Na usinagem CNC, rugosidade da superfície não se trata apenas da aparência de uma peça - afeta diretamente como funciona. Uma superfície áspera em um rolamento pode causar desgaste excessivo, enquanto uma superfície muito suave em uma aderência pode torná-la escorregadia. Para designers e fabricantes, Escolhendo a rugosidade da superfície certa (medido porValores da RA) equilibra o desempenho, custo, e tempo de produção. Este guia quebra o que a rugosidade da superfície é, Como alcançar diferentes graus de AR, Qual nota escolher para o seu projeto, e exemplos do mundo real para evitar erros caros.
O que é rugosidade da superfície na usinagem CNC?
Primeiro, Vamos esclarecer a confusão: rugosidade da superfície eacabamento superficial não são iguais.
- Rugosidade da superfície: 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).
- Acabamento superficial: The final look/feel of a part after post-processing (Por exemplo, Anodizando, jato de areia, ou eletroplatação). 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) Cria mais atrito - Bad para peças móveis como engrenagens. Uma superfície lisa (Ra baixa) reduz o atrito, mas pode ser muito escorregadio para garras.
- Vestir: Superfícies ásperas se desgastam mais rápido. Por exemplo, um eixo com ra 3.2 μm usará um rolamento 2x mais rápido que um com RA 0.8 μm.
- Ajustar: Peças justas (Por exemplo, um pistão em um cilindro) Precisa de AR baixo para evitar tocar ou vazamentos.
Exemplo
Uma fabricante de dispositivos médicos usou um 3.2 Acabamento de μm RA para a alça de uma ferramenta cirúrgica. A superfície áspera era difícil de limpar (bactérias presas em vales), Então eles mudaram para 1.6 μm ra. A superfície mais suave era mais fácil de higienizar, e ainda forneceu aderência suficiente para os cirurgiões.
Númeras -chave de AR para usinagem CNC: O que eles significam & Quando usá -los
A indústria de manufatura (por padrões comoISO 4287) usa valores específicos de RA para usinagem CNC. Os quatro graus mais comuns - de áspero a suavizar - são 3.2 μm, 1.6 μm, 0.8 μm, e 0.4 μm. Abaixo está um detalhamento detalhado de cada, incluindo custo, casos de uso, e dicas de usinagem.
Tabela de comparação de grau de AR
| Valor da RA | Visual/sentimento | Melhores aplicações | Requisitos de usinagem | Impacto de custo (vs.. 3.2 μm ra) |
|---|---|---|---|---|
| 3.2 μm | Marcas de corte visíveis; um pouco áspero ao toque | – Peças de consumo (Por exemplo, Componentes de brinquedos de plástico, Suportes simples) – Peças com estresse leve/carga (Por exemplo, Prateleiras de baixo peso) – Acabamento padrão para a maioria das peças não críticas | Alta velocidade, alimentação fina, Corte leve | Custo base (0% aumentar) |
| 1.6 μm | Marcas de corte ligeiramente visíveis; mais suave ao toque | – Peças justas (Por exemplo, engrenagens pequenas, trilhos de porta deslizantes) – Peças com vibração leve (Por exemplo, pequenos componentes do motor elétrico) – Peças seguras à comida (mais fácil de limpar do que 3.2 μm) | Alta velocidade controlada, Alimentação muito fina, força de corte mínima | +2.5% (alumínio padrão); mais alto para peças complexas |
| 0.8 μm | Marcas de corte dificilmente visíveis; muito suave | – Peças concentradas em estresse (Por exemplo, Suportes de asa de avião) – Rolamentos de carga leve (movimento ocasional) – Peças que precisam de tinta/adesivo (A superfície lisa ajuda a ligação) | Velocidade apertada/controle de alimentação; Múltiplas passes de luz | +5% (alumínio padrão); sobe com complexidade |
| 0.4 μm | Acabamento próximo ao espelho; Sem marcas visíveis | – Peças de estresse alto (Por exemplo, Cab para eixos do motor) – Componentes de rotatividade rápida (Por exemplo, Rolamentos de alta velocidade, eixos) – Implantes médicos (A superfície lisa impede a irritação do tecido) | Múltiplos passes finos; ferramentas especializadas (Por exemplo, Cutters com ponta de diamante); Controle de qualidade estrita | +11–15% (alumínio padrão); significativamente maior para peças complexas |
Estudo de caso do mundo real: Escolhendo RA para um equipamento de transmissão de carro
Um fabricante de automóveis testou três valores de AR para engrenagens de transmissão:
- 3.2 μm ra: As engrenagens fizeram barulho e se desgastaram depois 50,000 km.
- 1.6 μm ra: Ruído reduzido, Mas o desgaste ainda ocorreu em 80,000 km.
- 0.8 μm ra: Ruído mínimo, desgaste sem 150,000 km.
O fabricante escolheu 0.8 μm ra - mesmo embora tenha adicionado 5% custar, reduziu as reivindicações de garantia por 40%.
Como alcançar o valor de RA desejado
Obter a RA certa não é apenas sorte - depende de ferramentas de usinagem, configurações, e material. Aqui está o que você precisa saber:
1. Escolha a ferramenta de corte certa
- High RA (3.2 μm): Os moinhos de extremidade de carboneto padrão funcionam bem. Eles são baratos e rápidos.
- Ra baixa (0.4 μm): Use Sharp, ferramentas de alta qualidade (Por exemplo, carboneto com ponta de diamante ou revestido). Ferramentas monótonas deixam superfícies ásperas.
2. Sintonize as configurações de usinagem
- Velocidade (RPM): Velocidade mais alta = superfície mais suave (reduz a vibração da ferramenta). Para alumínio, Use 3.000 a 5.000 rpm para 3.2 μm ra; 5,000–8.000 rpm para 0.4 μm ra.
- Taxa de alimentação: Alimentação mais lenta = superfície mais suave. Para 3.2 μm ra, Use 100–200 mm/min; para 0.4 μm ra, cair para 50-100 mm/min.
- Profundidade de corte: Cortes rasos (0.1–0,2 mm) Deixe menos rugosidade do que cortes profundos (0.5+ mm).
3. Matéria material
Materiais macios (Por exemplo, alumínio, plástico) são mais fáceis de suavizar do que materiais duros (Por exemplo, aço, titânio):
- Alumínio: Pode alcançar 0.4 μm RA com ferramentas padrão.
- Aço: Precisa de ferramentas revestidas e velocidades mais lentas para atingir 0.8 μm ra.
- Titânio: Requer ferramentas especializadas para ficar abaixo 1.6 μm ra.
Exemplo
Uma loja tentou fazer peças de titânio para fazer 0.8 μm RA com ferramentas de carboneto padrão. A superfície era muito difícil (1.2 μm ra). Eles mudaram para ferramentas revestidas com titânio e diminuíram a taxa de alimentação-finalmente atingindo 0.8 μm ra.
CNC Milling vs.. Virando: Como eles afetam a rugosidade da superfície
CNC Milling (Cortando com ferramentas rotativas) e CNC girando (girando a parte enquanto corta) produzir uma rugosidade de superfície diferente - mesmo com o mesmo alvo de RA. Aqui está o porquê:
| Processo | Como funciona | Notas de rugosidade da superfície | Melhor para |
|---|---|---|---|
| CNC Milling | A ferramenta gira e se move através da peça. Deixa uma superfície "recortada" (da rotação da ferramenta). | – Mais difícil de conseguir um Ra muito baixo (0.4 μm) por causa de vieiras. – Vieiras são mais visíveis em grandes superfícies planas. | Peças complexas com orifícios, slots, ou formas 3D (Por exemplo, Blocos do motor, Suportes). |
| CNC virando | Parte gira; A ferramenta permanece estacionária. Deixa um liso, padrão circular. | – Mais fácil de conseguir um raio baixo (0.4 μm) Devido ao contato consistente da ferramenta. – Superfícies mais suaves em peças cilíndricas (Por exemplo, eixos, parafusos). | Partes cilíndricas (Por exemplo, rolamentos, pinos, tubos). |
Estudo de caso: Moagem vs.. Girando um eixo
Um fabricante precisava de um 10 MM de eixo de aço com 0.8 μm ra.
- Moagem: Pegou 3 passa para acertar 0.8 μm ra; A superfície tinha vieiras fracas.
- Virando: Bater 0.8 μm ra in 1 passar; A superfície era lisa e uniforme.
Eles escolheram girar para o eixo - foi mais rápido e produziu uma superfície melhor.
Quando evitar suavizar demais (E economizar dinheiro)
Ra baixa (Por exemplo, 0.4 μm) Parece ótimo, Mas nem sempre é necessário. Resíduos suavizados demais tempo e dinheiro:
- Peças não movimentadas: Um suporte decorativo não precisa 0.4 μm RA - 3,2 μm funciona bem e custa menos.
- Apertos/alças: Superfícies muito suaves (0.4 μm ra) são escorregadios. UM 1.6 O acabamento μm RA oferece melhor aderência a um custo menor.
- Peças pós-processadas: Se você está anodizando uma peça, 3.2 μm RA é suficiente - a anodização ocultará marcas ásperas.
Exemplo
Uma empresa de móveis planejava usar 0.8 μm ra para pernas de cadeira de madeira (Magrado por CNC). Eles perceberam que as pernas seriam pintadas, Então eles mudaram para 3.2 μm ra. Eles salvaram 5% por perna e a tinta cobriu as marcas ásperas perfeitamente.
Perspectiva da tecnologia YIGU sobre a rugosidade da superfície de usinagem CNC
Na tecnologia Yigu, acreditamosrugosidade da superfície (Ra) é um equilíbrio de função e custo. Muitos clientes especificam demais (Por exemplo, 0.4 μm RA para um suporte não crítico) e pague mais sem benefício. Nós os ajudamos a combinar RA para uso de sua parte: por exemplo, um cliente que produz alças de ferramentas de jardim mudou de 1.6 μm para 3.2 μm ra, economizando 2.5% por unidade sem perda de aderência. Também compartilhamos dicas de usinagem - como usar as peças cilíndricas - para atingir os alvos de RA mais rápido. A rugosidade da superfície não é apenas um número; Trata -se de fazer peças que funcionam bem sem gastar muito.
Perguntas frequentes
- Posso obter um valor de RA menor que 0.4 μM para usinagem CNC?
Sim, Mas é raro e caro. Valores como 0.2 μm ou 0.1 μM requer processos especializados (Por exemplo, Lapando ou aprimorando) Após a usinagem do CNC. Eles adicionam 20 a 50% ao custo e são usados apenas para peças de ultra-precisão (Por exemplo, componentes aeroespaciais ou implantes médicos de ponta). - Por que o CNC está se tornando melhor do que o moagem para peças cilíndricas lisas?
Girar mantém a parte girando a uma velocidade consistente, Portanto, a ferramenta de corte faz um contato uniforme com a superfície - sem vieiras como a moagem. Para um 10 eixo mm, Virar pode acertar 0.4 μm ra in 1 passar, enquanto as necessidades de moagem 3+ passes e ainda deixa vieiras fracas. - Pós-processamento (como anodizar) melhorar a rugosidade da superfície?
Não-o processamento de pós-processamento muda a aparência, mas não reduz a base RA. Anodizando a 3.2 μm Ra alumínio, Mas os picos e vales subjacentes (3.2 μm) ainda estão lá. Se você precisar de uma superfície lisa, Você deve usá-lo para um AR baixo primeiro-o processamento não pode consertar uma base aproximada.