鏡のような仕上がりで 触りやすい金属部品を 手にしていると想像してください信頼性の高い摩擦を提供する少し荒い表面を持つ別の部品をイメージ精密機械加工では,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で,高精度機械加工で.表面の荒さは 部品の外観だけでなく 機能にも直接影響します耐久性,全体的な性能. 表面の粗さを理解し,制御するにはどうすればよいですか? 特定のプロジェクト要件に適した表面仕上げをどのように選ぶべきですか?この記事 は,優れた 製品 を 作り出す ため に,CNC 機械 加工 の 表面 粗さ に 関する 詳細 な 分析 を 提供 し て い ます.
表面荒さとは何か?
表面の荒らしさ は,部品 の 表面 に ある 微小 な 不規則 性 を 測定 する.単純 に 言い て は,理想 的 な 平面 から 実際 の 表面 の 偏差 を 反映 する.より大きな偏差は,より荒い表面を生む微小な偏差がより滑らかな仕上げを生む.これらの偏差は,マクロスコープ的な形状の誤りではなく,顕微鏡的なピークと谷です.
CNC加工では,表面の粗さが決定的であり,それは部品が環境と相互作用する方法を直接影響します.例えば,滑らかな表面は滑り部分の摩擦を軽減します.耐磨性を高める高摩擦が必要であれば,粗い表面が好ましい.したがって,表面の粗さを理解し制御することは,最適な部品性能を確保するための鍵です.
CNC加工部品に対する表面粗さの影響
表面の荒さは,いくつかの方法で部品の性能と機能に影響を及ぼします.
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摩擦と磨き滑らかな表面は摩擦係数が低く 磨きが軽減されます滑らかな表面は使用寿命を延長し,運用効率を向上させるのに不可欠です.
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密封性能:表面の荒れは密封効果に影響を与える.荒れやすい表面は漏れを引き起こす可能性があるが,滑らかな表面は水力および気圧システムにとって重要な密封性を提供する.
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疲労力:荒い表面はストレスの濃度を作り,疲労裂けの発生と拡散を加速させ,部品の寿命を短縮する.高ストレスの部品には制御された表面荒さが必要である.
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コーティング粘着性:表面の荒さ は,コーティング,塗料,または粘着剤の粘着強さに影響します.適切な荒さ は,機械的結合を強化します.しかし,過度の荒さは,不均等な塗装や剥離を引き起こす可能性があります..
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エステティック表面の荒さは外見に直接影響する.平らな表面は,通常より光りや視覚的な魅力を有し,粗い表面は鈍く見える.高い美学的な要求を持つ製品,消費電子機器や自動車のインテリアなど表面の荒さについて注意深く検討する必要があります.
表面粗さ測定単位
最も一般的な表面荒さ測定は"平均荒さ"で,通常は"Ra." Ra の値は,表面プロフィール点と中央線間の絶対距離の算術平均を表します単純に言えば,Ra値が低いのは滑らかな表面を示し,より高い値は粗い仕上げを示します.
他の一般的な表面荒さパラメータには,以下が含まれます.
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Rz: オーケー評価長さの内にある最高峰と最低谷間の垂直距離を測定するプロファイルの最大高さ
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フラン:ピークの高さ,最高ピークから中央線までの垂直距離を測定する.
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Rv: オーケー谷の深さ,最も低い谷から中央線までの垂直距離を測定する.
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Rmax:評価長さの内にあるピークと谷間の最大垂直距離を表す最大プロファイル高さ.
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RMS:経緯点から中央線までの距離の経緯平方を計算する.
主要な表面荒さ用語
表面の荒さをよく理解するには この一般的な用語を知ることが重要です
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Ra (算術平均粗さ)プロフィール点から中心線までの絶対距離の算術平均は,最も広く使用されている表面粗さパラメータです.
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Rz (最大高さ粗さ)評価長さの内にある最高峰と最低谷間の垂直距離
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Rp (最大ピークの高さ):評価長さの内にある最高峰から中心線までの垂直距離
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Rv (最大谷の深さ):評価長さの内にある最下谷から中央線までの垂直距離
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Rmax (最大プロフィール高さ):評価長さの内にある頂点と谷間の最大垂直距離
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RMS (平方根平均粗さ)プロフィールから中央線までの距離の平方根
適当な 表面 粗さ を 選ぶ
適した表面荒さを選ぶには,いくつかの要因を考慮する必要があります.
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部品の機能:異なる機能には異なる荒さが必要である.スライディングコンポーネントは摩擦を減らすために滑らかな表面を必要とし,高摩擦のアプリケーションには粗い仕上げが必要である.
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材料:異なる材料は,異なる加工特性を示します.いくつかの材料は滑らかな表面を容易に達成しますが,他の材料は粗い仕上げに適しています.
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機械加工プロセス:精密 な 磨き と 磨き は,非常に 滑らかな 表面 を 生み出し,砂吹き は より 粗い 質感 を 生み出します.
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費用:表面の荒らさは加工コストと相関する.一般的に,滑らかな表面は費用を増やすため,経済的考慮は機能要件をバランスする必要があります.
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処理後:部品が塗装や塗装などの追加処理を必要とする場合,表面荒さのこれらのプロセスへの影響は考慮されなければならない.
一般的な表面荒さ範囲には以下のものが含まれる.
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3.2 μm Ra:表面の粗さ要求が低いアプリケーションに最適です.
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1.6 μm Ra:適度な粗さ制御を必要とする部品に適しており,滑り部品や密封器で使用される加工痕跡が少なく,触感が滑らかである.
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0.8 μm Ra:高精度な部品で,見られる加工痕跡が最小で,表面が非常に滑らかで,高精度器具や光学要素に適しています.
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0.4 μm Ra:高級消費電子機器や航空宇宙部品に用いられる,鏡のような仕上げで,目に見える加工痕跡がない超高精度部品のために.
表面の粗さ範囲は,CNC加工プロセスによって
異なるCNCプロセスは,異なる荒さ範囲を達成します.
| プロセス |
表面荒さ範囲 (Ra) |
| 磨き |
0.4 μm - 6.3 μm |
| ターニング |
0.2 μm - 3.2 μm |
| 磨き |
00.025 μm - 0.8 μm |
| 磨き |
00.006 μm - 0.2 μm |
| 電気放電機械 (EDM) |
0.2 μm - 6.3 μm |
注:これらの範囲は推定値であり,実際の表面粗さには材料,工具,切断パラメータが関係する.
表面 粗さ の 異なる レベル を 達成 する
表面の荒さを制御する様々な方法:
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適切な プロセス を 選択 する精密 磨き は 滑らかな 表面 を 生み出す が,砂吹き は 粗い 質感 を 生み出す.
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切断パラメータを調整する:切る 速さ や 流出 速さ,流出 深さ は 粗さ に 影響 し ます.通常,低速 や 流出 速さ は,より 滑らかな 仕上げ を 生み出します.
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適切な 道具 を 選べ:ツール の 材料,幾何学,鋭さ は 表面 の 質 に 影響 し ます.最適 な ツール の 選択 は 機械 加工 の 結果 を 向上 さ せる.
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冷却剤の使用:冷却剤は切断温度と道具の磨きを軽減し,表面の仕上げを向上させる.
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処理後:砂吹き,磨き,塗装などの追加の処理により 表面の荒さもさらに変化します
一般的な表面処理プロセス
直接のCNC処理制御を超えて,様々な表面処理により部品の性能と外観が向上します.
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砂吹き:高速磨削噴射は,毛穴と酸化を除去し,均質な荒さを作り出し,コーティングの粘着性と外観を改善します.
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アノード化:電気化学酸化により,アルミ/チタンに保護層が作られ,耐磨/耐腐蝕性が向上し,色付けが可能になります.
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電気のない塗装:電気を使わずに金属を化学的に堆積させることで,耐磨性や耐腐蝕性,および溶接性が向上します.
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電気塗装:電解金属堆積は耐磨/耐腐蝕性及び導電性を向上させる.
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絵画:保護,装飾,または特殊機能のための表面コーティングは,耐腐蝕/耐磨性および耐候性を向上させます.
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磨き:微小突出物の機械的/化学的除去により,光沢を向上させ摩擦を軽減する滑らかな表面が作られます.
表面粗さ測定方法
表面の荒れさを測定するには,
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接触プロフィロメーター:表面に沿った垂直移動を測定する高精度スタイラス装置は,高精度だが表面を損傷する可能性がある.
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接触しないプロフィロメーター:表面プロファイルを記録する光学/レーザースキャナー
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表面荒さ比較装置:標準化された粗さサンプルとの視覚的な比較は簡単だが,正確性は低い.
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持ち運び可能な粗さテスト機:コンパクトで移動可能なデバイスは,通常接触測定を使用します. 現地検査に最適です.
表面荒さ比較表
| Ra (μm) |
表面の特徴 |
| 0.025 |
鏡の仕上がり,ほぼ完璧 |
| 0.05 |
極めて滑らかで,目に見える加工痕跡がない |
| 0.1 |
とても滑らかで,目に見える質感は最小 |
| 0.2 |
マグニフィケーション下での滑らかで薄い加工痕跡 |
| 0.4 |
繊細な仕上げ,見える加工痕跡 |
| 0.8 |
標準精密仕上げ |
| 1.6 |
商業的に良い仕上げ |
| 3.2 |
平均加工仕上げ |
| 6.3 |
粗末な加工面 |
| 12.5 |
粗い機械加工 |