Volg me op: 
De oppervlakteruwheid van CNC-gefreesde onderdelen
CNC-bewerking kan het onderdeel vervaardigen met strikte tolerantie-eisen en fijne onderdelen van verschillende metalen of kunststoffen, en is een van de beste bewerkingsmethoden voor aangepaste onderdelen en prototypeproductie. Gedurende CNC-bewerking, grondstof wordt selectief en nauwkeurig verwijderd om het onderdeel te produceren dat de uiteindelijke vorm benadert. Dit bewerkingsproces wordt ook wel subtractieve fabricage genoemd. Omdat het CNC-snijgereedschap tijdens de bewerking continu grondstoffen verwijdert, worden er zichtbare snijgereedschaptekens op het oppervlak van het onderdeel gecreëerd. Voor de definitie van de afwerking van deze snijgereedschaptekens noemen we dit de oppervlakteruwheid van CNC-gefreesde onderdelen en verdelen deze in verschillende ruwheidsgraden.
Wat is oppervlakteruwheid en wat veroorzaakt het?
Het oppervlak van de onderdelen na CNC-gefreesd, het ziet er erg glad uit, maar het voelt ongelijk aan wanneer het met de hand wordt aangeraakt. In het dagelijks leven zijn mensen vaak gewend om het “oppervlakteafwerking” te noemen. In feite noemt de internationale uniforme standaard het "oppervlakteruwheid". Oppervlakteruwheid verwijst naar de kleine afstand en de oneffenheden van kleine pieken en dalen die het bewerkte oppervlak heeft. De afstand (golfafstand) tussen de twee golftoppen of twee golftroggen is erg klein (minder dan 1 mm), wat behoort tot de microscopische geometrische vormherkenningsfout. En de waarde van oppervlakteruwheid is kleiner, hoe gladder het oppervlak.
Oppervlakteruwheid wordt over het algemeen gevormd door de gebruikte verwerkingsmethode en andere factoren, zoals de wrijving tussen het gereedschap en het oppervlak van het onderdeel tijdens het bewerken, de plastische vervorming van het oppervlaktemetaal wanneer de spanen worden gescheiden en de hoogfrequente trillingen in bewerkingsproces. Door verschillende verwerkingsmethoden en werkstukmaterialen zijn de diepte, dichtheid, vorm en textuur van de snijgereedschaptekens die op het bewerkte oppervlak achterblijven verschillend.
De effecten van oppervlakteruwheid op onderdelen
Oppervlakteruwheid hangt nauw samen met de bijpassende eigenschappen, slijtvastheid, vermoeiingssterkte, contactstijfheid, trillingen en geluid van mechanische onderdelen en heeft een belangrijke invloed op de levensduur en betrouwbaarheid van mechanische producten. Het onderdeel na CNC-bewerking en het oppervlak van het onderdeel zullen fijne bewerkingssporen achterlaten, en hoe kleiner de oppervlakteruwheid, hoe gladder het oppervlak. De specifieke invloed van oppervlakteruwheid op onderdelen kan worden verwezen naar de volgende punten.
1 Oppervlakteruwheid beïnvloedt de slijtvastheid van de onderdelen. Hoe ruwer het oppervlak, hoe kleiner het effectieve contactoppervlak tussen de pasvlakken, hoe groter de druk en hoe sneller de slijtage.
2) Oppervlakteruwheid beïnvloedt de stabiliteit van de pasvormeigenschappen. Voor een vrije pasvorm geldt: hoe ruwer het oppervlak, hoe gemakkelijker het is om te dragen, zodat de speling tijdens het werkproces geleidelijk toeneemt; voor interferentiepassing, vanwege het afvlakken van microscopisch kleine pieken tijdens montage, wordt de daadwerkelijke effectieve interferentie verminderd, wordt de verbindingssterkte verminderd.
3, Oppervlakteruwheid beïnvloedt de vermoeiingssterkte van het onderdeel. Er zijn grote golfdalen op het oppervlak van ruwe onderdelen, die gevoelig zijn voor spanningsconcentratie zoals scherpe hoekinkepingen en scheuren, waardoor de vermoeiingssterkte van de onderdelen wordt aangetast.
4, Oppervlakteruwheid beïnvloedt de corrosieweerstand van het onderdeel. Het ruwe oppervlak is gemakkelijk voor corrosief gas of vloeistof om door de kleine valleien op het oppervlak in de binnenste metaallaag te dringen, waardoor oppervlaktecorrosie ontstaat.
5, Oppervlakteruwheid beïnvloedt de afdichtingsprestaties van het onderdeel. Ruwe oppervlakken kunnen niet strak worden gemonteerd en gas of vloeistof lekt door de openingen tussen de contactoppervlakken.
6, Oppervlakteruwheid beïnvloedt de contactstijfheid van een onderdeel. Contactstijfheid is het vermogen van het gewrichtsoppervlak van een onderdeel om contactvervorming te weerstaan onder invloed van externe kracht. De stijfheid van de machine wordt grotendeels bepaald door de contactstijfheid tussen de verschillende onderdelen.
7, Oppervlakteruwheid beïnvloedt de meetnauwkeurigheid van de onderdelen. De oppervlakteruwheid van het gemeten oppervlak van het onderdeel en het meetoppervlak van het meetgereedschap hebben een directe invloed op de nauwkeurigheid van de meting, vooral tijdens nauwkeurige meting.
Bovendien zal de oppervlakteruwheid verschillende mate van invloed hebben op de coating, thermische geleidbaarheid en contactweerstand van onderdelen, reflectiviteit en stralingsprestaties, weerstand tegen vloeistof- en gasstroming en stroomstroming op het geleideroppervlak.
Kwaliteitsnorm en selectie van oppervlakteruwheid
De oppervlakteruwheid van CNC gefreesde onderdelen is geen toevallige waarde, omdat de oppervlakteruwheid controleerbaar is en alleen voor de bewerking moet worden ingesteld. Maar meestal hebben veel onderdelen geen gespecificeerde vereisten voor oppervlakteruwheid, tenzij ze zich in bepaalde specifieke industrieën bevinden, zoals sommige roterende onderdelen, vibratiescènes, medische implantaten enzovoort.
Verschillende toepassingsgebieden vereisen verschillende oppervlakteruwheden. Hoe u een oppervlakteruwheidswaarde voor uw onderdeel kiest, het eerste waar we rekening mee moeten houden, is dat het oppervlak van het onderdeel niet alleen moet voldoen aan de functionele vereisten, maar ook rekening moet houden met de economische rationaliteit. De specifieke selectie kan naar analogie worden bepaald aan de hand van de bestaande tekeningen van soortgelijke onderdelen. Uitgaande van het voldoen aan de functionele vereisten van het onderdeel, moet zoveel mogelijk een grotere parameterwaarde van de oppervlakteruwheid worden geselecteerd om de CNC-bewerkingskosten te verlagen. Over het algemeen stellen het werkoppervlak, het pasoppervlak, het afdichtingsoppervlak, het wrijvingsoppervlak met hoge bewegingssnelheid en hoge eenheidsdruk van de onderdelen hoge eisen aan de gladheid en gladheid van het oppervlak, en de parameterwaarde moet kleiner zijn. Voor niet-werkende oppervlakken, niet-passende oppervlakken en oppervlakken met een lage maatnauwkeurigheid, kunnen de parameterwaarden groter zijn om de bewerkingskosten te verlagen.
Volgens de ISO2632/1-1975-norm voor bewerkingsruwheid produceren we bij de DDPROTOTYPE CNC-bewerkingswinkel hoogwaardige onderdelen voor klanten volgens de volgende vier parameterwaarden voor oppervlakteruwheid.
Ra=3.2 um. dit is de standaard oppervlakteafwerking voor CNC-gefreesde onderdelen en is geschikt voor de meeste onderdelen. Het oppervlak van het onderdeel met Ra3.2um is erg glad, maar de snijtekens zijn nog steeds zichtbaar, wat geschikt is voor de scène onder trillingen, belasting en hoge spanning.
Ra=1.6 um. deze kwaliteit is een relatief goede oppervlakteruwheid, machinaal bewerkt onder de gestelde omstandigheden, maar er zijn nog steeds lichte snijsporen te zien. Onderdelen van deze kwaliteit kunnen nauw aansluiten bij andere componenten en zijn geschikt voor langzaam bewegende en lichtbelaste scenario's, niet voor snelle rotatie of hevige trillingen. Als we aluminium 6061 als voorbeeld nemen, zijn de productiekosten van Ra1.6um ongeveer 5% hoger dan die van Ra3.2, en nemen toe met de complexiteit van de onderdelen.
Ra=0.8 um. dit is een hoge oppervlakteruwheid die onder streng gecontroleerde omstandigheden moet worden vervaardigd en die gemakkelijker te produceren is met cilindrische, centerloze of vlakslijpmachines. Onderdelen in deze klasse worden meestal gebruikt in scenario's met lichte belastingen of onregelmatige bewegingen. Als we aluminium 6061 als voorbeeld nemen, zijn de productiekosten van Ra0.8um ongeveer 10% hoger dan die van Ra3.2, en nemen toe met de complexiteit van de onderdelen.
Ra=0.4 um. deze kwaliteit is de oppervlakteafwerking van de hoogste kwaliteit. Onderdelen van deze kwaliteit vereisen meestal diamantpolijsten of slijpen. Voor zeer vloeiende scènes is het noodzakelijk om Ra0.4um te kiezen, zoals de binnenmuur van lagers of medische implantaten. Als we aluminium 6061 als voorbeeld nemen, zijn de fabricagekosten van Ra0.4um ongeveer 15% hoger dan die van Ra3.2, en deze nemen toe met de complexiteit van de onderdelen.
Veelvoorkomende problemen met oppervlakteruwheid
Evaluatie en meting van oppervlakteruwheid. De evaluatie van ruwheid is voornamelijk onderverdeeld in kwalitatieve en kwantitatieve evaluatiemethoden. De kwalitatieve evaluatie is om het te meten oppervlak te vergelijken met de bekende oppervlakteruwheidsvergelijkingsmonsters en om de kwaliteit ervan te beoordelen door visuele inspectie of door middel van een microscoop; Kwantitatieve evaluatie is het meten van de belangrijkste parameters van de ruwheid van het gemeten oppervlak door middel van enkele meetmethoden en bijbehorende instrumenten. Deze parameters zijn Ra, Rq, Rz, Ry. Op dit moment omvatten de veelgebruikte meetmethoden voor oppervlakteruwheid voornamelijk de monstervergelijkingsmethode, de lichtsectiemethode, de interferentiemethode, de stylusmethode enzovoort.
De betekenis van oppervlakteruwheidsparameters Ra, Rq, Rz, Ry. Ra is de rekenkundig gemiddelde afwijking van de contour: het rekenkundig gemiddelde van de som van de absolute waarden van de gemeten contourafwijking binnen de bemonsteringslengte. Rq is de kwadratische afwijking van de contour: de kwadratische waarde van de contourverschuiving binnen de bemonsteringslengte. Rz is de 10-punts hoogte van microruwheid: de som van het gemiddelde van de 5 grootste profielpiekhoogtes en de 5 grootste profieldaldieptes binnen de bemonsteringslengte. Ry is de maximale hoogte van het profiel: de maximale afstand tussen de pieklijn van het profiel en de middellijn van de profielvallei binnen de bemonsteringslengte.
Factoren die de oppervlakteruwheid beïnvloeden. Er zijn veel factoren die de oppervlakteruwheid van de onderdelen beïnvloeden, waaronder de grootste factoren snijsnelheid, snijdiepte, snijhoeveelheid, gereedschapsgeometriehoek, snijgereedschapvibratie, hardheid van verwerkt materiaal, werkstukstijfheid, bevestiging en stijfheid van gereedschapsmachine tijdens CNC-bewerking en gebruik van snijvloeistof, enz.
