In het proces van CNC-bewerkingDe gladheid van het bewerkte oppervlak is een zeer belangrijke indicator. De oppervlakteafwerking, gedefinieerd als de textuur of gladheid van een oppervlak, beïnvloedt niet alleen de esthetiek van een onderdeel, maar speelt ook een cruciale rol bij het bepalen van de toepassingsprestaties. Factoren zoals wrijving, slijtvastheid en zelfs het vermogen om smeermiddel vast te houden, zijn afhankelijk van de nauwkeurigheid van de oppervlaktebehandeling.
Wat is oppervlakteafwerking
De bewerkte oppervlakteafwerking verwijst naar de kwaliteit van de microgeometrie van het oppervlak van een onderdeel tijdens CNC-bewerking. Deze kwaliteit wordt gemeten door de gladheid van het oppervlak, de regelmaat van de bewerkingssporen en de oppervlakteruwheid te beoordelen.
Oppervlakteafwerking is een van de belangrijkste factoren die de werking van onderdelen beïnvloeden. Het beïnvloedt de wrijving, slijtage, vermoeiingssterkte, afdichting, contactstijfheid, trillingen en het geluid van de onderdelen.
De afwerking van een bewerkt oppervlak wordt doorgaans gemeten met behulp van de volgende parameters:
Ra (Ruwheidsgemiddelde): Dit is de meest gebruikte oppervlakteruwheidparameter en vertegenwoordigt de rekenkundig gemiddelde hoogte van absolute waarden langs de bemonsterde oppervlaktelengte.
Rz (tien punten gemiddelde lengte): Dit vertegenwoordigt de gemiddelde waarde van de vijf hoogste pieken tot de vijf laagste dalen over de bemonsteringslengte.
Rmax (maximale hoogte): Dit is de absolute hoogte van de hoogste piek tot de laagste dal binnen de bemonsteringslengte.
Rq (root mean square roughness): Dit is de effectieve waarde van de oppervlaktehoogteverdeling, die meer informatie geeft over de pieken en dalen van het oppervlak dan Ra.
Daarnaast zijn er vele andere parameters voor de oppervlakteafwerking, zoals Rv, Rp, Rsk, enz., die kunnen worden gebruikt om verschillende oppervlakte-eigenschappen te beschrijven. Oppervlakteafwerkingsmetingen kunnen worden uitgevoerd met contact (bijv. micrometer) of contactloos (bijv. laserscanning). Tijdens het ontwerp- en bewerkingsproces moet het juiste oppervlakteafwerkingsniveau worden geselecteerd op basis van de specifieke toepassing van het onderdeel. Over het algemeen betekenen hogere oppervlakteafwerkingsniveaus een lagere ruwheid, maar ook hogere bewerkingskosten.
Waarom is oppervlakteafwerking belangrijk in de technische productie?
Het belang van oppervlakteruwheid in de technische productie komt tot uiting in veel aspecten, omdat het direct van invloed is op de prestaties, levensduur en kosten van onderdelen.
-Wrijvingseigenschappen: Oppervlakteruwheid beïnvloedt de wrijvingscoëfficiënt en daarmee de slijtagesnelheid en smeervereisten van het onderdeel. Gladde oppervlakken verminderen de wrijving en verhogen de mechanische efficiëntie.
-Afdichtingsprestaties: Bij onderdelen die afgedicht moeten worden (zoals cilinders, kleppen, etc.) kan een lage oppervlakteruwheid de afdichting verbeteren en lekkage voorkomen.
-Vermoeiingssterkte: Kleine putjes en scheurtjes in ruwe oppervlakken kunnen een aanleiding vormen voor vermoeiingsscheuren, waardoor de vermoeiingslevensduur van het onderdeel afneemt.
-Contactstijfheid en montagekwaliteit: Oppervlakteruwheid heeft invloed op het contactoppervlak tussen onderdelen, wat op zijn beurt invloed heeft op de contactstijfheid en de belastingverdeling tijdens de montage.
-Corrosiebestendigheid: Gladdere oppervlakken hebben minder openingen en er kan zich minder corrosief materiaal ophopen. Hierdoor zijn ze beter bestand tegen corrosie.
-Optische eigenschappen: Voor onderdelen die licht moeten reflecteren (zoals spiegels) moet de oppervlakteruwheid zo laag mogelijk zijn om optische prestaties te garanderen.
Factoren die de oppervlakteafwerking bij CNC-bewerking beïnvloeden
Er zijn diverse factoren die de oppervlakteafwerking kunnen beïnvloeden. De belangrijkste factoren zijn:
Verwerkingsmethoden
Verschillende bewerkingsmethoden (zoals draaien, frezen, slijpen, polijsten, enz.) resulteren in verschillende oppervlakte-eigenschappen. Zo resulteert slijpen vaak in een gladder oppervlak dan draaien.
Gereedschapsconditie
Het materiaal, de geometrie, de scherpte, de slijtage, enz. van het gereedschap hebben een aanzienlijke invloed op de oppervlakteafwerking. Bot of versleten gereedschap resulteert in een slechte oppervlakteafwerking.
Verwerkingsparameters
Inclusief snijsnelheid, voedingssnelheid en snijdiepte. Hogere snijsnelheden kunnen gladdere oppervlakken opleveren, maar te hoge snijsnelheden kunnen ook de oppervlaktekwaliteit verminderen door thermische schade aan het gereedschap; lagere voedingssnelheden en snijdieptes kunnen de oppervlakteruwheid verminderen.
Materiaal werkstuk
Verschillende materialen hebben verschillende verwerkingseigenschappen, zoals hardheid, taaiheid en interne spanningstoestand, die de oppervlakteafwerking na bewerking beïnvloeden. Bij bepaalde materialen is het gemakkelijker om een hoge afwerkingsgraad te bereiken, terwijl andere moeilijker kunnen zijn.
Gebruik van koelvloeistof
Koelvloeistof kan de temperatuur van de snijzone verlagen, smering bieden, gereedschapsslijtage verminderen en zo de gladheid van het bewerkte oppervlak verbeteren. Onjuist gebruik kan echter ook leiden tot oppervlakteverontreiniging of corrosie.
Oppervlakteafwerking meten
1. Vergelijkende methode
Een methode om de ruwheidswaarde van het gemeten oppervlak te bepalen door het te vergelijken met een ruwheidsmonster dat met een bepaalde waarde is gemarkeerd.
Kenmerken: Gemakkelijk te meten, geschikt voor metingen op locatie in werkplaatsen, vaak gebruikt voor metingen op middelgrote of ruwe oppervlakken.
2. Lichte sectiemethode
Een methode om de oppervlakteruwheid te meten met behulp van het principe van de lichte doorsnede.
Gebruikt instrument: lichtsectiemicroscoop (dubbele buismicroscoop)
Geschikt voor het meten van vlakke of cilindrische oppervlakken van metalen onderdelen die bewerkt zijn door draaien, frezen, schaven of andere vergelijkbare methoden. Geschikt voor het meten van oppervlakken met Rz=~80 μm en het tegelijkertijd bepalen van de Ry-waarde.
3. Interventiemethode
Gebruik het principe van lichtgolfinterferentie.
Gebruikt instrument: interferentiemicroscoop.
Geschikt voor het meten van extreem gladde oppervlakken, Rz=0.025~0.84 m.
4. Aanraaknaaldmethode
De methode om het dwarsdoorsnedeprofiel van microscopische oneffenheden via de punt van een naald te voelen, heet contactmeting.
Meetinstrument: Elektrisch profielmeetinstrument
Meetbereik: Ra=0.025~5 μm oppervlak
Kenmerken: snel en betrouwbaar, eenvoudig te bedienen, eenvoudig te realiseren automatische metingen en microcomputergegevensverwerking; het gemeten oppervlak is gemakkelijk te krassen.
Oppervlakte-eigenschappen, verwerkingsmethoden en toepassingsvoorbeelden van oppervlakteruwheid
| Oppervlakte eigenschappen | Ra/μm | Verwerkingsmethode | Aanvraag | |
| Ruwe oppervlakken | Licht zichtbare messporen | ≤ 20 | Ruw draaien, ruw schaven, ruw frezen, boren, vijlen, zagen | Asuiteinden, afschuiningen, geboorde gaten, tandwiel- en poeliezijden, spiebaanbodems |
| halfglad oppervlak | Microverwerkingsmarkeringen | ≤ 10 | Draaien, schaven, frezen, kotteren, boren, ruwen | Niet-passende oppervlakken waar lagers en tandwielen niet op de as zijn gemonteerd, vrije montagevlakken van bevestigingsmiddelen, ondersnijdingen op assen en gaten |
| Microverwerkingsmarkeringen | ≤ 5 | Draaien, schaven, frezen, boren, slijpen, trekken, grof schrapen, walsen | Half afgewerkt oppervlak, het oppervlak van de doos, beugel, deksel, huls, enz. dat wordt gecombineerd met andere onderdelen zonder dat daaraan eisen worden gesteld | |
| De verwerkingsmarkeringen zijn niet duidelijk te zien | ≤ 2.5 | Draaien, schaven, frezen, boren, slijpen, trekken, schrapen, persen en tandfrezen | Dicht bij het afgewerkte oppervlak, het booroppervlak van de doos voor het monteren van het lager, het werkoppervlak van het tandwiel | |
| Glad oppervlak | Zichtbare verwerkingsrichting | ≤ 1.25 | Draaien, boren, trekken, schrapen, fijnruimen, tandwiel slijpen, walsen | Cilindrische pennen, conische pennen, pasvlakken met wentellagers |
| Microdiscriminatie van de richting van het bewerkingsspoor | ≤ 0.63 | Precisieruimen, precisieboren, slijpen en schrapen, walsen | Geleiderailoppervlak van draaibank met hogere precisie | |
| De richting van de bewerkingssporen kan niet worden onderscheiden | ≤ 0.32 | Fijn slijpen, honen, slijpen, superfinishen | Precisie-gereedschapsspindel met taps toelopend gat, bovenste conische oppervlakte, motorkrukas, nokkenaswerkoppervlak, tandoppervlak van een hoog precisietandwiel | |
| Extreem glad oppervlak | Donker glanzend oppervlak | ≤ 0.16 | Fijn slijpen, slijpen, algemeen polijsten | Binnenoppervlak van de cilinderbus, oppervlak van de zuigerpen |
| Helder glanzend oppervlak | ≤ 0.08 | Superfijn slijpen, fijn polijsten, spiegelslijpen | Het oppervlak van de spindellagers van precisiegereedschappen, de kogels van wentellagers en de pasvlakken van plunjers en plunjerbussen in hogedrukoliepompen | |
| Spiegelend glanzend oppervlak | ≤ 0.04 | |||
| Spiegelend oppervlak | ≤ 0.01 | Spiegelslijpen, superprecisieslijpen | Het werkoppervlak van zeer nauwkeurige meetinstrumenten en meetblokken, en het metalen spiegeloppervlak in optische instrumenten | |
Conclusie
Oppervlakteafwerking verwijst naar de vlakheid en gladheid van het oppervlak van een materiaal. Het is een belangrijke parameter om de kwaliteit van de oppervlaktebewerking te meten. Hoewel het bereiken van een nauwkeurige oppervlakteafwerking lastig en mogelijk duurder kan zijn, hoeft u zich geen zorgen te maken. Ons toegewijde team biedt de nodige ondersteuning om u te helpen deze uitdagingen het hoofd te bieden. EASIAHOME kan u helpen de oppervlakteafwerkingsvereisten van uw bewerkte onderdelen te realiseren.
