上篇的文章我們已經(jīng)知道了什么是表面粗糙度/光潔度。本文將介紹影響表面光潔度的因素以及如何在數(shù)控加工中選擇不同的表面粗糙度。

影響表面光潔度的 5 個(gè)因素

當(dāng)兩個(gè)物體的表面接觸時(shí)，表面光潔度的質(zhì)量對(duì)它們的工作效果和使用壽命有重大影響。以下是影響表面光潔度的一些因素：

1. 溫度

體積受溫度影響。當(dāng)溫度升高時(shí)，金屬會(huì)膨脹，而聚合??物會(huì)變形。因此，部件的表面光潔度會(huì)受到被切割材料的溫度的影響。溫度高于每種材料在切割過(guò)程中的最佳溫度，往往會(huì)導(dǎo)致表面不平整，增加表面粗糙度，特別是在利用機(jī)械方法加工時(shí)。

2. 切割技術(shù)

金屬刀片傳統(tǒng)上被用于切割儀器和機(jī)械。另一方面，激光和高壓水已成為傳統(tǒng)機(jī)械切割工藝的替代品。總的來(lái)說(shuō)，新技術(shù)產(chǎn)生了更顯著的成果，包括光滑的表面處理。與傳統(tǒng)切割技術(shù)相比，激光切割有許多優(yōu)勢(shì)，如更高的切割精度和減少粗糙表面。水流切割機(jī)也有好處，如在小零件中進(jìn)行更高性能的表面處理。

3. 材料去除率和進(jìn)給率

材料去除率 (MRR) 是每單位時(shí)間去除的材料量。它顯示從工件上去除一定量的材料需要多長(zhǎng)時(shí)間。進(jìn)給定義為刀具在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的每個(gè)刀具點(diǎn)沿工件移動(dòng)或進(jìn)入工件的距離。這兩個(gè)方面都會(huì)影響表面光潔度的質(zhì)量。

4. 切削工具

一個(gè)部件的表面光潔度是由用于切割刀具的方式和質(zhì)量決定的。切削速度、進(jìn)給率都可以在切削機(jī)上修改。這些變量是根據(jù)被切割的材料類(lèi)型和被制造的部件的尺寸來(lái)改變的，以避免表面過(guò)于粗糙。

5. 切削深度和切削速度

垂直于加工表面，切削深度是每次走刀時(shí)刀具切削刃進(jìn)入工件材料的深度。切削速度是刀具的切削刃在給定時(shí)間內(nèi)移動(dòng)穿過(guò)工件表面的速度。如果切削速度過(guò)高，刀具可能會(huì)因過(guò)熱而變鈍。如果延長(zhǎng)切削速度，則加工時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)率下降。

如何測(cè)量表面粗糙度？

表面粗糙度是量化表面不規(guī)則數(shù)量的一種方式。Ra 參數(shù)表示在給定區(qū)域測(cè)量的所有表面高度的算術(shù)平均值。如上所述，它們分為三個(gè)特征：粗糙度、波紋度和平面度。這些因素會(huì)影響表面特征。

因此，有幾種測(cè)量表面粗糙度的方法。測(cè)量技術(shù)的主要類(lèi)型有直接測(cè)量、比較測(cè)量、非接觸測(cè)量和過(guò)程測(cè)量。

1. 直接測(cè)量法

此過(guò)程通過(guò)垂直于表面繪制筆尖并沿表面繪制來(lái)評(píng)估表面光潔度。另一種評(píng)估磁性材料表面粗糙度的方法是電感。在這種方法中，電感拾音器使用電磁輻射來(lái)測(cè)量到測(cè)試表面的距離。直接測(cè)量法可用于比較粗糙度水平的參數(shù)值。

2. 比較測(cè)量法

由與待評(píng)估表面相同的設(shè)備、工藝和材料創(chuàng)建的表面粗糙度樣本用于比較技術(shù)。視覺(jué)和觸覺(jué)將樣品與已知的表面粗糙度進(jìn)行比較。由于過(guò)程的主觀性，此技術(shù)最適用于非關(guān)鍵應(yīng)用程序。

3. 非接觸測(cè)量法

使用聲音或光，而不是在接觸方法中使用手寫(xiě)筆。光學(xué)儀器分為許多類(lèi)別，包括共焦和白光干涉。電子顯微鏡技術(shù)也被使用，但所使用的設(shè)備受到其小視野的限制。

4. 過(guò)程測(cè)量法

此方法允許在加工或其他過(guò)程中對(duì)表面進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，這可以為操作員提供有價(jià)值的反饋。此外，過(guò)程測(cè)量方法可能會(huì)提供比其他方法更準(zhǔn)確的結(jié)果，因?yàn)樗鼈冊(cè)诟咏鼘?shí)際應(yīng)用的條件下測(cè)量表面。

其次，聲波也可用于確定表面光潔度。在超聲波散射中將超聲波脈沖發(fā)送到表面。超聲波在測(cè)試設(shè)備中被轉(zhuǎn)換和反射。因此，使用反射波計(jì)算表面粗糙度。

此外，光也可以通過(guò)將激光束照射到表面然后測(cè)量反射光的強(qiáng)度來(lái)測(cè)量表面粗糙度。表面越粗糙，光線越分散，反射光強(qiáng)度越低。

CNC數(shù)控加工如何選擇合適的表面粗糙度？

CNC 加工是一種精確的制造方法，可以生產(chǎn)公差低至 0.01 毫米甚至更低的產(chǎn)品。但是機(jī)加工過(guò)程可能會(huì)在最終產(chǎn)品的表面留下切割痕跡。加工后零件的表面粗糙度是很多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

采取步驟以確保獲得特定的粗糙度。這意味著表面的粗糙度值是預(yù)先確定的。根據(jù) ISO 4287 的規(guī)定，具體的 Ra 值被視為制造業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

在 CNC 加工期間，這些是可以提供的值。它們用于各種制造和后處理程序，尺寸范圍從 25 um 到 0.025 um。Ra 值越低，所需的加工工作量/操作就越多，因此質(zhì)量控制也就越多。

下面列出了一些 Ra 值：

3.2 μm Ra

這是商用機(jī)器的典型飾面。對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)零件和光滑表面來(lái)說(shuō)是可以接受的；但是，有明顯的切割痕跡。

1.6 μm Ra

采用這種方案，切痕通常只是稍微明顯。這個(gè)Ra值適用于緩慢移動(dòng)和輕度承重的表面，建議用于緊密的配件和受力部件。

0.8 μm Ra

這種高端表面光潔度需要對(duì)細(xì)節(jié)一絲不茍，這增加了費(fèi)用。這對(duì)于承受高應(yīng)力的部件至關(guān)重要。

0.4 μm Ra

這種程度的表面粗糙度需要進(jìn)行最多的工作，并且只有當(dāng)平滑度是首要任務(wù)時(shí)才應(yīng)提出要求。

結(jié)論

實(shí)現(xiàn)精確的表面粗糙度似乎不是很容易，而且可能成本很高。這時(shí)，你可以找到一個(gè)專(zhuān)業(yè)的加工團(tuán)隊(duì)來(lái)幫助你應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。在這里，作為一站式加工制造商，韋克將以成本效益高的解決方案來(lái)處理您的項(xiàng)目，達(dá)到嚴(yán)格的表面處理標(biāo)準(zhǔn)。