In CNC machining, Oberflächenrauheit Es geht nicht nur darum, wie ein Teil aussieht - es wirkt sich direkt aus, wie es funktioniert. Eine raue Oberfläche auf einem Lager kann zu übermäßigem Verschleiß führen, Während eine zu glatte Oberfläche am Griff es rutschig macht. Für Designer und Hersteller, Auswahl der rechten Oberflächenrauheit (gemessen vonRA -Werte) gleicht die Leistung aus, kosten, und Produktionszeit. Diese Anleitung bricht nieder, was die Oberflächenrauheit ist, wie man unterschiedliche RA -Noten erreicht, Welche Note für Ihr Projekt auswählen, und Beispiele in realer Welt, um kostspielige Fehler zu vermeiden.
Was ist die Oberflächenrauheit in der CNC -Bearbeitung?
Erste, Lassen Sie uns Verwirrung aufklären: Oberflächenrauheit UndOberflächenbeschaffung sind nicht gleich.
- Oberflächenrauheit: The tiny, irregular peaks and valleys on a part’s surface right after CNC machining. It’s measured by Ra (Average Roughness), which calculates the average distance between the highest peaks and lowest valleys (in microns, μm—1 μm = 0.001 mm).
- Oberflächenbeschaffung: The final look/feel of a part after post-processing (Z.B., Anodisierung, Sandstrahlen, oder elektroplieren). Post-processing can improve appearance, but it doesn’t erase the base surface roughness from machining.
Why Ra Matters
Even small changes in Ra affect a part’s performance:
- Friction: A rough surface (high Ra) erzeugt mehr Reibung - Bad für bewegliche Teile wie Zahnräder. Eine glatte Oberfläche (niedrige ra) reduziert die Reibung, kann aber zu rutschig für Griffe sein.
- Tragen: Raue Oberflächen tragen schneller ab. Zum Beispiel, eine Welle mit ra 3.2 μm trägt ein Lager 2x schneller als eine mit ra 0.8 μm.
- Fit: Eng anliegende Teile (Z.B., Ein Kolben in einem Zylinder) Benötigen Sie niedrige RA, um Jamming oder Lecks zu vermeiden.
Beispiel
Ein Hersteller von medizinischen Geräten verwendete a 3.2 μm RA -Finish für den Griff eines chirurgischen Werkzeugs. Die raue Oberfläche war schwer zu reinigen (Bakterien in Tälern gefangen), Also wechselten sie zu 1.6 μm ra. Die glattere Oberfläche war leichter zu desinfizieren, und es lieferte immer noch genug Griff für Chirurgen.
Key RA -Noten für CNC -Bearbeitung: Was sie meinen & Wann man sie benutzt
Die Produktionsindustrie (pro Standards wieISO 4287) Verwendet spezifische RA -Werte für die CNC -Bearbeitung. Die vier häufigsten Noten - von rau bis glatt - sind 3.2 μm, 1.6 μm, 0.8 μm, Und 0.4 μm. Unten ist eine detaillierte Aufschlüsselung von jedem, einschließlich Kosten, Anwendungsfälle, und Bearbeitungstipps.
RA -Gradvergleichstabelle
| RA -Wert | Visuell/fühlen | Beste Anwendungen | Bearbeitungsanforderungen | Kostenauswirkungen (vs. 3.2 μm ra) |
|---|---|---|---|---|
| 3.2 μm | Sichtbare Schnittspuren; etwas rau an die Berührung | – Verbraucherteile (Z.B., Plastikspielzeugkomponenten, Einfache Klammern) – Teile mit Lichtspannung/Last (Z.B., Regale mit niedrigem Gewicht) – Standardfinish für die meisten nicht kritischen Teile | Hohe Geschwindigkeit, feines Futter, Leichtes Schneiden | Grundkosten (0% Zunahme) |
| 1.6 μm | Leicht sichtbare Schnittspuren; glatter an die Berührung | – Eng anliegende Teile (Z.B., kleine Zahnräder, Schiebetür -Spuren) – Teile mit leichter Schwingung (Z.B., Kleine Elektromotorkomponenten) – Essenssichere Teile (einfacher zu reinigen als 3.2 μm) | Kontrollierte hohe Geschwindigkeit, Sehr feiner Futter, minimale Schneidkraft | +2.5% (Standard -Aluminium); höher für komplexe Teile |
| 0.8 μm | Kaum sichtbare Schnittspuren; Sehr glatt | – Stresskonzentrierte Teile (Z.B., Flugzeugflügelklammern) – Lichtladerlager (gelegentliche Bewegung) – Teile, die Farbe/Klebstoff benötigen (Die glatte Oberfläche hilft bei der Bindung) | Enge Geschwindigkeit/Vorschubregelung; Mehrfaches Licht geht | +5% (Standard -Aluminium); steigt mit Komplexität auf |
| 0.4 μm | Beinahirrror-Finish; Keine sichtbaren Marken | – Hochstress-Teile (Z.B., Motorkurbelwellen) – Schnell rotierende Komponenten (Z.B., Hochgeschwindigkeitslager, Wellen) – Medizinische Implantate (Die glatte Oberfläche verhindert Gewebereizungen) | Mehrere feine Pässe; Spezialwerkzeuge (Z.B., Diamond-Spitzenschneider); strenge Qualitätskontrolle | +11–15% (Standard -Aluminium); signifikant höher für komplexe Teile |
Fallstudie mit realer Welt: Auswahl der RA für ein Auto -Getriebeausgang
Ein Automobilhersteller testete drei RA -Werte für Getriebe Zahnräder:
- 3.2 μm ra: Zahnräder machten Geräusche und setzten sich danach ab 50,000 km.
- 1.6 μm ra: Rauschen reduziert, aber Trage trat immer noch bei bei 80,000 km.
- 0.8 μm ra: Minimales Geräusch, Tragen Sie frei zu 150,000 km.
Der Hersteller wählte 0.8 μm ra - obwohl es hinzugefügt wurde 5% zu kosten, Es reduzierte Garantieansprüche von 40%.
So erreichen Sie Ihren gewünschten RA -Wert
Das richtige RA zu bekommen ist nicht nur Glück - es hängt von Bearbeitungswerkzeugen ab, Einstellungen, und Material. Folgendes müssen Sie wissen:
1. Wählen Sie das richtige Schneidwerkzeug
- High Ra (3.2 μm): Standard -Carbide -Endmühlen funktionieren gut. Sie sind billig und schnell.
- Niedrige ra (0.4 μm): Verwenden Sie scharf, Hochwertige Werkzeuge (Z.B., Diamantkarbid oder beschichtetes Carbid). Stumpfe Werkzeuge hinterlassen raue Oberflächen.
2. Einstellungen für die Bearbeitungseinstellungen
- Geschwindigkeit (Drehzahl): Höhere Geschwindigkeit = glattere Oberfläche (Reduziert das Werkzeugvibration). Für Aluminium, Verwenden Sie 3.000 bis 5.000 U / min für 3.2 μm ra; 5,000–8.000 U / min für 0.4 μm ra.
- Futterrate: Langsameres Futter = glattere Oberfläche. Für 3.2 μm ra, Verwenden Sie 100–200 mm/min; für 0.4 μm ra, fallen auf 50–100 mm/min.
- Tiefe des Schnitts: Flache Schnitte (0.1–0,2 mm) Lassen Sie weniger Rauheit als tiefe Schnitte (0.5+ mm).
3. Materielle Angelegenheiten
Weiche Materialien (Z.B., Aluminium, Plastik) sind leichter zu glätten als harte Materialien (Z.B., Stahl, Titan):
- Aluminium: Kann erreichen 0.4 μm RA mit Standardwerkzeugen.
- Stahl: Benötigt beschichtete Werkzeuge und langsamere Geschwindigkeiten, um zu schlagen 0.8 μm ra.
- Titan: Erfordert spezielle Werkzeuge, um unten zu gelangen 1.6 μm ra.
Beispiel
Ein Geschäft versuchte, Titan -Teile zu maschben 0.8 μm RA mit Standard -Carbid -Werkzeugen. Die Oberfläche war zu rau (1.2 μm ra). Sie wechselten zu Titanium-beschichteten Werkzeugen und verlangsamten die Vorschubquote-das schlagende Treffer 0.8 μm ra.
CNC -Mahlen vs. Drehen: Wie sie die Oberflächenrauheit beeinflussen
CNC -Fräsen (Schneiden mit rotierenden Werkzeugen) und CNC drehen sich (das Teil beim Schneiden drehen) erzeugen eine unterschiedliche Oberflächenrauheit - selbst mit dem gleichen RA -Ziel. Hier ist der Grund:
| Verfahren | Wie es funktioniert | Oberflächenrauheit Notizen | Am besten für |
|---|---|---|---|
| CNC -Fräsen | Das Werkzeug dreht sich und bewegt sich über das Teil. Hinterlässt eine „überbackene“ Oberfläche (Aus Werkzeugrotation). | – Schwerer, sehr niedrig zu bekommen ra (0.4 μm) wegen Jakobsmuscheln. – Jakobsmuscheln sind auf großen flachen Oberflächen sichtbarer. | Komplexe Teile mit Löchern, Slots, oder 3D -Formen (Z.B., Motorblöcke, Klammern). |
| CNC drehen sich | Teilspins; Werkzeug bleibt stationär. Hinterlässt einen glatten, Kreismuster. | – Leichter zu erreichen ra (0.4 μm) Wegen des konsistenten Werkzeugkontakts. – Glattere Oberflächen auf zylindrischen Teilen (Z.B., Wellen, Bolzen). | Zylindrische Teile (Z.B., Lager, Stifte, Rohre). |
Fallstudie: Mahlen vs. Einen Schaft drehen
Ein Hersteller brauchte a 10 mm Stahlwelle mit 0.8 μm ra.
- Mahlen: Nahm 3 Pässt zu treffen 0.8 μm ra; Die Oberfläche hatte schwache Jakobsmuscheln.
- Drehen: Schlag 0.8 μm ra in 1 passieren; Die Oberfläche war glatt und gleichmäßig.
Sie entschieden sich für den Schaft - es war schneller und erzeugte eine bessere Oberfläche.
Wann vermeiden Sie zu überflüssig (Und Geld sparen)
Niedrige ra (Z.B., 0.4 μm) klingt großartig, aber es ist nicht immer notwendig. Überschwemmungsverlustzeit Zeit und Geld verschwendet:
- Nicht bewegende Teile: Eine dekorative Klammer braucht keine 0.4 μm RA - 3,2 μm funktioniert gut und kostet weniger.
- Griffe/Griffe: Zu glatte Oberflächen (0.4 μm ra) sind rutschig. A 1.6 μm RA -Finish bietet einen besseren Griff zu geringeren Kosten.
- Postbearbeitete Teile: Wenn Sie einen Teil anodieren, 3.2 μm RA reicht aus - das Anodize verbergt raue Markierungen.
Beispiel
Eine Möbelgesellschaft, die verwendet werden soll 0.8 μm ra für Holzstuhlbeine (CNC-Mached). Sie stellten fest, dass die Beine gemalt würden, Also wechselten sie zu 3.2 μm ra. Sie retteten 5% pro Bein und die Farbe bedeckten die rauen Markierungen perfekt.
Perspektive der Yigu -Technologie auf die Rauheit der CNC -Bearbeitungsoberfläche
Bei Yigu Technology, Wir glaubenOberflächenrauheit (Ra) ist ein Gleichgewicht zwischen Funktion und Kosten. Zu viele Kunden übergeordnet (Z.B., 0.4 μm ra für eine nicht kritische Klammer) und zu keinem Vorteil mehr bezahlen. Wir helfen ihnen dabei: Zum Beispiel, Ein Kunde, der Gartenwerkzeuggriffe ausgeschaltet von gestrichen wurden 1.6 μm zu 3.2 μm ra, sparen 2.5% pro Einheit ohne Verlust im Griff. Wir teilen auch Bearbeitungs -Tipps - wie die Verwendung von Drehen für zylindrische Teile -, um RA -Ziele schneller zu treffen. Oberflächenrauheit ist nicht nur eine Zahl; Es geht darum, Teile zu erstellen, die gut funktionieren, ohne die Bank zu brechen.
FAQ
- Kann ich einen RA -Wert niedriger bekommen als 0.4 μm für die CNC -Bearbeitung?
Ja, Aber es ist selten und kostspielig. Werte wie 0.2 μm oder 0.1 μm erfordern spezielle Prozesse (Z.B., Länen oder Honen) Nach CNC -Bearbeitung. Diese fügen den Kosten 20–50% hinzu und werden nur für Ultra-Präzisionsteile verwendet (Z.B., Luft- und Raumfahrtmotorenkomponenten oder High-End-medizinische Implantate). - Warum wird CNC besser als das Fräsen für glatte zylindrische Teile?
Das Drehen hält das Teil mit einer konsistenten Geschwindigkeit dreht, Das Schneidwerkzeug stellt also sogar Kontakt mit der Oberfläche auf - keine Jakobsmuscheln wie Mahlen. Für a 10 MM -Welle, Drehen kann treffen 0.4 μm ra in 1 passieren, Während Mahlen Bedürfnisse 3+ vergeht und lässt immer noch schwache Jakobsmuscheln. - Nach der Verarbeitung (Wie Anodisierung) Oberflächenrauheit verbessern?
Nein-post-verarbeitende Veränderungen verändert das Aussehen, reduziert aber die Basis-RA nicht. Anodisierung a 3.2 μm Ra Aluminiumteil wird es glänzend aussehen lassen, aber die zugrunde liegenden Gipfel und Täler (3.2 μm) sind noch da. Wenn Sie eine glatte Oberfläche benötigen, Sie müssen es zuerst zu einer niedrigen RA-Post-Verarbeitung maschben.