В обработке ЧПУ, шероховатость поверхности это не только о том, как выглядит часть - она напрямую влияет на то, как она работает. Грубая поверхность на подшипнике может вызвать чрезмерный износ, В то время как слишком гладкая поверхность на захвате может сделать ее скользким. Для дизайнеров и производителей, Выбор правильной шероховатости поверхности (измеряетсяRa значения) баланс производительности, расходы, и время производства. Это руководство разрушает, какая шероховатость поверхности, Как получить разные оценки RA, какой класс выбрать для вашего проекта, и реальные примеры, чтобы избежать дорогостоящих ошибок.
Что такое шероховатость поверхности в обработке ЧПУ?
Первый, Давайте проясним путаницу: шероховатость поверхности иповерхностная отделка не то же самое.
- Шероховатость поверхности: Крошечный, нерегулярные пики и долины на поверхности детали сразу после обработки ЧПУ. It’s measured by Раствор (Средняя шероховатость), который вычисляет среднее расстояние между самыми высокими пиками и самыми низкими долинами (в микронах, мкм –1 мкм = 0.001 мм).
- Поверхностная отделка: Последний вид/ощущение части после постобработки (НАПРИМЕР., Анодирование, песчаная обработка, или гальванизация). Пост-обработка может улучшить внешний вид, Но это не стирает шероховатость базовой поверхности от обработки.
Почему RA имеет значение
Даже небольшие изменения в РА влияют на производительность части:
- Трение: Грубая поверхность (Высокий РА) Создает больше трения - BAD для движущихся деталей, таких как передачи. Гладкая поверхность (низкий RA) уменьшает трение, но может быть слишком скользким для схватков.
- Носить: Грубые поверхности изнашиваются быстрее. Например, вал с РА 3.2 мкм будет носить подшипник в 2 раза быстрее, чем один с РА 0.8 мкм.
- Соответствовать: Плотно прилегающие детали (НАПРИМЕР., поршень в цилиндре) нужен низкий RA, чтобы избежать запуска или утечек.
Пример
Создатель медицинских устройств использовал 3.2 мкм r. Шероховой поверхности было трудно чистить (бактерии, пойманные в ловушку в долинах), Таким образом, они перешли на 1.6 мкм ra. Глазной поверхности было легче дезинфицировать, и это все еще обеспечило достаточно сцепления для хирургов.
Ключевые оценки RA для обработки с ЧПУ: Что они имеют в виду & Когда их использовать
Производственная отрасль (по стандартам, какIso 4287) использует конкретные значения RA для обработки ЧПУ. Четыре наиболее распространенных оценки - от грубых до сглаживания - 3.2 мкм, 1.6 мкм, 0.8 мкм, и 0.4 мкм. Ниже подробно разбившись каждого, в том числе стоимость, варианты использования, и советы по обработке.
Таблица сравнения RA
| Ra value | Визуальное/ощущение | Лучшие приложения | Требования к обработке | Влияние стоимости (против. 3.2 мкм ra) |
|---|---|---|---|---|
| 3.2 мкм | Видимые отметки; слегка грубый на ощупь | – Потребительские детали (НАПРИМЕР., Пластиковые компоненты игрушек, Простые скобки) – Детали с легким напряжением/нагрузкой (НАПРИМЕР., Низкие веса полки) – Отделка по умолчанию для большинства некритических частей | Высокоскоростной, прекрасный корм, легкая резка | Базовая стоимость (0% увеличивать) |
| 1.6 мкм | Слегка видимые следов; более гладкий на ощупь | – Плотно прилегающие детали (НАПРИМЕР., Небольшие шестерни, раздвижные дверные дорожки) – Части с легкой вибрацией (НАПРИМЕР., Маленькие компоненты электродвигателя) – Продовольственные детали (легче чистить, чем 3.2 мкм) | Контролируемая высокая скорость, очень тонкий корм, Минимальная сила резки | +2.5% (Стандартный алюминий); выше для сложных частей |
| 0.8 мкм | Едва видимых отметок; очень гладко | – Стресс-концентрированные детали (НАПРИМЕР., Самолетные кронштейны) – Подшипники с легкой нагрузкой (случайное движение) – Части нуждаются в краске/клей (Гладкая поверхность помогает склеивание) | Плотная скорость/управление подачей; несколько проходов света | +5% (Стандартный алюминий); поднимается со сложностью |
| 0.4 мкм | Близкий финиш; Нет видимых следов | – Высокие части (НАПРИМЕР., Двигатели коленчатые валы) – Быстро рождающиеся компоненты (НАПРИМЕР., Высокоскоростные подшипники, валы) – Медицинские имплантаты (Гладкая поверхность предотвращает раздражение ткани) | Несколько прекрасных проходов; Специализированные инструменты (НАПРИМЕР., Алмазные резки); строгий контроль качества | +11–15% (Стандартный алюминий); значительно выше для сложных частей |
Реальное исследование: Выбор RA для передачи автомобиля
Производитель автомобилей протестировал три значения RA на передачу передачи:
- 3.2 мкм ra: Передачи издавались шумом и изнашивались после 50,000 км.
- 1.6 мкм ra: Шум уменьшился, Но износ все еще произошел в 80,000 км.
- 0.8 мкм ra: Минимальный шум, свободный для одежды до 150,000 км.
Производитель выбрал 0.8 мкм РА - даже хотя он добавил 5% до стоимости, это уменьшило гарантийные требования 40%.
Как достичь желаемого значения RA
Получение правильного RA - это не просто удача - это зависит от инструментов обработки, настройки, и материал. Вот что вам нужно знать:
1. Выберите правильный режущий инструмент
- Высокий РА (3.2 мкм): Стандартные карбид -конечные мельницы работают хорошо. Они дешевые и быстрые.
- Низкий RA (0.4 мкм): Используйте Sharp, Высококачественные инструменты (НАПРИМЕР., карбид с бриллиантом или покрытием). Тусклые инструменты оставляют грубые поверхности.
2. Настройки обработки настройки
- Скорость (Rpm): Более высокая скорость = более плавная поверхность (уменьшает вибрацию инструмента). Для алюминия, использовать 3000–5000 об / мин для 3.2 мкм ra; 5,000–8000 об / мин для 0.4 мкм ra.
- Скорость корма: Медленная подача = более гладкая поверхность. Для 3.2 мкм ra, Используйте 100–200 мм/мин; для 0.4 мкм ra, упасть до 50–100 мм/мин..
- Глубина разрезания: Мелкие порезы (0.1–0,2 мм) оставить меньше шероховатости, чем глубокие порезы (0.5+ мм).
3. Материальные вопросы
Мягкие материалы (НАПРИМЕР., алюминий, пластик) легче сглаживать, чем твердые материалы (НАПРИМЕР., сталь, титан):
- Алюминий: Может достичь 0.4 мкм РА со стандартными инструментами.
- Сталь: Нуждаются в инструментах с покрытием и более медленными скоростями, чтобы ударить 0.8 мкм ra.
- Титан: Требуются специализированные инструменты, чтобы получить ниже 1.6 мкм ra.
Пример
Магазин пытался обработать титановые детали, чтобы 0.8 мкм РА со стандартными карбидными инструментами. Поверхность была слишком грубой (1.2 мкм ra). Они переключились на инструменты с титановым покрытием и замедлили скорость подачи-финал 0.8 мкм ra.
Менянка с ЧПУ против. Поворот: Как они влияют на шероховатость поверхности
Сторонний фрезерование (резка с помощью вращающихся инструментов) и поворот с ЧПУ (вращение детали во время разрезания) производить разные шероховатости поверхности - даже с одной и той же целью РА. Вот почему:
| Процесс | Как это работает | Примечания шероховатости поверхности | Лучше всего для |
|---|---|---|---|
| Сторонний фрезерование | Инструмент вращается и перемещается через часть. Оставляет «зубчатую» поверхность (от вращения инструментов). | – Труднее получить очень низкий РА (0.4 мкм) из -за гребешков. – Гребешки более заметны на больших плоских поверхностях. | Сложные детали с отверстиями, слоты, или 3D -формы (НАПРИМЕР., блоки двигателя, скобки). |
| КПН -поворот | Часть вращается; Инструмент остается неподвижным. Оставляет гладкий, круговой рисунок. | – Легче получить низкий РА (0.4 мкм) Из -за постоянного контакта инструмента. – Более плавные поверхности на цилиндрических частях (НАПРИМЕР., валы, болты). | Цилиндрические части (НАПРИМЕР., подшипники, штифт, трубы). |
Тематическое исследование: Фрезерование против. Повернув вал
Производителю нужен был 10 MM Стальный вал с 0.8 мкм ra.
- Фрезерование: Взял 3 проходит, чтобы ударить 0.8 мкм ra; У поверхности были слабые гребешки.
- Поворот: Ударять 0.8 мкм ra in 1 проходить; Поверхность была гладкой и равномерной.
Они выбрали поворот для вала - он был быстрее и создал лучшую поверхность.
Когда избегать переплетения (И сэкономить деньги)
Низкий RA (НАПРИМЕР., 0.4 мкм) Звучит великолепно, Но это не всегда необходимо. Чувствует перекрасное время и деньги:
- Не движущиеся детали: Декоративный кронштейн не нужен 0.4 мкм RA - 3,2 мкм работает нормально и стоит меньше.
- Захваты/ручки: Слишком плавные поверхности (0.4 мкм ra) скользкие. А 1.6 МАКА.
- Постпроцессованные детали: Если вы анодируете часть, 3.2 M мкм RA достаточно - анодиз скрывает грубые следы.
Пример
Мебельная компания планировала использовать 0.8 мкм РА для ног деревянного стула (С ЧПУ). Они поняли, что ноги будут окрашены, Таким образом, они перешли на 3.2 мкм ra. Они спасли 5% за ногу, и краска идеально покрыли грубые знаки.
Перспектива технологии Yigu на шероховатость обработки с ЧПУ
В Yigu Technology, Мы веримшероховатость поверхности (Раствор) это баланс функции и стоимость. Слишком много клиентов переоценивают (НАПРИМЕР., 0.4 мкм РА для некритического кронштейна) и заплатить дополнительную выгоду. Мы помогаем им соответствовать RA с использованием их части: например, клиент, делающий садовые инструменты, переключается с 1.6 мкм до 3.2 мкм ra, сохранение 2.5% за единицу без потерь в сцеплении. Мы также делимся советами по обработке, например, с использованием поворота для цилиндрических деталей, чтобы быстрее достичь целей RA. Шероховатость поверхности - это не просто число; Речь идет о том, чтобы сделать детали, которые хорошо работают, не нарушая банк.
Часто задаваемые вопросы
- Могу ли я получить значение RA ниже, чем 0.4 мкм для обработки ЧПУ?
Да, Но это редко и дорого. Ценности как 0.2 мкм или 0.1 мкм требуют специализированных процессов (НАПРИМЕР., плеска или оттачивание) После обработки ЧПУ. Они добавляют 20–50% к стоимости и используются только для ультраперионных деталей (НАПРИМЕР., Компоненты аэрокосмического двигателя или высококачественные медицинские имплантаты). - Почему ЧПУ становится лучше, чем фрезерование для гладких цилиндрических деталей?
Поворот держит часть вращения с постоянной скоростью, Таким образом, режущий инструмент устанавливает даже контакт с поверхностью - без гребешков, таких как фрезерование. Для 10 мм вал, поворот может ударить 0.4 мкм ra in 1 проходить, в то время как фрезеровая потребности 3+ проходит и все еще оставляет слабые гребешки. - Делает пост-обработку (как анодирование) улучшить шероховатость поверхности?
Нет-познание по всему обработке изменений, но не уменьшает базовую RA. Анодирование 3.2 мкм алюминиевая часть RA сделает ее блестящим, Но основные пики и долины (3.2 мкм) все еще там. Если вам нужна гладкая поверхность, Вы должны сначала обработать его до низкого RA-Plost-обработка не может исправить грубую базу.