Technologia obróbki CNC charakteryzuje się wysokim stopniem dokładności i precyzji oraz umożliwia wytwarzanie drobnych części z tolerancjami tak małymi jak 0,025 mm. Ta metoda obróbki należy do kategorii produkcji subtraktywnej, co oznacza, że podczas procesu obróbki powstają wymagane części poprzez usuwanie materiałów. Dlatego na powierzchni gotowych części pozostaną drobne ślady cięcia, co spowoduje pewien stopień chropowatości powierzchni.
Co to jest chropowatość powierzchni?
Chropowatość powierzchni części uzyskana metodąObróbka CNCjest wskaźnikiem średniego rozdrobnienia tekstury powierzchni. Aby określić ilościowo tę cechę, używamy różnych parametrów do jej zdefiniowania, spośród których najczęściej używanym jest Ra (średnia arytmetyczna szorstkość). Oblicza się go na podstawie niewielkich różnic w wysokości powierzchni i niewielkich wahań, zwykle mierzonych pod mikroskopem w mikronach. Warto zauważyć, że chropowatość powierzchni i wykończenie powierzchni to dwa różne pojęcia: chociaż technologia obróbki precyzyjnej może poprawić gładkość powierzchni części, chropowatość powierzchni odnosi się w szczególności do właściwości tekstury powierzchni części po obróbce.
Jak uzyskać różną chropowatość powierzchni?
Chropowatość powierzchni części po obróbce nie jest generowana losowo, ale jest ściśle kontrolowana, aby osiągnąć określoną wartość standardową. Ta standardowa wartość jest z góry ustalona, ale nie można jej przypisać dowolnie. Zamiast tego konieczne jest przestrzeganie standardów wartości Ra, które są powszechnie uznawane w branży produkcyjnej. Na przykład, zgodnie z normą ISO 4287, wProcesy obróbki CNC, można jasno określić zakres wartości Ra, od grubych 25 mikronów do bardzo drobnych 0,025 mikronów, aby dopasować się do różnych wymagań aplikacji.
Oferujemy cztery stopnie chropowatości powierzchni, które są również typowymi wartościami w zastosowaniach obróbki CNC:
3,2 µm Ra
Ra1,6 µm Ra
Ra0,8 μm Ra
Ra0,4 µm Ra
Różne procesy obróbki mają różne wymagania dotyczące chropowatości powierzchni części. Niższe wartości chropowatości zostaną określone tylko wtedy, gdy zostaną określone specyficzne wymagania aplikacji, ponieważ osiągnięcie niższych wartości Ra wymaga większej liczby operacji obróbki i bardziej rygorystycznych środków kontroli jakości, co często zwiększa koszty i czas. Dlatego też, gdy wymagana jest określona chropowatość, zwykle nie wybiera się najpierw operacji obróbki końcowej, ponieważ procesy obróbki końcowej są trudne do dokładnej kontroli i mogą mieć niekorzystny wpływ na tolerancje wymiarowe części.
W niektórych procesach obróbki chropowatość powierzchni części ma znaczący wpływ na jej funkcję, wydajność i trwałość. Jest to bezpośrednio związane ze współczynnikiem tarcia, poziomem hałasu, zużyciem, wytwarzaniem ciepła i wydajnością wiązania części. Jednakże znaczenie tych czynników będzie się różnić w zależności od konkretnego scenariusza zastosowania. Dlatego w niektórych przypadkach chropowatość powierzchni może nie być czynnikiem krytycznym, ale w innych przypadkach, takich jak wysokie napięcie, duże naprężenia, środowiska o wysokiej wibracji oraz gdy wymagane jest precyzyjne dopasowanie, płynny ruch, szybki obrót lub w przypadku implantu medycznego W przypadku komponentów kluczowa jest chropowatość powierzchni. Krótko mówiąc, różne warunki stosowania wiążą się z różnymi wymaganiami dotyczącymi chropowatości powierzchni części.
Następnie przyjrzymy się bliżej stopniom chropowatości i przekażemy wszystkie informacje, które musisz znać przy wyborze właściwej wartości Ra dla Twojego zastosowania.
3,2 µmRa
Jest to szeroko stosowany parametr przygotowania powierzchni, który jest odpowiedni dla wielu części i zapewnia wystarczającą gładkość, ale nadal z wyraźnymi śladami cięcia. W przypadku braku specjalnych instrukcji, domyślnie przyjmuje się tę normę chropowatości powierzchni.
Znak obróbki Ra 3,2 μm
W przypadku części, które muszą wytrzymać naprężenia, obciążenia i wibracje, zalecana maksymalna wartość chropowatości powierzchni wynosi 3,2 mikrona Ra. Pod warunkiem niewielkiego obciążenia i małej prędkości ruchu tę wartość chropowatości można również wykorzystać do dopasowania ruchomych powierzchni. Aby osiągnąć taką chropowatość, podczas obróbki wymagane jest szybkie skrawanie, dokładny posuw i niewielka siła skrawania.
1,6 µm Ra
Zwykle po wybraniu tej opcji ślady cięcia na części będą dość jasne i niezauważalne. Ta wartość Ra dobrze nadaje się do ciasno pasowanych części, części poddawanych naprężeniom oraz powierzchni, które poruszają się powoli i są lekko obciążone. Nie nadaje się jednak do części, które szybko się obracają lub są narażone na silne wibracje. Tę chropowatość powierzchni osiąga się poprzez zastosowanie dużych prędkości skrawania, drobnych posuwów i lekkich cięć w ściśle kontrolowanych warunkach.
Pod względem kosztowym, w przypadku standardowych stopów aluminium (takich jak 3.1645) wybranie tej opcji zwiększy koszty produkcji o około 2,5%. A wraz ze wzrostem złożoności części koszt odpowiednio wzrośnie.
0,8 µm Ra
Osiągnięcie tak wysokiego poziomu wykończenia powierzchni wymaga bardzo ścisłej kontroli podczas produkcji i dlatego jest stosunkowo drogie. To wykończenie jest często stosowane w przypadku części narażonych na koncentrację naprężeń, a czasami jest stosowane w łożyskach, w których ruch i obciążenia są sporadyczne i niewielkie.
Jeśli chodzi o koszty, wybór tak wysokiego poziomu wykończenia zwiększy koszty produkcji o około 5% w przypadku standardowych stopów aluminium, takich jak 3.1645, a koszt ten jeszcze bardziej wzrośnie, gdy część stanie się bardziej złożona.
0,4 µm Ra
To gładsze (lub „gładsze”) wykończenie powierzchni wskazuje na wysoką jakość wykończenia powierzchni i jest odpowiednie dla części poddawanych dużym naprężeniom lub naprężeniom, a także szybko obracających się elementów, takich jak łożyska i wały. Ponieważ proces wytwarzania tego wykończenia powierzchni jest stosunkowo złożony, wybiera się go tylko wtedy, gdy gładkość jest czynnikiem krytycznym.
Pod względem kosztów, w przypadku standardowych stopów aluminium (takich jak 3.1645), wybór tej drobnej chropowatości powierzchni zwiększy koszty produkcji o około 11-15%. W miarę wzrostu złożoności części wymagane koszty będą jeszcze bardziej rosły.
Czas publikacji: 10 grudnia 2024 r