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La rugosità superficiale delle parti lavorate a CNC
La lavorazione CNC può produrre la parte con requisiti di tolleranza stretti e parti fini di vari metalli o plastica ed è uno dei migliori metodi di lavorazione per parti personalizzate e produzione di prototipi. In occasione Lavorazione CNC, la materia prima viene rimossa in modo selettivo e preciso per produrre la parte che si avvicina alla forma finale. Questo processo di lavorazione è anche comunemente indicato come produzione sottrattiva. Poiché l'utensile da taglio CNC rimuove continuamente la materia prima durante la lavorazione, sulla superficie del pezzo verranno creati segni visibili dell'utensile da taglio. Per la definizione della finitura di questi segni di utensili da taglio, la chiamiamo rugosità superficiale delle parti lavorate a CNC e la dividiamo in vari gradi di rugosità.
Cos'è la rugosità superficiale e cosa l'ha causata
La superficie delle parti dopo la lavorazione CNC, sembra molto liscia ma sembra irregolare quando viene toccata a mano. Nella vita quotidiana, le persone sono spesso abituate a chiamarla "finitura superficiale". In effetti, lo standard unificato internazionale la chiama "rugosità superficiale". La rugosità superficiale si riferisce alla piccola spaziatura e all'irregolarità di piccoli picchi e avvallamenti che ha la superficie lavorata. La distanza (distanza d'onda) tra le due creste d'onda o due depressioni d'onda è molto piccola (inferiore a 1 mm), che appartiene all'errore di riconoscimento della forma geometrica microscopica. E il valore della rugosità superficiale è minore, più liscia è la superficie.
La rugosità superficiale è generalmente formata dal metodo di lavorazione utilizzato e da altri fattori, come l'attrito tra l'utensile e la superficie del pezzo durante la lavorazione, la deformazione plastica della superficie metallica quando i trucioli vengono separati e la vibrazione ad alta frequenza in processo di lavorazione. A causa dei diversi metodi di lavorazione e materiali del pezzo, la profondità, la densità, la forma e la consistenza dei segni dell'utensile da taglio lasciati sulla superficie lavorata sono differenti.
Gli effetti della rugosità superficiale sulle parti
La rugosità superficiale è strettamente correlata alle proprietà corrispondenti, alla resistenza all'usura, alla resistenza alla fatica, alla rigidità di contatto, alle vibrazioni e al rumore delle parti meccaniche e ha un impatto importante sulla durata e sull'affidabilità dei prodotti meccanici. La parte dopo la lavorazione CNC e la superficie della parte lasceranno piccoli segni di lavorazione e minore è la rugosità della superficie, più liscia sarà la superficie. L'influenza specifica della rugosità superficiale sulle parti può essere riferita ai seguenti punti.
1, la rugosità superficiale influisce sulla resistenza all'usura delle parti. Più ruvida è la superficie, minore è l'area di contatto effettiva tra le superfici di accoppiamento, maggiore è la pressione e più rapida è l'usura.
2、La rugosità superficiale influisce sulla stabilità delle proprietà di adattamento. Per l'adattamento del gioco, più ruvida è la superficie, più facile è l'usura, in modo che il gioco aumenti gradualmente durante il processo di lavorazione; per l'accoppiamento con interferenza, a causa dell'appiattimento dei picchi microscopici durante il montaggio, l'interferenza effettiva effettiva viene ridotta, la forza di connessione viene ridotta.
3, la rugosità superficiale influisce sulla resistenza alla fatica della parte. Ci sono ampie valli d'onda sulla superficie delle parti ruvide, che sono sensibili alla concentrazione di sollecitazioni come intagli e crepe agli angoli acuti, influenzando così la resistenza a fatica delle parti.
4, la rugosità superficiale influisce sulla resistenza alla corrosione della parte. Sulla superficie ruvida è facile che gas o liquidi corrosivi penetrino nello strato metallico interno attraverso le minuscole valli sulla superficie, causando corrosione superficiale.
5, la rugosità superficiale influisce sulle prestazioni di tenuta della parte. Le superfici ruvide non possono essere fissate saldamente e le perdite di gas o liquidi attraverso gli spazi tra le superfici di contatto.
6、La rugosità superficiale influisce sulla rigidità di contatto di una parte. La rigidità di contatto è la capacità della superficie articolare di una parte di resistere alla deformazione da contatto sotto l'azione di una forza esterna. La rigidità della macchina è in gran parte determinata dalla rigidità di contatto tra le varie parti.
7、La rugosità superficiale influisce sulla precisione di misurazione delle parti. La rugosità superficiale della superficie misurata della parte e la superficie di misura dello strumento di misura influiranno direttamente sull'accuratezza della misura, specialmente durante la misura precisa.
Inoltre, la rugosità superficiale avrà vari gradi di influenza sul rivestimento, sulla conduttività termica e sulla resistenza di contatto delle parti, sulla riflettività e sulle prestazioni di radiazione, sulla resistenza al flusso di liquidi e gas e sul flusso di corrente sulla superficie del conduttore.
Grado standard e selezione della rugosità superficiale
La rugosità superficiale di Parti lavorate a CNC non è un valore accidentale, perché la rugosità superficiale è controllabile e deve solo essere preimpostata prima della lavorazione. Ma di solito, molte parti non hanno requisiti di rugosità superficiale specificati, a meno che non si trovino in alcuni settori specifici, come alcune parti rotanti, scene di vibrazioni, impianti medici e così via.
Diversi campi di applicazione richiedono una diversa rugosità superficiale. Come scegliere un valore di rugosità superficiale per il proprio pezzo, la prima cosa da considerare è che la superficie del pezzo non deve solo soddisfare i requisiti funzionali, ma anche considerare la razionalità economica. La selezione specifica può essere determinata per analogia con riferimento ai disegni di parti simili esistenti. Partendo dal presupposto di soddisfare i requisiti funzionali della parte, è necessario selezionare il più possibile un valore del parametro di rugosità superficiale per ridurre i costi di lavorazione CNC. In generale, la superficie di lavoro, la superficie di accoppiamento, la superficie di tenuta, la superficie di attrito con un'elevata velocità di movimento e un'elevata pressione unitaria delle parti hanno requisiti elevati di levigatezza e levigatezza della superficie e il valore del parametro dovrebbe essere inferiore. Per superfici non lavorabili, superfici non corrispondenti e superfici con bassa precisione dimensionale, i valori dei parametri possono essere maggiori per ridurre i costi di lavorazione.
Secondo lo standard di rugosità di lavorazione ISO2632/1-1975, presso l'officina di lavorazione CNC DDPROTOTYPE, produciamo parti di alta qualità per i clienti in base ai seguenti quattro valori dei parametri di rugosità superficiale.
Ra=3.2 um. questa è la finitura superficiale predefinita per le parti lavorate a CNC ed è adatta per la maggior parte delle parti. La superficie della parte con Ra3.2um è molto liscia, ma si possono ancora vedere i segni di taglio, il che è adatto per scene soggette a vibrazioni, carichi e sollecitazioni elevate.
Ra=1.6 um. questa qualità è una rugosità superficiale relativamente buona, lavorata nelle condizioni stabilite, ma si possono ancora vedere lievi segni di taglio. Le parti di questa qualità possono accoppiarsi strettamente con altri componenti e sono adatte per scenari a movimento lento e con carichi leggeri, non per rotazioni rapide o forti vibrazioni. Prendendo l'alluminio 6061 come esempio, il costo di produzione di Ra1.6um è circa il 5% superiore a quello di Ra3.2 e aumenta con la complessità delle parti.
Ra=0.8 um. questo è un alto livello di rugosità superficiale che deve essere prodotto in condizioni strettamente controllate ed è più facile da produrre con smerigliatrici cilindriche, senza centri o di superficie. Le parti di questa classe sono generalmente utilizzate in scenari con carichi leggeri o movimenti poco frequenti. Prendendo come esempio l'alluminio 6061, il costo di produzione di Ra0.8um è circa il 10% superiore a quello di Ra3.2 e aumenta con la complessità delle parti.
Ra=0.4 um. questo grado è la finitura superficiale di altissima qualità. Le parti di questo grado richiedono solitamente la lucidatura o la molatura del diamante. Per scene molto lisce, è necessario scegliere Ra0.4um, come la parete interna di Cuscinetti o impianti medici. Prendendo ad esempio l'alluminio 6061, il costo di produzione di Ra0.4um è superiore di circa il 15% rispetto a quello di Ra3.2 e aumenta con la complessità delle parti.
Problemi comuni di rugosità superficiale
Valutazione e misura della rugosità superficiale. La valutazione della rugosità si articola principalmente in metodi di valutazione qualitativa e quantitativa. La valutazione qualitativa consiste nel confrontare la superficie da misurare con i campioni di confronto noti della rugosità superficiale e nel giudicarne il grado mediante ispezione visiva o mediante microscopio; La valutazione quantitativa consiste nel misurare i principali parametri della rugosità della superficie misurata attraverso alcuni metodi di misura e relativi strumenti. Questi parametri sono Ra, Rq, Rz, Ry. Attualmente, i metodi di misurazione della rugosità superficiale comunemente usati includono principalmente il metodo di confronto del campione, il metodo della sezione della luce, il metodo di interferenza, il metodo dello stilo e così via.
Il significato dei parametri di rugosità superficiale Ra, Rq, Rz, Ry. Ra è la deviazione media aritmetica del contorno: la media aritmetica della somma dei valori assoluti della deviazione del contorno misurata all'interno della lunghezza di campionamento. Rq è la deviazione quadratica media radice del contorno: il valore quadratico medio radice dell'offset del profilo all'interno della lunghezza di campionamento. Rz è l'altezza di 10 punti della microrugosità: la somma della media delle 5 altezze di picco del profilo più grandi e delle 5 profondità di valle del profilo più grandi all'interno della lunghezza di campionamento. Ry è l'altezza massima del profilo: la distanza massima tra la linea di picco del profilo e la linea mediana della valle del profilo all'interno della lunghezza di campionamento.
Fattori che influenzano la rugosità superficiale. Ci sono molti fattori che influenzano la rugosità superficiale delle parti, tra cui i fattori più importanti sono la velocità di taglio, la profondità di taglio, la quantità di taglio, l'angolo della geometria dell'utensile, le vibrazioni dell'utensile da taglio, la durezza del materiale lavorato, la rigidità del pezzo, il fissaggio e la rigidità della macchina utensile durante la lavorazione CNC e l'uso di fluido da taglio, ecc.
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