέπεια, τον ρυθμό φθοράς και τις απαιτήσεις λίπανσης του εξαρτήματος. Οι λείες επιφάνειες μειώνουν την τριβή και αυξάνουν τη μηχανική απόδοση.
-Απόδοση σφράγισης: Για εξαρτήματα που χρειάζονται στεγανοποίηση (όπως κύλινδροι, βαλβίδες κ.λπ.), η χαμηλή τραχύτητα της επιφάνειας μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση του αποτελέσματος στεγανοποίησης και στην πρόληψη διαρροών.
-Δύναμη Κόπωσης: Μικροσκοπικές κοιλότητες και ρωγμές σε τραχιές επιφάνειες μπορούν να χρησιμεύσουν ως σημεία εκκίνησης για ρωγμές λόγω κόπωσης, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του εξαρτήματος.
-Ακαμψία επαφής και ποιότητα συναρμολόγησης: Η τραχύτητα της επιφάνειας επηρεάζει την περιοχή επαφής μεταξύ των εξαρτημάτων, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει την ακαμψία επαφής και την κατανομή φορτίου κατά τη συναρμολόγηση.
-Αντίσταση στη διάβρωση: Οι πιο λείες επιφάνειες έχουν λιγότερα κενά και είναι λιγότερο πιθανό να συσσωρεύσουν διαβρωτικά μέσα, επομένως έχουν καλύτερη αντοχή στη διάβρωση.
-Οπτικές ιδιότητες: Για εξαρτήματα που πρέπει να αντανακλούν το φως (όπως καθρέφτες), η τραχύτητα της επιφάνειας πρέπει να είναι πολύ χαμηλή για να διασφαλιστεί η οπτική απόδοση.
Παράγοντες που επηρεάζουν το φινίρισμα της επιφάνειας στην κατεργασία CNC
Το φινίρισμα της επιφάνειας μπορεί να επηρεαστεί από διάφορους παράγοντες, βασικοί από τους οποίους είναι:
Μέθοδοι επεξεργασίας
Διαφορετικές μέθοδοι επεξεργασίας (όπως τόρνευση, φρεζάρισμα, λείανση, στίλβωση κ.λπ.) θα οδηγήσουν σε διαφορετικές ιδιότητες επιφάνειας. Για παράδειγμα, η λείανση συχνά έχει ως αποτέλεσμα μια πιο λεία επιφάνεια από την τόρνευση.
Κατάσταση εργαλείου
Το υλικό, η γεωμετρία, η αιχμηρότητα, η κατάσταση φθοράς κ.λπ. του εργαλείου θα έχουν σημαντικό αντίκτυπο στο φινίρισμα της επιφάνειας. Τα θαμπά ή φθαρμένα εργαλεία θα έχουν ως αποτέλεσμα ένα κακό φινίρισμα της επιφάνειας.
Παράμετροι επεξεργασίας
Συμπεριλαμβανομένης της ταχύτητας κοπής, του ρυθμού τροφοδοσίας και του βάθους κοπής. Οι υψηλότερες ταχύτητες κοπής μπορεί να παράγουν πιο λείες επιφάνειες, αλλά αν είναι πολύ υψηλές, μπορεί επίσης να μειώσουν την ποιότητα της επιφάνειας λόγω θερμικής βλάβης στο εργαλείο. Οι μικρότεροι ρυθμοί τροφοδοσίας και τα βάθη κοπής μπορούν να μειώσουν την τραχύτητα της επιφάνειας.
Υλικό τεμαχίου
Διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά επεξεργασίας, όπως σκληρότητα, ανθεκτικότητα και εσωτερική κατάσταση τάσης, τα οποία θα επηρεάσουν το φινίρισμα της επιφάνειας μετά την επεξεργασία. Ορισμένα υλικά μπορεί να είναι πιο εύκολο να επιτύχουν υψηλό φινίρισμα, ενώ άλλα μπορεί να είναι δύσκολο.
Χρήση ψυκτικού υγρού
Το ψυκτικό μέσο μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία της ζώνης κοπής, να παρέχει λίπανση, να μειώσει τη φθορά του εργαλείου και έτσι να βελτιώσει την ομαλότητα της κατεργασμένης επιφάνειας. Ωστόσο, η ακατάλληλη χρήση μπορεί επίσης να οδηγήσει σε επιφανειακή μόλυνση ή διάβρωση.
Μέτρηση φινιρίσματος επιφάνειας
1. Συγκριτική μέθοδος
Μια μέθοδος προσδιορισμού της τιμής τραχύτητας της μετρούμενης επιφάνειας συγκρίνοντάς την με ένα δείγμα τραχύτητας που έχει επισημανθεί με μια συγκεκριμένη τιμή.
Χαρακτηριστικά: Εύκολο στη μέτρηση, χρησιμοποιείται για επιτόπιες μετρήσεις σε εργαστήρια, συχνά χρησιμοποιείται για μετρήσεις σε μεσαίες ή τραχιές επιφάνειες.
2. Μέθοδος ελαφριάς τομής
Μια μέθοδος μέτρησης της τραχύτητας της επιφάνειας χρησιμοποιώντας την αρχή της ελαφριάς διατομής.
Χρησιμοποιούμενο όργανο: μικροσκόπιο φωτεινής τομής (μικροσκόπιο διπλού σωλήνα)
Κατάλληλο για τη μέτρηση επίπεδων ή κυλινδρικών επιφανειών μεταλλικών μερών που έχουν υποστεί επεξεργασία με τόρνευση, φρεζάρισμα, πλανάρισμα ή άλλες παρόμοιες μεθόδους. Κατάλληλο για τη μέτρηση επιφανειών με Rz=~80μm και την ταυτόχρονη λήψη της τιμής Ry.
3. Μέθοδος παρέμβασης
Χρησιμοποιήστε την αρχή της συμβολής φωτεινών κυμάτων.
Χρησιμοποιούμενο όργανο: μικροσκόπιο παρεμβολής.
Κατάλληλο για μέτρηση εξαιρετικά λείων επιφανειών, Rz=0.025~0.84m.
4. Μέθοδος βελόνας αφής
Η μέθοδος για την ψηλάφηση του προφίλ διατομής μικροσκοπικών ανωμαλιών μέσω της άκρης μιας βελόνας είναι η μέτρηση επαφής.
Όργανο μέτρησης: Ηλεκτρικό όργανο μέτρησης προφίλ
Εύρος μέτρησης: Ra=0.025~5 μm επιφάνειας
Χαρακτηριστικά: γρήγορο και αξιόπιστο, εύκολο στη λειτουργία, εύκολο στην πραγματοποίηση αυτόματων μετρήσεων και επεξεργασίας δεδομένων μικροϋπολογιστή· η μετρούμενη επιφάνεια είναι εύκολο να γρατσουνιστεί.
Χαρακτηριστικά επιφάνειας, μέθοδοι επεξεργασίας και παραδείγματα εφαρμογής τραχύτητας επιφάνειας
| Χαρακτηριστικά επιφάνειας | Ra/μm | Μέθοδος επεξεργασίας | Εφαρμογή | |
| Ανώμαλες Επιφάνειες | Ελαφρώς ορατά σημάδια από μαχαίρι | ≤ 20 | Τόρνευση, πλάνισμα, φρεζάρισμα, τρύπημα, λιμάρισμα, πριόνισμα | Επιφάνειες άκρου άξονα, λοξοτμήσεις, τρυπημένες οπές, πλευρές γραναζιών και τροχαλιών, πυθμένες αυλακιού κλειδαριάς |
| ημι-λεία επιφάνεια | Σημάδια μικροεπεξεργασίας | ≤ 10 | Τόρνευση, πλάνισμα, φρεζάρισμα, διάτρηση, διάτρηση, τραχιά διεύρυνση | Μη εφαρμοζόμενες επιφάνειες όπου τα ρουλεμάν και τα γρανάζια δεν είναι τοποθετημένα στον άξονα, ελεύθερες επιφάνειες συναρμολόγησης συνδετήρων, υποσχέσεις σε άξονες και οπές |
| Σημάδια μικροεπεξεργασίας | ≤ 5 | Τόρνευση, πλάνισμα, φρεζάρισμα, διάτρηση, λείανση, εφελκυσμός, πρόχειρη απόξεση, κύλιση | Ημιτελής επιφάνεια, η επιφάνεια του κουτιού, του βραχίονα, του καλύμματος, του μανικιού κ.λπ. που συνδυάζεται με άλλα μέρη χωρίς να πληροί τις απαιτήσεις αντιστοίχισης | |
| Δεν μπορώ να δω καθαρά τα σημάδια επεξεργασίας | ≤ 2.5 | Τόρνευση, πλάνισμα, φρεζάρισμα, διάτρηση, λείανση, εφελκυσμός, ξύσιμο, συμπίεση και φρεζάρισμα δοντιών | Κοντά στην τελική επιφάνεια, την επιφάνεια διάτρησης του κουτιού για την τοποθέτηση του ρουλεμάν, την επιφάνεια εργασίας του γραναζιού | |
| Απαλή επιφάνεια | Ορατή κατεύθυνση ίχνους επεξεργασίας | ≤ 1.25 | Τόρνευση, διάτρηση, τράβηγμα, ξύσιμο, λεπτή διεύρυνση, λείανση γραναζιών, κύλιση | Κυλινδρικές καρφίτσες, κωνικές καρφίτσες, επιφάνειες σύνδεσης με ρουλεμάν κύλισης |
| Μικροδιάκριση της κατεύθυνσης του ίχνους κατεργασίας | ≤ 0.63 | Ακριβής διάτρηση, ακριβής διάτρηση, λείανση και ξύσιμο, κύλιση | Επιφάνεια οδηγού τόρνου υψηλότερης ακρίβειας | |
| Αδυναμία διάκρισης της κατεύθυνσης των ιχνών κατεργασίας | ≤ 0.32 | Λεπτή λείανση, λείανση, λείανση, σούπερ φινίρισμα | Κωνική οπή άξονα ακριβείας εργαλειομηχανής, άνω κωνική επιφάνεια, στροφαλοφόρος άξονας κινητήρα, επιφάνεια εργασίας εκκεντροφόρου άξονα, επιφάνεια δοντιού γραναζιού υψηλής ακρίβειας | |
| Εξαιρετικά λεία επιφάνεια | Σκούρο γυαλιστερό επιφάνεια | ≤ 0.16 | Λεπτή λείανση, λείανση, γενική στίλβωση | Εσωτερική επιφάνεια επένδυσης κυλίνδρου, επιφάνεια πείρου εμβόλου |
| Φωτεινή γυαλιστερή επιφάνεια | ≤ 0.08 | Υπερλεπτή λείανση, λεπτή στίλβωση, λείανση με καθρέφτη | Η επιφάνεια του άξονα των εργαλειομηχανών ακριβείας, οι σφαίρες των ρουλεμάν και οι επιφάνειες σύνδεσης των εμβόλων και των μανικιών εμβόλων σε αντλίες λαδιού υψηλής πίεσης | |
| Γυαλιστερή επιφάνεια σαν καθρέφτης | ≤ 0.04 | |||
| Επιφάνεια καθρέφτη | ≤ 0.01 | Λείανση καθρέφτη, λείανση εξαιρετικά ακριβείας | Η επιφάνεια εργασίας των οργάνων μέτρησης υψηλής ακρίβειας και των μπλοκ μέτρησης, καθώς και η επιφάνεια μεταλλικού καθρέφτη σε οπτικά όργανα | |
Συμπέρασμα
Το φινίρισμα επιφάνειας αναφέρεται στην επιπεδότητα και την ομαλότητα της επιφάνειας ενός υλικού. Είναι μια σημαντική παράμετρος για τη μέτρηση της ποιότητας της επεξεργασίας της επιφάνειας. Ενώ η επίτευξη ακριβούς φινιρίσματος επιφάνειας μπορεί να είναι δύσκολη και ενδεχομένως πιο ακριβή, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε. Διαθέτουμε μια αφοσιωμένη ομάδα που θα σας παρέχει την απαραίτητη υποστήριξη για να σας βοηθήσει να ξεπεράσετε αυτές τις προκλήσεις. Η EASIAHOME μπορεί να σας βοηθήσει να επιτύχετε τις απαιτήσεις φινιρίσματος επιφάνειας των κατεργασμένων εξαρτημάτων σας.
