En el proceso de mecanizado CNC , la suavidad de la superficie procesada es un indicador crucial. El acabado superficial, definido como la textura o suavidad de una superficie, no solo afecta la estética de una pieza, sino que también influye decisivamente en su rendimiento. Factores como la fricción, la resistencia al desgaste e incluso la capacidad de retener lubricante dependen de la precisión del tratamiento superficial.
¿Qué es el acabado superficial?
El acabado superficial mecanizado se refiere a la calidad de la microgeometría de la superficie de una pieza durante el mecanizado CNC. Esta calidad se mide evaluando la suavidad de la superficie, la regularidad de las marcas de mecanizado y el grado de rugosidad de la superficie.
El acabado superficial es uno de los factores clave que afectan el funcionamiento de las piezas. Afectará la fricción, el desgaste, la resistencia a la fatiga, el sellado, la rigidez del contacto, la vibración y el ruido de las piezas.
El acabado de la superficie mecanizada normalmente se mide utilizando los siguientes parámetros:
Ra (Rugosidad media): Este es el parámetro de rugosidad superficial más utilizado y representa la altura media aritmética de los valores absolutos a lo largo de la longitud muestreada de la superficie.
Rz (promedio de altura de diez puntos): Representa el valor promedio desde los cinco picos más altos hasta los cinco valles más bajos a lo largo de la longitud de muestreo.
Rmax (altura máxima): Esta es la altura absoluta desde el pico más alto hasta el valle más bajo dentro de la longitud de muestreo.
Rq (rugosidad cuadrática media): Este es el valor cuadrático medio de la distribución de la altura de la superficie, que proporciona más información sobre los picos y valles de la superficie que Ra.
Además, existen muchos otros parámetros de acabado superficial, como Rv, Rp, Rsk, etc., que pueden usarse para describir diferentes características de la superficie. Las mediciones del acabado superficial se pueden realizar mediante métodos de contacto (por ejemplo, micrómetro) o sin contacto (por ejemplo, escaneo láser). Durante el proceso de diseño y mecanizado, se debe seleccionar el nivel de acabado superficial adecuado en función de la aplicación específica de la pieza. En términos generales, niveles más altos de acabado superficial significan una menor rugosidad pero también mayores costos de mecanizado.
¿Por qué es importante el acabado superficial en la fabricación de ingeniería?
La importancia de la rugosidad de la superficie en la fabricación de ingeniería se refleja en muchos aspectos porque afecta directamente el rendimiento, la vida útil y el coste de las piezas.
-Características de fricción: La rugosidad de la superficie afecta al coeficiente de fricción y, por lo tanto, a la tasa de desgaste y a los requisitos de lubricación de la pieza. Las superficies lisas reducen la fricción y aumentan la eficiencia mecánica.
-Rendimiento de sellado: Para piezas que necesitan ser selladas (como cilindros, válvulas, etc.), una baja rugosidad superficial puede ayudar a mejorar el efecto de sellado y evitar fugas.
-Resistencia a la fatiga: Las pequeñas hendiduras y grietas en superficies rugosas pueden servir como puntos de partida para grietas por fatiga, reduciendo la vida útil de la pieza.
-Rigidez de contacto y calidad del ensamblaje: La rugosidad de la superficie afecta al área de contacto entre las piezas, lo que a su vez afecta a la rigidez de contacto y a la distribución de la carga durante el ensamblaje.
-Resistencia a la corrosión: Las superficies más lisas tienen menos huecos y es menos probable que acumulen agentes corrosivos, por lo que tienen una mejor resistencia a la corrosión.
-Propiedades ópticas: Para las piezas que necesitan reflejar la luz (como los espejos), la rugosidad de la superficie debe ser muy baja para garantizar un rendimiento óptico.
Factores que afectan el acabado superficial en el mecanizado CNC
El acabado de la superficie puede verse afectado por una variedad de factores, los factores clave incluyen:
Métodos de procesamiento
Diferentes métodos de procesamiento (como torneado, fresado, esmerilado, pulido, etc.) darán como resultado diferentes propiedades de superficie. Por ejemplo, el rectificado suele dar como resultado una superficie más lisa que el torneado.
Estado de la herramienta
El material, la geometría, el filo, el estado de desgaste, etc. de la herramienta tendrán un impacto significativo en el acabado de la superficie. Las herramientas desafiladas o desgastadas darán como resultado un acabado superficial deficiente.
Parámetros de procesamiento
Incluyendo velocidad de corte, velocidad de avance y profundidad de corte. Las velocidades de corte más altas pueden producir superficies más lisas, pero si son demasiado altas, también pueden reducir la calidad de la superficie debido al daño térmico de la herramienta; velocidades de avance y profundidades de corte más pequeñas pueden reducir la rugosidad de la superficie.
Material de la pieza de trabajo
Los diferentes materiales tienen diferentes características de procesamiento, como dureza, tenacidad y estado de tensión interna, lo que afectará el acabado de la superficie después del procesamiento. Ciertos materiales pueden ser más fáciles de lograr un alto acabado, mientras que otros pueden resultar difíciles.
Uso de refrigerante
El refrigerante puede reducir la temperatura de la zona de corte, proporcionar lubricación, reducir el desgaste de la herramienta y así mejorar la suavidad de la superficie mecanizada. Sin embargo, un uso inadecuado también puede provocar contaminación o corrosión de la superficie.
Medición del acabado de la superficie
1. Método comparativo
Un método para determinar el valor de rugosidad de la superficie medida comparándola con una muestra de rugosidad marcada con un valor determinado.
Características: Fácil de medir, se utiliza para mediciones in situ en talleres, y a menudo se usa para mediciones en superficies medianas o rugosas.
2. Método de seccionamiento ligero
Un método para medir la rugosidad de la superficie utilizando el principio de sección ligera.
Instrumento utilizado: microscopio de sección óptica (microscopio de doble tubo)
Adecuado para medir superficies planas o cilíndricas de piezas metálicas procesadas mediante torneado, fresado, cepillado u otros métodos similares. Adecuado para medir superficies con Rz=~80μm y obtener el valor Ry al mismo tiempo.
3. Método de intervención
Utilice el principio de interferencia de ondas de luz.
Instrumento utilizado: microscopio de interferencia.
Adecuado para medir superficies extremadamente lisas, Rz=0.025~0.84m.
4. Método de la aguja táctil
El método para sentir el perfil transversal de irregularidades microscópicas a través de la punta de una aguja es la medición por contacto.
Instrumento de medición: Instrumento eléctrico de medición de perfiles
Rango de medición: Ra=0.025~5 μm de superficie
Características: rápido y fiable, fácil de usar, fácil de realizar mediciones automáticas y procesamiento de datos por microordenador; la superficie medida es fácil de rayar.
Características de la superficie, métodos de procesamiento y ejemplos de aplicación de rugosidad superficial.
| Características de la superficie | Ra/μm | Método de procesamiento | Aplicación | |
| Superficies rugosas | Marcas de cuchillo ligeramente visibles | ≤ 20 | Torneado, cepillado, fresado, taladrado, limado, aserrado | Caras extremas del eje, chaflanes, orificios perforados, lados de engranajes y poleas, fondos de chaveteros |
| superficie semilisa | Marcas de microprocesamiento | ≤ 10 | Torneado, cepillado, fresado, mandrinado, taladrado, escariado en desbaste | Superficies que no encajan donde los rodamientos y engranajes no están instalados en el eje, superficies libres de montaje de sujetadores, socavados en ejes y orificios |
| Marcas de microprocesamiento | ≤ 5 | Torneado, cepillado, fresado, taladrado, rectificado, trefilado, desbastado, laminado | Superficie semiacabada, la superficie de la caja, soporte, cubierta, manguito, etc. que se combina con otras piezas sin requisitos coincidentes. | |
| No puedo ver las marcas de procesamiento claramente | ≤ 2.5 | Torneado, cepillado, fresado, taladrado, rectificado, trefilado, raspado, prensado y fresado de dientes | Cerca de la superficie terminada, la superficie aburrida de la caja para montar el rodamiento, la superficie de trabajo del engranaje | |
| La superficie lisa | Dirección de seguimiento de procesamiento visible | ≤ 1.25 | Torneado, taladrado, tracción, raspado, escariado fino, rectificado de engranajes, laminado | Pasadores cilíndricos, pasadores cónicos, superficies de contacto con rodamientos |
| Microdiscriminación de la dirección de la traza de mecanizado. | ≤ 0.63 | Escariado de precisión, mandrinado de precisión, rectificado y raspado, laminado | Superficie del riel guía de torno de mayor precisión | |
| No se puede discernir la dirección de las huellas de mecanizado. | ≤ 0.32 | Rectificado fino, bruñido, rectificado, súper acabado | Orificio cónico del husillo de máquina herramienta de precisión, superficie cónica superior, cigüeñal del motor, superficie de trabajo del árbol de levas, superficie del diente del engranaje de alta precisión | |
| Superficie extremadamente lisa | Superficie brillante oscura | ≤ 0.16 | Rectificado fino, rectificado, pulido general. | Superficie interior de la camisa del cilindro, superficie del pasador del pistón |
| Superficie brillante brillante | ≤ 0.08 | Rectificado superfino, pulido fino, rectificado de espejo | La superficie del muñón del husillo de las máquinas herramienta de precisión, las bolas de los rodamientos y las superficies de contacto de los émbolos y los manguitos del émbolo en las bombas de aceite de alta presión. | |
| Superficie brillante tipo espejo | ≤ 0.04 | |||
| Superficie del espejo | ≤ 0.01 | Rectificado de espejo, rectificado de súper precisión | La superficie de trabajo de instrumentos y bloques de medición de alta precisión, y la superficie de espejo metálico en instrumentos ópticos. | |
Conclusión
El acabado superficial se refiere a la planitud y suavidad de la superficie de un material. Es un parámetro importante para medir la calidad del procesamiento de superficies. Si bien lograr un acabado superficial preciso puede ser difícil y potencialmente más costoso, no hay necesidad de preocuparse. Contamos con un equipo dedicado para brindarle el soporte necesario para ayudarlo a superar estos desafíos. EASIAHOME puede ayudarlo a lograr los requisitos de acabado superficial de sus piezas mecanizadas.
