Η τραχύτητα της επιφάνειας ποσοτικοποιεί τις μικροσκοπικές αποκλίσεις στη γεωμετρία ενός μηχανισμένου μέρους.Ακόμη και οι επιφάνειες με ακριβή μηχανήματα αποκαλύπτουν κορυφές και κοιλάδες. Αυτές οι μικροσκοπικές ατέλειες συνιστούν τραχύτητα της επιφάνειας.Στις μηχανικές επεξεργασίες CNC, οι διαδρομές εργαλείων, οι μηχανισμοί αφαίρεσης υλικών και πολλές μεταβλητές αφήνουν χαρακτηριστικά ίχνη που επηρεάζουν την απόδοση του μέρους.

Αυτή η μετρήσιμη φυσική ιδιότητα περιγράφει τα χαρακτηριστικά υφής μετά από πρωτογενείς διαδικασίες μηχανικής ή τελικής επεξεργασίας (όπως η αμμοκροτήση ή η γυάλωση).Το 2021 καθορίζονται βασικές παραμέτρους για τον ποσοτικό προσδιορισμό των ανωμαλιών επιφάνειας.

Οι κατασκευαστές βασίζονται σε τυποποιημένες μετρήσεις για να χαρακτηρίσουν την υφή της επιφάνειας:

• Ra (αριθμητική μέση τραχύτητα):Η πιο κοινή παράμετρος που αντιπροσωπεύει τη μέση απόκλιση από το μέσο προφίλ επιφάνειας.
• Rz (μέσο μέγιστο ύψος):Μετρά τη μέση διαφορά μεταξύ των υψηλότερων κορυφών και των βαθύτερων κοιλάδων σε όλα τα μήκη δειγματοληψίας.
• Rp (μέγιστο ύψος κορυφής προφίλ):Προσδιορίζει τη μοναδική υψηλότερη κορυφή σε σχέση με τη μέση γραμμή.
• Rv (μέγιστο βάθος κοιλάδας προφίλ):Καταγράφει την βαθύτερη κοιλάδα κάτω από τη μέση γραμμή.
• Εμφάνιση (κατεύθυνση υφής της επιφάνειας):Περιγράφει τον κυρίαρχο προσανατολισμό των σχεδίων επιφάνειας.

Μεταξύ αυτών, το Ra (μετρούμενο σε μικρομέτρα) χρησιμεύει ως οικουμενικό σημείο αναφοράς ∙ χαμηλότερες τιμές υποδεικνύουν ομαλότερες επιφάνειες.

Η τραχύτητα της επιφάνειας επηρεάζει βαθιά πολλαπλές πτυχές της απόδοσης των εξαρτημάτων:

• Χαρακτηριστικά τριβής:Οι τραχύτερες επιφάνειες αυξάνουν την στατική τριβή για καλύτερη πρόσφυση, ενώ τα ομαλότερα φινίρισμα μειώνουν τη δυναμική τριβή σε κινούμενα εξαρτήματα.
• Δυνατότητα προσκόλλησης της επικάλυψηςΟι μικροσκοπικές κοιλάδες ενισχύουν την κατακράτηση της επικάλυψης παρέχοντας μηχανικά σημεία αγκυρώσεως.
• Η αισθητική ποιότητα:Η υφή της επιφάνειας καθορίζει τις ιδιότητες αντανάκλασης του φωτός, επηρεάζοντας την οπτική εμφάνιση από ματ έως καθρέφτες.
• Κόστος παραγωγής:Η επίτευξη χαμηλότερων τιμών Ra απαιτεί χαμηλότερες ταχύτητες μηχανικής, πολλαπλές περάσεις και συχνά δευτερεύουσες λειτουργίες, οι οποίες επηρεάζουν σημαντικά την οικονομία της παραγωγής.

Επιπρόσθετες εκτιμήσεις περιλαμβάνουν την ηλεκτρική αγωγιμότητα, την απόδοση σφράγισης, τις υγιεινές ιδιότητες και τα οπτικά χαρακτηριστικά.Το βέλτιστο επίπεδο τραχύτητας εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την προβλεπόμενη εφαρμογή του μέρους.

Οι διεργασίες CNC παράγουν συνήθως τραχύτητα επιφάνειας μεταξύ 0,1 μm Ra (υπερ-ομαλή) και 6,3 μm Ra (κλασική μηχανική).

Αυτό το προεπιλεγμένο εμπορικό φινίρισμα εμφανίζει ορατά σημάδια εργαλείου, αλλά παρέχει επαρκή λειτουργικότητα για τις περισσότερες εφαρμογές.Συνιστάται για δομικά στοιχεία και μη κρίσιμα μέρη όπου η επιφάνεια δεν επηρεάζει τις επιδόσεις.

Τυπικές εφαρμογές:Φάραμ μηχανών, κάλυψη κινητήρων αυτοκινήτων, κατασκευές βιομηχανικών εργαλείων.

Με αμυδρά σημάδια εργαλείου, αυτή η ποιότητα ταιριάζει σε συνδεδεμένα με ένταση εξαρτήματα και σφιχτά μέρη.

Τυπικές εφαρμογές:Υδραυλικές ράβδοι έμβολο, κιβώτια ταχυτήτων χαμηλών ταχυτήτων, στερεοδευτικά, ηλεκτρονικά περιβλήματα.

Αυτό το υψηλής ποιότητας φινίρισμα απαιτεί προσεκτική μηχανική επεξεργασία και ελαφριά τελική επεξεργασία.

Τυπικές εφαρμογές:Τεχνουργήματα ακριβείας, υδραυλικές βαλβίδες, ιατρικά όργανα, κοσμήματα.

Η καλύτερη τυπική τελική επεξεργασία CNC απαιτεί σχολαστική μηχανική επεξεργασία, η οποία συχνά ακολουθείται από γυάλωση.

Τυπικές εφαρμογές:Αεροδιαστημικά ρουλεμάν, πνευματικοί κύλινδροι, οπτικά εξαρτήματα, εκτυπώσεις ακριβείας.

Η επιλογή της κατάλληλης τιμής Ra απαιτεί την εξισορρόπηση τριών βασικών παραγόντων:

Εξετάστε τις λειτουργικές απαιτήσεις του εξαρτήματος, είτε απαιτεί ελάχιστη τριβή, μέγιστη πρόσφυση, βέλτιστη προσκόλληση της επικάλυψης ή ειδικές οπτικές ιδιότητες.Τα δυναμικά εξαρτήματα γενικά επωφελούνται από πιο ομαλές επιφάνειες, ενώ στατικά συγκροτήματα μπορεί να χρειάζονται ελεγχόμενη τραχύτητα.

Για διακοσμητικά μέρη ή ορατά συστατικά, η υφή της επιφάνειας επηρεάζει σημαντικά την οπτική ελκυστικότητα.6 μm Ra) παράγουν ματρές εμφανίσεις..

Οι χαμηλότερες τιμές Ra απαιτούν περισσότερο χρόνο μηχανικής, εξειδικευμένα εργαλεία και συχνά δευτερεύουσες εργασίες.Αξιολογήστε εάν τα οφέλη απόδοσης δικαιολογούν τα πρόσθετα έξοδα κατασκευής για την ειδική σας εφαρμογή.

Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν την επίτευξη των επιφανειακών τελειών:

• Ταχύτητα κοπής:Οι υψηλότερες ταχύτητες βελτιώνουν γενικά την ποιότητα της τελικής κατασκευής, αλλά μπορεί να αυξήσουν την παραγωγή θερμότητας.
• Ποσοστό τροφοδοσίας:Οι πιο αργές τροφοδοσίες επιτρέπουν πιο ακριβή αφαίρεση υλικού για πιο ομαλές επιφάνειες.
• Βαθμό κοπής:Τα ρηχά περάσματα ελαχιστοποιούν την κάμψη του εργαλείου και τις δονήσεις.

• Γεωμετρία εργαλείου:Οι κοφτερές άκρες με τις βέλτιστες γωνίες αρίσματος παράγουν καθαρότερες κοψίματα.
• Κατάσταση εργαλείου:Τα φθαρμένα εργαλεία υποβαθμίζουν την ποιότητα της επιφάνειας και αυξάνουν την τραχύτητα.
• Υλικό εργαλείου:Τα σκληρότερα υλικά εργαλείων (καρβίδιο, διαμάντι) διατηρούν την οξύτητα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Η σωστή εφαρμογή ψυκτικού αποτρέπει τη θερμική στρέβλωση που θα μπορούσε να επηρεάσει την ποιότητα της τελικής κατασκευής.

Τα χαρακτηριστικά του εργαστηρίου, όπως η σκληρότητα, η θερμική επέκταση και η τάση για σκληρότητα, επηρεάζουν την επίτευξη επιφανειακών τελειών.

Οι δευτερεύουσες εργασίες μπορούν να βελτιώσουν περαιτέρω την υφή της επιφάνειας:

• Στρίψιμο/Λάμψη:Προχωρά στην απομάκρυνση υλικού για να επιτευχθεί καθρέφτης.
• Πυροβολισμός χάντρων:Δημιουργεί ομοιόμορφη ματ υφή μέσω της ακαθαρσίας.
• Βούρτσισμα:Παράγει κατευθυνόμενα φινίρισμα σατέν χρησιμοποιώντας αθρεπτικές βούρτσες.

Παρόλο που συχνά χρησιμοποιούνται εναλλάξ, οι όροι αυτοί έχουν ξεχωριστές έννοιες:

• Επεξεργασία:Περιγράφει ποσοτικά μικροσκοπικές παρατυπίες υφής (μετρούμενες σε Ra, Rz κλπ.)
• Επιφάνεια:Περιλαμβάνει τόσο την υφή όσο και τη συνολική κατάσταση της επιφάνειας, συμπεριλαμβανομένων των εφαρμοζόμενων επεξεργασιών (ανωδίαση, επικάλυψη, βαφή)

Αρκετές τεχνικές επαληθεύουν την ποιότητα της υφής της επιφάνειας:

• Προφίλομετρητές επαφής:Χρησιμοποιήστε στυλ με κορυφή διαμαντιού για να εντοπίσετε φυσικά τα περίμετρα της επιφάνειας.
• Μέθοδοι χωρίς επαφή:Χρησιμοποιήστε λέιζερ ή οπτικά συστήματα για λεπτές επιφάνειες.
• Μικροσκόπηση ατομικής δύναμης:Παρέχει ανάλυση νανομέτρου για εξαιρετικά ακριβείς επιφάνειες.
• Συγκριτικά δείγματα:Οπτική αντιστοιχία με τα τυποποιημένα δείγματα τραχύτητας.

Η τραχύτητα της επιφάνειας αντιπροσωπεύει μια κρίσιμη διάσταση της ποιότητας επεξεργασίας CNC, επηρεάζοντας τη λειτουργική απόδοση, το κόστος παραγωγής και την αισθητική του προϊόντος.κριτήρια επιλογής, και μεθόδους ελέγχου, οι μηχανικοί μπορούν να βελτιστοποιήσουν τα μέρη για τις προβλεπόμενες εφαρμογές τους.Η ορθή προδιαγραφή και επαλήθευση της υφής της επιφάνειας διασφαλίζει ότι τα εξαρτήματα πληρούν τόσο τις τεχνικές απαιτήσεις όσο και τις προσδοκίες ποιότητας.