Pinna kareduse tabel: täppistootmise lõplik tehniline juhend

Kui me Dazaos pinnakaredust käsitleme, ei arutle me ainult osa esteetilise sära üle. Arutame nähtamatut arhitektuuri, mis otsustab, kas kiirlennuki{1}}laager kestab 10 000 tundi. Või võib see kümneks jääda.

sisseCNC töötlemine, 3D-printimine ja survevalu, pinnaviimistlus on sageli kõige valesti mõistetud CAD-jooniste spetsifikatsioon. Levinud eksiarvamus on, et sujuvam on alati parem. Meie 20-aastane kaupluse{4}}kogemus Dazaos ütleb vastupidist. Vale pinnaviimistlus võib põhjustada rikke või raha raiskamist.

Selles juhendis jagame lahti peamised pinnakareduse mõisted. Võrdleme Ra ja Rz. Me katame tootmisprotsessid, kulud ja tegelikud inseneri kasutused. See aitab teil teha teadlikke otsuseid.

Mis onPinna viimistlustöötluses?

Pinna kareduse diagrammi mõistmiseks tuleb kõigepealt mõista, mis "pind" tegelikult on. Täiuslikus eukleidilises maailmas on tasapind tasane. Subtraktiivse tootmise maailmas on pind tippude, orgude ja lainetuste kaootiline maastik.

Karedus vs lainelisus vs vorm: peamised erinevused pinna viimistluses

Pinnaprofiil on kolme erineva geomeetrilise komponendi liitsignaal:

· Karedus (esmane profiil):Need on lõikeriista serva{0}}kõrge sagedusega ebakorrapärasused. Need võivad pärineda ka lihvketta teradest või kiht--kihipõhisest 3D-printimisest. See on müra, mida me mõõdame ja kvantifitseerime, kasutades Ra ja Rz.

· Lainelisus (teisene profiil):Need on laiemate{0}}vahedega ebakorrapärasused. Makroprobleemid põhjustavad tavaliselt lainetust. Nende hulka kuuluvad masina värisemine, spindli väljajooksmine, kuumuspaisumine lõikamise ajal ja ebastabiilne töö hoidmine. Väga lainelise osa Ra väärtus võib olla madal, mis võib siiski põhjustada tihendi rikke.

· Vorm (kujuviga):See on kogu kõrvalekalle kavandatud geomeetriast. Näiteks võib silindril olla kerge koonus. Lamedal plaadil võib olla kerge vibu.

Mis on pinnakiht ja miks see on töötlemisel oluline?

Lay on valdava pinnamustri suund. Miks on see teie DFM-i (Design for Manufacturing) jaoks oluline?

· Pikisuunaline paigutus:Kui tööriistajäljed kulgevad paralleelselt liikumissuunaga, vähendavad need hõõrdumist.

· Radiaalne/ringikujuline paigutus:Sageli näha pindfreesimisel, kus lõikur tekitab keerdkaared.

· Rist{0}}viirutatud paigutus:Mootori silindrite jaoks hädavajalik (lihvimine), et tagada õli säilimine.

Dazaos ei taba me lihtsalt graafiku numbrit; me orienteerime Lay teie osa funktsionaalse liikumise järgi.

Pinna kareduse parameetrite selgitus (Ra, Rz, Rq ja rohkem)

Kaasaegse tehnika kõige olulisem viga on liigne{0}}toetus Ra-le (keskmise karedus). Kuigi Ra on tööstuse lingua franca, on see keskmistav mõõdik, mis sageli tõde varjab.

Mis on Ra pinna kareduses? Definitsioon, valem ja piirangud

Ra on kõigi profiilide keskmisest joonest kõrvalekallete aritmeetiline keskmine. suurepärane üldiseks kvaliteedikontrolliks, kuna see on stabiilne ja korratav.

Sellegipoolest ei tea Ra, mis kuju tipud võtavad. Pinnal, millel on teravad nõelakujulised-tiigud ja ümmargused, künkakujulised{2}}piigid, võib olla Ra. Teravad tipud hävitavad paarituva plasttihendi; ümardatud mitte.

Mis on Rz ja miks see on tihendamise jaoks oluline?

Rz mõõdab keskmist kaugust viie kõrgeima tipu ja viie sügavaima oru vahel.

Dazao Engineering Insight: hüdrauliliste osade, vaakumtihendite ja kõrgsurve{0}}liitmike puhul on oluline ainult Rz. Üksik sügav süvend (lekketee) võib lasta vedelikul tihendist mööda libiseda. Ra annaks selle oru keskmiselt välja ja annab teile läbipääsu, kuid osa lekib põllul.

Rq (RMS karedus): kui tundlikkus on keskmisest olulisem

Root Mean Square on aeg-ajalt tõusude ja mõõnade suhtes tundlikum kui Ra.

Standard optikatööstuses ning{0}}kõrge täpsusega klaasi- ja peeglikomponentide jaoks.

Pinna kareduse täpsemad parameetrid: Rsk (kaldus) ja Rku (kurtoos)

Et aidata oma disainil jõuda EEAT kõrgele tasemele, kaaluge järgmist.

Rsk (viltus):See näitab, kas pind on domineerivam tipp-või org-. Negatiivne kaldus (rohkem orge) sobib ideaalselt määritud libisevate pindade jaoks, kuna orud toimivad mikroskoopiliste õlireservuaaridena.

Rku (Kurtosis):See mõõdab teravust. Kurtoosi väärtus 3 on Gaussi jaotus. Väärtus üle 3 tähendab, et pind on abrasiivne ja põhjustab kiiret esialgset kulumist (katkestusperiood).

Pinna kareduse tabel (Ra, Rz, N klassid ja töötlusmeetodid)

(Allpool on Dazao tehnilise viiteandmete tuum. Pange tähele, et N-hinne ja kulukordajad on kaasatud.)

ISO 21920 pinnakareduse standard, selgitatud

Enamik veebis leiduvaid pinnakareduse diagramme on aegunud, viitavad endiselt standardile ISO 4287. Dazaos oleme uhked, et oleme metroloogiastandardite tipptasemel. 2021. aastal andis ISO välja ISO 21920, et asendada vananev 4287.

Miks Shift?

Insenerid ehitasid analoogpliiatsmõõturite ajastu jaoks vana standardi. Uus standard toetab optilist profilomeetriat ja digitaalset andmetöötlust.

· Filtri seaded (lõigatud-välja):Uus standard määratleb uuesti, kuidas me arvutame "lõigatud -välja" pikkuse (λc). Varem eirasid insenerid sageli seda piirangut-. See tõi kaasa erinevad mõõtmised tarnija ja kliendi jaoks.

· Funktsionaalne fookus:ISO 21920 seob paberil olevad numbrid detaili tegeliku funktsiooniga. Kui teie praegune tarnija ei ole ISO 21920, on nad globaalsest kõverast maha jäänud.

Kuidas erinevad materjalid pinnaviimistlust mõjutavad?(Alumiinium, teras, titaan)

Te ei saa määrata igale materjalile Ra 0,4 ja oodata samu tulemusi.

Alumiiniumist(6061-T6, 7075): sisseehitatud serva ja määrimise haldamine

Alumiinium on pehme ja kõrge soojuspaisumisteguriga. Kui lõikeriist pole "peegel{1}}poleeritud" ja pöörete arv ei ole piisavalt kõrge, siis alumiinium pigem määrib kui lõikab. See loob ülesehitatud-serva (BUE), mis rikub pinnaviimistlust. kasutame Diamond{5}}Like Carbon (DLC) kattega tööriistu, et saavutada alumiiniumil Ra 0,4 ilma teisese poleerimiseta.

Roostevaba teras(304, 316L): tööst üle saamine-Kõvenemine viimistluses

Roostevaba teras on äärmiselt vastupidav materjal. Kui tööriist jääb pinnale kasvõi millisekundi liiga kauaks, siis pinnatöö{1}}kõveneb.

Seejärel muutub võimatuks lõpetada madala Ra-ga. Kuumuse kiireks eemaldamiseks kasutame kõrge-survega, läbi-võlli jahutusvedelikku. See aitab säilitada ühtlast N6 viimistlust.

Titaan: madalad-mooduli väljakutsed õhukeste-seinaga kosmoseosade puhul

Titaan on paindlik. Kui tööriist selle vastu surub, vetrub materjal kiiresti tagasi. See muudab peene Rz väärtuse saavutamise õhukeste -seinaga kosmoseosade puhul uskumatult keeruliseks. Me kasutame spetsiaalseid vibratsiooni-summutustööriistade hoidikuid, et vältida seda sahinat.

Pinna viimistluskulu vs karedus (Ra 6,3 kuni 0,05, selgitatud)

Ra 0,8 (32 µin) juures on "sein".

Pinna kareduse kulukõver: miks Ra 0.4 on kallis?

· Ra 6,3 kuni 1,6:Kulude kasv on lineaarne. See puudutab peamiselt etteandekiirust ja tsükli aega.

· Ra 1,6 kuni 0,8:Kulukõver hakkab ülespoole painduma. Peame kasutusele võtma "Wiper" lisad, vähendama tööriista eeldatavat kasutusiga ja tegema protsessi keskmisi-kontrolle.

· Alla Ra 0,4:Maksumus plahvatuslikult. Te ei "tööta" enam; sa oled "lõpetamas". See nõuab eraldi seadistamist lihvimismasinal või käsitsi poleerija poolt tehtud tööd.

Kuidas vähendada töötluskulusid funktsionaalse pinnaviimistluse tsoneerimisega?

Vältige kogu osa jaoks ühe üldise pinnaviimistluse määramist. aitame oma klientidel kasutada funktsionaalset tsoneerimist:

· Paarituspinnad: Ra 0,8

· Tihendi sooned: Rz 3.2

· Katmata/esteetilised pinnad: Ra 1.6

· Sisetaskud/peidetud taskud: Ra 6.3

Neid tsoone eristades oleme aidanud klientidel vähendada nende BOM-i (Bill of Materials) kulusid kuni 40%.

Kuidas pinnatöötlused mõjutavad pinna karedust (anodeerimine, poleerimine, lõhkamine)

Mis juhtub pärast CNC-masina seiskumist? Järeltöötlemine- võib teie pinnaviimistluse salvestada või hävitada.

Helmeste lõhkamine:Sageli kasutatakse töötlusjälgede peitmiseks. Küll aga suurendab peenelt töödeldud detaili Ra väärtust rantpritsiga töötlemine. Kui teil on Ra 0.8 viimistlus ja seejärel helmestega viimistlus, saate tõenäoliselt tulemuseks Ra 2.0 mati viimistluse.

Anodeerimine (tüüp II vs tüüp III):Tugev anodeerimine (III tüüp) tekitab paksu alumiiniumoksiidi kihi. See kiht järgib algset topograafiat, kuid lisab oma "tera". Üldiselt peaksite pärast kõva anodeerimist eeldama Ra suurenemist 10–20%.

Elektropoleerimine:Meditsiinitööstuse päästja. See eemaldab "mikro-piigid", kasutades elektrokeemilist protsessi. See vähendab Ra ja loob keemiliselt puhta sileda pinna.

Pinna kareduse mõõtmine (tööriistad ja meetodid)

Kui te ei saa seda mõõta, siis te ei oma seda. Meie kvaliteetlabor on varustatud:

· Pliiatsprofiilomeetrid (kontakt): vastupidavate ja usaldusväärsete Ra/Rz andmete jaoks standardsete osade kohta.

· Konfokaalne mikroskoopia (mitte{0}}kontakt): õrnade materjalide jaoks või kui vajame pinna 3D-kaarti (S-parameetrid).

· Visuaalsed võrdlejad: kiireks sisseregistreerimiseks{0}}tootmise ajal, et tagada tööriista kulumise puudumine.

Kuidas ettenihe ja tööriista raadius mõjutavad pinna karedust?

Paljud insenerid vaatavad pinna kareduse tabelit ja eeldavad, et masin lihtsalt "väljastab" selle numbri. teame, et pinnaviimistlus on tööriista geomeetria ja liikumise matemaatiline tulemus.

Rt ja Ra etteandekiirusest ja ninaraadiusest

Sestkeeratesjafreesimine, saate ettenihkekiiruse (f) abil arvutada teoreetilise tipu -to-oru kõrguse (Rt). Teil on vaja ka tööriista nina raadiust (r).

Ja aritmeetiline keskmine (Ra) on ligikaudu:

Dazao inseneriülevaade:

Oma Ra väärtuse poole võrra vähendamiseks on teil kaks valikut:

· Vähendage ettenihke kiirust (f) poole võrra, mis kahekordistab teie töötlemisaega (ja maksumust).

· Suurendage tööriista nina raadiust (r). Suurem raadius suurendab aga tööriista survet ja võib õhukeseseinalistes{1}}osades põhjustada "lõbinat" (lainetust).

See on koht, kus Dazao meistrimehed teenivad pidevalt{0}}raadiuse ja toite tasakaalustamist, et saavutada teie spetsifikatsioonid ilma eelarvet vähendamata.

Pinnaviimistluse nõuded tööstusharude kaupa (lennundus, meditsiin, hüdrauliline)

Erinevatel tööstusharudel on peidetud nõuded, mida standardsel pinnakareduse diagrammil ei kuvata.

Lennundus: väsimuse ja stressi tekitajad

Lennunduses (nt turbiini labad või konstruktsioonitelikud) ei ole pind kunagi lihtsalt pind. Kare viimistlus (Ra > 3,2) toimib pingetõstjate seeriana. Tsüklilise koormuse korral tekivad nende mikroskoopiliste orgude põhjas praod.

Dazao lennundusprotokoll: me kasutame pärast töötlemist sageli haavlitööd. See meetod tabab pinda väikese sfäärilise kandjaga.

See tekitab survejääkpingeid. Need pinged tihendavad orud kareduse profiilis. See võib väsimuse eluiga oluliselt pikendada.

Meditsiiniline: biosobivus ja bakterite säilimine

Ortopeediliste implantaatide (puusaliigesed, luukruvid) puhul on Ra väärtus elu ja surma küsimus.

· Lõks:Kui pind on liiga sile (Ra < 0,05), ei pruugi luurakud kinnituda (osseointegratsioon).

· Oht:Kui see on liiga karm (Ra > 0,8), võivad orud sisaldada baktereid, mis on steriliseerimise suhtes vastupidavad.

· Dazao lahendus:Kasutame tsentrifugaalset tünni viimistlust, et luua mitte-suunatud isotroopne viimistlus. See vastab rangetele meditsiinilistele Rz-nõuetele.

Hüdraulika: "Seal{0}}Killer" pind

Hüdrosilindrites peab kolvivarras olema piisavalt sile, et vältida tihendi kulumist. Samuti peab see olema piisavalt kare, et hoida kinni õhukese õlikile.

Sweet Spot: standard on Ra 0,2–0,4 µm. Kuid mis veelgi olulisem, peate kontrollima Rmaxi. Üks nael võib rebida kõrgsurvepolüuretaantihendi, mis võib põhjustada katastroofilisi vedelikulekkeid.

Levinud pinnaviimistlusvead ja nende parandamine

Kui mõni osa tuleb masinalt maha ja ei vasta Dazao standardile, otsime neid nelja Surface Killeri:

1. Jutt (lainetus):

· Välimus:Perioodilised lained või "tiigritriibud".

· Põhjus:Seadistuse või harmoonilise resonantsi jäikuse puudumine.

· Lahendus:Muutke spindli kiirust (SSV - Spindle Speed ​​Variation) või kasutage muutuvaid-spiraalfreese.

2.Rebimine (BUE - ehitatud-ülemine serv):

· Välimus:kitkutud või tuhm, liivapaberitaoline{0}}pind.

· Põhjus:Lõikekiirus on liiga väike. materjal keevitatakse tööriista otsa külge.

· Lahendus:Suurendage lõikekiirust (Vc) ja lülituge kõrge{0}}määrdega PVD-kattele.

3. Voo märgid:

· Välimus:Osal nähtavad niidid.

· Põhjus:Ettenihe on nina raadiuse suhtes liiga kõrge.

· Lahendus:Kasutage etteandejälgede triikimiseks Wiperi sisetükki, mille lõikeservas on väike tasane ala.

4. Põletamine:

· Välimus:Läikiv, kuid määrdunud pind.

· Põhjus:Tööriist on tuhm ja pigem hõõrub kui lõikab.

· Lahendus:Vahetage tööriistad koheselt ja kontrollige, kas{0}}materjal on kõvastunud.

Pinnaviimistluse keskkonnamõju tootmises

Vastutustundliku tootjana arvestab Dazao ka pinnaspetsifikatsioonide jätkusuutlikkust. Täpne-viimistlus (lihvimine, lappimine, poleerimine) kulutab palju energiat.

See toodab ka laastu. Swarf on peen metallitolm, mis on segatud jahutusvedelikuga. Swarfi on raskem ringlusse võtta kui tavalisi CNC-kiipe.

Meie nõuanne:
Kasutades Ra 1.6 asemel Ra 0.4, kus see veel töötab, saate vähendada süsiniku jalajälge umbes 25%. See vähendab masina tööaega ja tarbitavaid jäätmeid.

3D pinna kareduse parameetrid (ISO 25178 selgitus)

Maailm liigub 2D-lt (profiil) pinnamõõtmisele 3D-le (Areal). See on ISO 25178 standard.

Sa (Areal Average Roughness): ühe joone asemel mõõdame ruudu pindala.

Sp (maksimaalne tipp): oluline 3D-prinditud metallosade "purske" või kõrgete kohtade tuvastamiseks.

Sv (Maximum Valley): hädavajalik määrdeainemahutite kontrollimiseks.

Dazaos investeerime valge valguse interferomeetriasse (WLI). See aitab meil pakkuda täielikke 3D-pinnakaarte missiooni-kriitiliste osade jaoks.

Järeldus

Pinna kareduse diagramm on midagi enamat kui arvude komplekt; see on inseneri edu teekaart.

Usume, et läbipaistvus on eduka partnerluse võti. Teades, et Ra 0,8 viimistlus maksab rohkem kui Ra 3,2 viimistlus, kujundate paremini. Samuti saate paremini kujundada, kui teate, millal kasutada Ra asemel Rz-i.

Meie missioon on ületada lõhe "digitaalse disaini" ja "füüsilise reaalsuse" vahel. Sõltumata sellest, kas teil on tegemist titaanist kosmoselennukite osade jutuga, meie insenerimeeskond saab teid aidata.

Samuti saame aidata teil autokorpuse maksumust vähendada.