CNC işleme sürecinde , işlenmiş yüzeyin pürüzsüzlüğü çok önemli bir göstergedir. Yüzey kalitesi, bir parçanın dokusu veya pürüzsüzlüğü olarak tanımlanır ve yalnızca parçanın estetiğini etklemekle kalmaz, aynı zamanda uygulama performansını belirlemede de hayati bir rol oynar. Sürtünme, aşınma direnci ve hatta yağlayıcıyı tutma yeteneği gibi faktörler, yüzey işleminin doğruluğuna bağlıdır.
Yüzey İşlemi Nedir?
İşlenmiş yüzey kalitesi, CNC işleme sırasında bir parçanın yüzeyinin mikro geometrisinin kalitesini ifade eder. Bu kalite, yüzeyin düzgünlüğü, işleme işaretlerinin düzenliliği ve yüzey pürüzlülük derecesi değerlendirilerek ölçülür.
Yüzey kalitesi parçaların işlevini etkileyen temel faktörlerden biridir. Parçaların sürtünmesini, aşınmasını, yorulma mukavemetini, sızdırmazlığını, temas sertliğini, titreşimini ve gürültüsünü etkileyecektir.
İşlenmiş yüzey kalitesi tipik olarak aşağıdaki parametreler kullanılarak ölçülür:
Ra (Ortalama Pürüzlülük): Bu, en yaygın kullanılan yüzey pürüzlülüğü parametresidir ve yüzeyin örneklenen uzunluğu boyunca mutlak değerlerin aritmetik ortalama yüksekliğini temsil eder.
Rz (on noktalı yükseklik ortalaması): Bu, örnekleme uzunluğu boyunca en yüksek beş tepeden en düşük beş vadiye kadar olan ortalama değeri temsil eder.
Rmax (maksimum yükseklik): Bu, örnekleme uzunluğu içindeki en yüksek tepeden en düşük çukura kadar olan mutlak yüksekliktir.
Rq (kök ortalama kare pürüzlülük): Bu, yüzey yüksekliği dağılımının kök ortalama kare değeridir ve Ra'dan daha çok yüzeyin tepe ve çukurları hakkında bilgi verir.
Ayrıca yüzeyin farklı özelliklerini tanımlamak için kullanılabilecek Rv, Rp, Rsk vb. gibi birçok başka yüzey bitirme parametresi de vardır. Yüzey pürüzlülüğü ölçümleri temaslı (örneğin mikrometre) veya temassız (örneğin lazer tarama) yöntemlerle gerçekleştirilebilir. Tasarım ve işleme süreci sırasında, parçanın özel uygulamasına göre uygun yüzey bitirme seviyesinin seçilmesi gerekir. Genel olarak konuşursak, daha yüksek yüzey kalitesi seviyeleri daha düşük pürüzlülük anlamına gelir ancak aynı zamanda daha yüksek işleme maliyetleri anlamına da gelir.
Mühendislik imalatında yüzey kalitesi neden önemlidir?
Mühendislik imalatında yüzey pürüzlülüğünün önemi birçok açıdan yansıtılmaktadır çünkü parçaların performansını, ömrünü ve maliyetini doğrudan etkilemektedir.
-Sürtünme özellikleri: Yüzey pürüzlülüğü, sürtünme katsayısını ve dolayısıyla parçanın aşınma oranını ve yağlama gereksinimlerini etkiler. Pürüzsüz yüzeyler sürtünmeyi azaltır ve mekanik verimliliği artırır.
-Sızdırmazlık performansı: Sızdırmazlık gerektiren parçalar (silindirler, vanalar vb.) için düşük yüzey pürüzlülüğü, sızdırmazlık etkisini artırmaya ve sızıntıyı önlemeye yardımcı olabilir.
-Yorulma Dayanımı: Pürüzlü yüzeylerdeki küçük çukurlar ve çatlaklar, yorulma çatlaklarının başlangıç noktası olarak işlev görebilir ve parçanın yorulma ömrünü azaltabilir.
-Temas sertliği ve montaj kalitesi: Yüzey pürüzlülüğü, parçalar arasındaki temas alanını etkiler; bu da montaj sırasında temas sertliğini ve yük dağılımını etkiler.
-Korozyon direnci: Daha pürüzsüz yüzeylerde daha az boşluk bulunur ve aşındırıcı maddelerin birikme olasılığı daha düşüktür, bu nedenle daha iyi korozyon direncine sahiptirler.
-Optik özellikler: Işığı yansıtması gereken parçalar (örneğin aynalar) için, optik performansı sağlamak amacıyla yüzey pürüzlülüğünün çok düşük olması gerekir.
CNC İşlemede Yüzey İşlemini Etkileyen Faktörler
Yüzey kalitesi çeşitli faktörlerden etkilenebilir; temel faktörler şunları içerir:
İşleme yöntemleri
Farklı işleme yöntemleri (tornalama, frezeleme, taşlama, cilalama vb.) farklı yüzey özelliklerine neden olacaktır. Örneğin taşlama genellikle tornalamaya göre daha pürüzsüz bir yüzey elde edilmesini sağlar.
Takım durumu
Takımın malzemesi, geometrisi, keskinliği, aşınma durumu vb. yüzey kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olacaktır. Körelmiş veya aşınmış takımlar yüzey kalitesinin kötü olmasına neden olur.
İşleme parametreleri
Kesme hızı, ilerleme hızı ve kesme derinliği dahil. Daha yüksek kesme hızları daha düzgün yüzeyler üretebilir ancak çok yüksek kesme hızları, takımdaki termal hasar nedeniyle yüzey kalitesini de düşürebilir; daha küçük ilerleme hızları ve kesme derinlikleri yüzey pürüzlülüğünü azaltabilir.
İş parçası malzemesi
Farklı malzemeler, sertlik, tokluk ve iç gerilim durumu gibi, işlemden sonra yüzey kaplamasını etkileyecek farklı işleme özelliklerine sahiptir. Bazı malzemelerde yüksek bir sonuç elde etmek daha kolay olabilirken bazıları zor olabilir.
Soğutma sıvısı kullanımı
Soğutucu, kesme bölgesinin sıcaklığını azaltabilir, yağlama sağlayabilir, takım aşınmasını azaltabilir ve böylece işlenmiş yüzeyin düzgünlüğünü geliştirebilir. Ancak yanlış kullanım yüzeyin kirlenmesine veya korozyona da yol açabilir.
Yüzey İşleminin Ölçülmesi
1. Karşılaştırmalı yöntem
Ölçülen yüzeyin pürüzlülük değerinin, belirli bir değerle işaretlenmiş bir pürüzlülük numunesi ile karşılaştırılarak belirlenmesine yönelik bir yöntem.
Özellikler: Ölçümü kolaydır, atölyelerde yerinde ölçümler için kullanılır, genellikle orta veya pürüzlü yüzeylerde ölçüm yapmak için tercih edilir.
2. Hafif kesit yöntemi
Işık kesiti ilkesini kullanarak yüzey pürüzlülüğünü ölçmeye yönelik bir yöntem.
Kullanılan alet: ışık kesit mikroskobu (çift tüplü mikroskop)
Tornalama, frezeleme, planyalama veya benzeri yöntemlerle işlenmiş metal parçaların düz veya silindirik yüzeylerinin ölçülmesi için uygundur. Rz=~80μm olan yüzeylerin ölçümü ve aynı zamanda Ry değerinin elde edilmesi için uygundur.
3. Müdahale yöntemi
Işık dalgası girişimi ilkesini kullanın.
Kullanılan alet: girişim mikroskobu.
Son derece pürüzsüz yüzeylerin ölçümü için uygundur, Rz=0.025~0.84m.
4. Dokunma iğnesi yöntemi
Mikroskobik düzgünsüzlüğün kesit profilini iğne ucu aracılığıyla hissetmenin yöntemi temaslı ölçümdür.
Ölçüm cihazı: Elektrikli profil ölçüm cihazı
Ölçüm aralığı: Ra=0.025~5 μm yüzey
Özellikler: Hızlı ve güvenilir, kullanımı kolay, otomatik ölçüm ve mikrobilgisayar veri işleme kolaylığı; ölçülen yüzey kolayca çizilebilir.
Yüzey özellikleri, işleme yöntemleri ve yüzey pürüzlülüğünün uygulama örnekleri
| Yüzey özellikleri | Ra/μm | İşleme yöntemi | Uygulama | |
| Pürüzlü Yüzeyler | Biraz görünür bıçak izleri | ≤20 | Kaba tornalama, kaba planyalama, kaba frezeleme, delme, eğeleme, testereyle kesme | Mil uç yüzleri, pahlar, delinmiş delikler, dişli ve kasnak kenarları, kama yuvası tabanları |
| yarı pürüzsüz yüzey | Mikro işlem işaretleri | ≤10 | Tornalama, planyalama, frezeleme, delik işleme, delme, kaba raybalama | Mil üzerine rulman ve dişlilerin monte edilmediği uyumsuz yüzeyler, bağlantı elemanlarının serbest montaj yüzeyleri, mil ve deliklerdeki alt kesikler |
| Mikro işlem işaretleri | ≤5 | Tornalama, planyalama, frezeleme, delik işleme, taşlama, çekme, kaba kazıma, haddeleme | Yarı mamul yüzey, kutu, braket, kapak, manşon vb.nin eşleşme zorunluluğu olmaksızın diğer parçalarla birleştirilen yüzeyi | |
| İşleme işaretlerini açıkça göremiyorum | ≤2.5 | Tornalama, planyalama, frezeleme, delik işleme, taşlama, çekme, kazıma, presleme ve diş frezeleme | Bitmiş yüzeye yakın, yatağın montajı için kutunun delme yüzeyi, dişlinin çalışma yüzeyi | |
| Yumuşak yüzey | Görünür işleme izleme yönü | ≤1.25 | Tornalama, delik işleme, çekme, kazıma, ince raybalama, dişli taşlama, haddeleme | Silindirik pimler, konik pimler, rulmanlı temas yüzeyleri |
| İşleme iz yönünün mikro ayrımı | ≤0.63 | Hassas raybalama, hassas delik işleme, taşlama ve kazıma, haddeleme | Daha yüksek hassasiyetli torna tezgahının kılavuz rayı yüzeyi | |
| İşleme izlerinin yönü ayırt edilemiyor | ≤0.32 | İnce taşlama, honlama, taşlama, süper bitirme | Hassas takım tezgahı mili konik deliği, üst konik yüzey, motor krank mili, eksantrik mili çalışma yüzeyi, yüksek hassasiyetli dişli diş yüzeyi | |
| Son derece pürüzsüz yüzey | Koyu parlak yüzey | ≤0.16 | İnce taşlama, taşlama, genel parlatma | Silindir gömleği iç yüzeyi, piston pimi yüzeyi |
| Parlak parlak yüzey | ≤0.08 | Süper ince taşlama, ince parlatma, ayna taşlama | Hassas takım tezgahlarının mil muylusunun yüzeyi, rulmanların bilyaları ve yüksek basınçlı yağ pompalarındaki pistonların ve piston manşonlarının birleşme yüzeyleri | |
| Ayna benzeri parlak yüzey | ≤0.04 | |||
| Ayna yüzeyi | ≤0.01 | Ayna taşlama, süper hassas taşlama | Yüksek hassasiyetli ölçüm cihazlarının ve ölçüm bloklarının çalışma yüzeyi ve optik cihazlarda metal ayna yüzeyi | |
Sonuç
Yüzey kalitesi, bir malzemenin yüzeyinin düzlüğünü ve pürüzsüzlüğünü ifade eder. Yüzey işleme kalitesini ölçmek için önemli bir parametredir. Hassas bir yüzey kalitesi elde etmek zor ve potansiyel olarak daha pahalı olsa da endişelenmenize gerek yok. Bu zorlukların üstesinden gelmenize yardımcı olmak için gerekli desteği sağlayacak özel bir ekibimiz var. EASIAHOME, işlenmiş parçalarınızın yüzey kalitesi gereksinimlerini karşılamanıza yardımcı olabilir.
