Paviršiaus šiurkštumo diagrama: galutinis tiksliosios gamybos inžinerinis vadovas

Kai „Dazao“ įvertiname paviršiaus šiurkštumą, diskutuojame ne tik apie detalės estetinį blizgesį. Diskutuojame apie nematomą architektūrą, kuri nusprendžia, ar greitaeigis kosminis guolis tarnaus 10 000 valandų. Arba jis gali užklupti dešimt.

ĮCNC apdirbimas, 3D spausdinimas ir liejimo liejimas, paviršiaus apdaila dažnai yra labiausiai klaidingai suprantama CAD brėžinio specifikacija. Paplitusi klaidinga nuomonė, kad sklandžiau visada yra geriau. „Dazao“ mūsų 20 metų patirtis{4}}parduotuvėse rodo ką kita. Netinkama paviršiaus apdaila gali sukelti gedimą arba švaistyti pinigus.

Šiame vadove išskaidome pagrindines paviršiaus šiurkštumo sąvokas. Mes lyginame Ra ir Rz. Mes padengiame gamybos procesus, išlaidas ir realius inžinerinius panaudojimus. Tai padeda priimti pagrįstus sprendimus.

Kas yraPaviršiaus apdailaapdirbimo srityje?

Norint suprasti paviršiaus šiurkštumo diagramą, pirmiausia reikia suprasti, kas iš tikrųjų yra „paviršius“. Tobulame euklido pasaulyje plokštuma yra plokščia. Subtraktinės gamybos pasaulyje paviršius yra chaotiškas viršūnių, slėnių ir bangelių kraštovaizdis.

Šiurkštumas ir banguotumas prieš formą: pagrindiniai paviršiaus apdailos skirtumai

Paviršiaus profilis yra trijų skirtingų geometrinių komponentų sudėtinis signalas:

· Šiurkštumas (pagrindinis profilis):Tai didelio{0}}dažnio nelygumai, kuriuos palieka pjovimo įrankio briauna. Jie taip pat gali būti gaunami naudojant šlifavimo diską arba naudojant sluoksnį-pagal-3D spausdinimą. Tai triukšmas, kurį mes matuojame ir kiekybiškai įvertiname naudodami Ra ir Rz.

· Banguotumas (antrinis profilis):Tai platesni{0}}nelygumai. Makro problemos dažniausiai sukelia bangavimą. Tai apima mašinos triukšmą, veleno nutekėjimą, šilumos plėtimąsi pjovimo metu ir nestabilų darbo laikymą. Labai banguotos dalies Ra vertė gali būti maža, o tai vis tiek sugadintų sandariklį.

· Forma (formos klaida):Tai yra bendras nukrypimas nuo numatytos geometrijos. Pavyzdžiui, cilindras gali būti šiek tiek nusmailėjęs. Plokščia lėkštė gali turėti nedidelį lanką.

Kas yra paviršiaus klojimas ir kodėl tai svarbu apdirbant?

Klojimas yra vyraujančio paviršiaus rašto kryptis. Kodėl tai svarbu jūsų DFM (gamybiniam dizainui)?

· Išilginis klojimas:Jei įrankio žymės eina lygiagrečiai judėjimo krypčiai, jos sumažina trintį.

· Radialinis / apskritas klojimas:Dažnai pastebimas frezuojant paviršių, kai freza sukuria besisukančius lankus.

· Kryžminis-perėjimas:Būtinas variklio cilindrams (šonavimas), siekiant užtikrinti alyvos susilaikymą.

Dazao mes ne tik pataikome į skaičių diagramoje; Mes orientuojame Lay pagal jūsų dalies funkcinį judėjimą.

Paaiškinti paviršiaus šiurkštumo parametrai (Ra, Rz, Rq ir kt.)

Didžiausia šiuolaikinės inžinerijos klaida yra per{0}}pasitikėjimas Ra (šiurkštumo vidurkiu). Nors Ra yra pramonės lingua franca, tai yra vidutinė metrika, kuri dažnai slepia tiesą.

Kas yra Ra pagal paviršiaus šiurkštumą? Apibrėžimas, formulė ir apribojimai

Ra yra visų profilio nukrypimų nuo vidurkio linijos aritmetinis vidurkis. puikiai tinka bendrajai kokybės kontrolei, nes yra stabili ir kartojama.

Nepaisant to, Ra ir toliau nežino, kokią formą turi viršūnės. Paviršius su aštriomis,-spygliuotomis smailėmis ir paviršius su apvaliomis, kalvas{2}}kaipomis smailėmis, gali turėti Ra. Aštrios smailės sunaikins susiliejantį plastikinį sandariklį; suapvalintos nebus.

Kas yra Rz ir kodėl tai svarbu sandarinimo našumui?

Rz matuoja vidutinį atstumą tarp penkių aukščiausių viršūnių ir penkių giliausių slėnių.

„Dazao Engineering Insight“: hidraulinėms dalims, vakuuminiams sandarikliams ir aukšto{0}}slėgio jungiamosioms detalėms svarbu tik Rz. Vienintelis gilus griovelis (nuotėkio kelias) gali leisti skysčiui praslysti pro sandariklį. Ra vidutiniškai išeitų į slėnį ir leis jums praeiti, tačiau dalis nutekės lauke.

Rq (RMS šiurkštumas): kai jautrumas yra svarbesnis nei vidutiniai

Root Mean Square yra jautresnis retkarčiais pakilimams ir nuosmukiams nei Ra.

Optikos pramonės ir didelio{0}}tikslumo stiklo bei veidrodžių komponentų standartas.

Išplėstiniai paviršiaus šiurkštumo parametrai: Rsk (skewness) ir Rku (kurtozė)

Norėdami padėti savo dizainui pasiekti aukštą EEAT lygį, atsižvelkite į šiuos dalykus.

Rsk (iškrypimas):Tai rodo, ar paviršius yra labiau dominuojantis viršūnėje-, ar slėnyje-. Neigiamas posvyris (daugiau slėnių) idealiai tinka teptiems slankiojantiems paviršiams, nes slėniai veikia kaip mikroskopiniai alyvos rezervuarai.

Rku (Kurtosis):Tai matuoja smailumą. Kurtozės reikšmė 3 yra Gauso skirstinys. Didesnė nei 3 reikšmė reiškia, kad paviršius yra abrazyvinis ir greitai pradės nusidėvėti (pertraukos laikotarpis).

Paviršiaus šiurkštumo diagrama (Ra, Rz, N klasės ir apdirbimo metodai)

(Toliau pateikiama „Dazao“ techninės nuorodos duomenų bazė. Atkreipkite dėmesį, kad įtrauktas N-pažymių ir išlaidų daugiklis.)

Paaiškintas ISO 21920 paviršiaus šiurkštumo standartas

Dauguma žiniatinklyje esančių „paviršiaus nelygumo diagramų“ yra pasenusios ir vis dar nurodo ISO 4287. „Dazao“ didžiuojamės, kad esame metrologijos standartų pažangiausioje srityje. 2021 m. ISO išleido ISO 21920, kuris pakeis senstantį 4287.

Kodėl Shift?

Inžinieriai sukūrė seną standartą analoginių rašiklio matuoklių erai. Naujasis standartas palaiko optinį profilometriją ir skaitmeninį duomenų apdorojimą.

· Filtro nustatymai (išjungti-):Naujasis standartas iš naujo apibrėžia, kaip apskaičiuojame atkarpos- ilgį (λc). Anksčiau inžinieriai dažnai ignoruodavo-ribą. Dėl to tiekėjo ir kliento matavimai buvo skirtingi.

· Funkcinis dėmesys:ISO 21920 popieriuje esančius skaičius susieja su realia detalės funkcija. Jei jūsų dabartinis tiekėjas neatitinka ISO 21920, jie atsilieka nuo pasaulinės kreivės.

Kaip skirtingos medžiagos veikia paviršiaus apdailą?(aliuminis, plienas, titanas)

Negalite kiekvienai medžiagai nurodyti Ra 0,4 ir tikėtis tų pačių rezultatų.

Aliuminis(6061-T6, 7075): uždėto krašto ir ištepimo tvarkymas

Aliuminis yra minkštas ir turi aukštą šiluminio plėtimosi koeficientą. Jei pjovimo įrankis nėra „veidrodinis-poliruotas“, o apsisukimų dažnis nėra pakankamai didelis, aliuminis išsiteps, o ne pjauna. Taip susidaro „Built-up Edge“ (BUE), kuris sugadina paviršiaus apdailą. Naudojame Diamond{5}}Like Carbon (DLC) padengtus įrankius, kad pasiektume Ra 0,4 ant aliuminio be papildomo poliravimo.

Nerūdijantis plienas(304, 316L): darbo įveikimas-užkietėjimas apdailos metu

Nerūdijantis plienas yra itin patvari medžiaga. Jei įrankis lieka ant paviršiaus net milisekundę per ilgai, paviršiaus apdirbimas{1}}sukietėja.

Tada tampa neįmanoma baigti iki žemo Ra. Norėdami greitai pašalinti šilumą, naudojame aukšto-slėgio, per-verpstės aušinimo skystį. Tai padeda išlaikyti vienodą N6 apdailą.

Titanas: Maži-Moduliniai iššūkiai plonasienių{1}}orlaivių erdvės dalių srityje

Titanas yra lankstus. Kai įrankis stumiasi prie jo, medžiaga greitai spyruokliuoja atgal. Dėl to labai sunku pasiekti tikslią Rz reikšmę plonasienėse erdvėlaivių dalyse. Siekdami užkirsti kelią šiam triukšmui, naudojame specializuotus vibraciją{4}}slopinančius įrankių laikiklius.

Paviršiaus apdailos kaina ir šiurkštumas (Ra nuo 6,3 iki 0,05, paaiškinta)

Ra 0,8 (32 µin) yra „siena“.

Paviršiaus šiurkštumo sąnaudų kreivė: kodėl Ra 0.4 yra brangus

· Nuo Ra 6,3 iki 1,6:Sąnaudų padidėjimas yra linijinis. Dažniausiai tai susiję su padavimo greičiu ir ciklo trukme.

· Nuo Ra 1,6 iki 0,8:Išlaidų kreivė pradeda lenkti aukštyn. Turime įdiegti „Wiper“ įdėklus, sumažinti įrankio tarnavimo laiką ir atlikti proceso vidurio -patikrinimą.

· Žemiau Ra 0,4:Kaina sprogsta. Jūs nebe "apdirbate"; tu „baigia“. Tam reikalingas atskiras šlifavimo staklės nustatymas arba meistro poliruotojo rankų darbas.

Kaip sumažinti apdirbimo sąnaudas naudojant funkcinį paviršiaus apdailos zonavimą?

Venkite apibrėžti vieną bendrą visos dalies paviršiaus apdailą. Mes padedame savo klientams naudoti funkcinį zonavimą:

· Poravimosi paviršiai: Ra 0,8

· Sandarinimo grioveliai: Rz 3.2

· Atviri/estetiniai paviršiai: Ra 1.6

· Vidinės / paslėptos kišenės: Ra 6.3

Atskirdami šias zonas, padėjome klientams iki 40% sumažinti BOM (medžiagų sąrašo) išlaidas.

Kaip paviršiaus apdorojimas veikia paviršiaus šiurkštumą (anodavimas, poliravimas, valymas pūtimu)

Kas nutinka po to, kai CNC mašina sustoja? Vėlesnis{0}}apdorojimas gali išsaugoti arba sugadinti paviršiaus apdailą.

Karoliukų pūtimas:Dažnai naudojamas apdirbimo žymėms paslėpti. Tačiau rutulinis pūtimas padidins smulkiai apdorotos dalies Ra. Jei turite Ra 0.8 apdailą, o paskui ją nušveičiate, greičiausiai gausite Ra 2.0 matinį paviršių.

Anodavimas (II tipas ir III tipas):Kietasis anodavimas (III tipas) sukuria storą aliuminio oksido sluoksnį. Šis sluoksnis atitinka pradinę topografiją, bet prideda savo „grūdų“. Paprastai po kieto anodavimo turėtumėte daryti prielaidą, kad Ra padidės 10–20%.

Elektropoliravimas:Medicinos pramonės gelbėtojas. Jis pašalina „mikro-smailes“ naudodamas elektrocheminį procesą. Tai sumažina Ra ir sukuria chemiškai švarų, lygų paviršių.

Kaip matuojamas paviršiaus šiurkštumas (įrankiai ir metodai)

Jei negalite jo išmatuoti, tai jums nepriklauso. Mūsų kokybės laboratorijoje yra:

· Stylus profilometrai (kontaktai): tvirtiems, patikimiems Ra/Rz duomenims apie standartines dalis.

· Konfokalinė mikroskopija (ne{0}}kontaktinė): gležnoms medžiagoms arba kai reikia 3D paviršiaus žemėlapio (S-parametrai).

· Vizualiniai lygintuvai: greitam patikrinimui{0}}gamybos metu, siekiant užtikrinti, kad nesusidėvėjo įrankis.

Kaip pastūmos greitis ir įrankio spindulys veikia paviršiaus šiurkštumą?

Daugelis inžinierių žiūri į paviršiaus šiurkštumo diagramą ir mano, kad mašina tiesiog „išveda“ šį skaičių. žinome, kad paviršiaus apdaila yra matematinis įrankio geometrijos ir judėjimo rezultatas.

Rt ir Ra iš tiekimo greičio ir nosies spindulio

Užtekinimoirfrezavimas, galite apskaičiuoti teorinį piko -į-slėnio aukštį (Rt) naudodami padavimo greitį (f). Taip pat reikia įrankio nosies spindulio (r).

O aritmetinis vidurkis (Ra) yra apytikslis:

„Dazao“ inžinerijos įžvalga:

Norėdami perpus sumažinti Ra vertę, turite du pasirinkimus:

· Sumažinkite pastūmos greitį (f) per pusę, o tai padvigubina apdirbimo laiką (ir kainą).

· Padidinkite įrankio nosies spindulį (r). Tačiau didesnis spindulys padidina įrankio spaudimą ir gali sukelti „pleškėjimą“ (bangavimą) plonasienėse dalyse.

Čia „Dazao“ meistrai uždirba nuolat{0}}subalansuodami spindulį ir tiekimą, kad pasiektų jūsų specifikacijas nedidindami biudžeto.

Paviršiaus apdailos reikalavimai pagal pramonę (aviacijos, medicinos, hidrauliniai)

Įvairios pramonės šakos turi paslėptų reikalavimų, kurių nėra standartinėje paviršiaus šiurkštumo diagramoje.

Aerospace: nuovargio ir streso keliantys veiksniai

Aviacijos erdvėje (pvz., turbinų mentėse ar konstrukcinėje važiuoklėje) paviršius niekada nėra tik paviršius. Šiurkšti apdaila (Ra > 3,2) veikia kaip įtempių kėlimo priemonių serija. Esant ciklinei apkrovai, šių mikroskopinių slėnių apačioje atsiranda įtrūkimai.

Dazao aviacijos ir erdvės protokolas: po apdirbimo dažnai naudojame šratų apdorojimą. Šis metodas paliečia paviršių mažytėmis sferinėmis terpėmis.

Tai sukuria liekamuosius gniuždymo įtempius. Šie įtempimai užsandarina slėnius šiurkštumo profilyje. Tai gali labai pailginti nuovargio gyvenimą.

Medicina: biologinis suderinamumas ir bakterijų susilaikymas

Ortopediniams implantams (klubo sąnariams, kauliniams varžtams) Ra vertė yra gyvybės ir mirties klausimas.

· Spąstai:Jei paviršius yra per lygus (Ra < 0,05), kaulų ląstelės gali neprilipti (osseointegracija).

· Pavojus:Jei jis per grubus (Ra > 0,8), slėniuose gali atsirasti bakterijų, kurios yra atsparios sterilizacijai.

· Dazao sprendimas:Naudojame išcentrinę statinės apdailą, kad sukurtume ne{0}}kryptinę, izotropinę apdailą. Jis atitinka griežtus medicininius Rz reikalavimus.

Hidraulika: „Seal{0}}killer“ paviršius

Hidrauliniuose cilindruose stūmoklio strypas turi būti pakankamai lygus, kad nesusidėvėtų sandariklis. Jis taip pat turi būti pakankamai grubus, kad išlaikytų ploną aliejaus plėvelę.

Sweet Spot: 0,2–0,4 µm Ra yra standartinis. Bet dar svarbiau, jūs turite valdyti Rmax. Vienas smaigalys gali suplėšyti aukšto slėgio -poliuretano sandariklį ir sukelti pražūtingus skysčio nuotėkius.

Dažni paviršiaus apdailos defektai ir kaip juos ištaisyti

Kai dalis nuimama nuo mašinos ir neatitinka „Dazao“ standarto, ieškome šių keturių „Surface Killers“:

1. Kalbėjimas (bangavimas):

· Išvaizda:Periodinės bangos arba „tigro juostelės“.

· Priežastis:Trūksta sąrankos standumo arba harmoninio rezonanso.

· Sprendimas:Pakeiskite suklio sukimosi greitį (SSV - suklio greičio pokytis) arba naudokite kintamus-spiralinius galinius frezus.

2. Plyšimas (BUE - Built-Up Edge):

· Išvaizda:Nuplėštas arba nuobodus, į šlifavimo popierių{0}}panašus paviršius.

· Priežastis:Pjovimo greitis per mažas. medžiaga privirinama prie įrankio galo.

· Sprendimas:Padidinkite pjovimo greitį (Vc) ir pereikite prie didelio{0}}tepimo PVD dangos.

3. Sklaidos kanalo ženklai:

· Išvaizda:Ant dalies matosi siūlai.

· Priežastis:Tiekimo greitis per didelis, palyginti su nosies spinduliu.

· Sprendimas:Norėdami išlyginti padavimo žymes, naudokite „Wiper“ įdėklą, kurio pjovimo briaunoje yra nedidelis plokščias plotas.

4. Deginimas:

· Išvaizda:Blizgus, bet suteptas paviršius.

· Priežastis:Įrankis yra nuobodus ir trina, o ne pjauna.

· Sprendimas:Nedelsiant pakeiskite įrankį ir patikrinkite, ar medžiaga{0}}kietėjo.

Paviršiaus apdailos poveikis aplinkai gamyboje

Kaip atsakingas gamintojas, Dazao taip pat atsižvelgia į paviršiaus specifikacijų tvarumą. Labai-tiksli apdaila (šlifavimas, klijavimas, poliravimas) sunaudoja daug energijos.

Taip pat gamina drožles. Scarf yra smulkios metalo dulkės, sumaišytos su aušinimo skysčiu. Swarf perdirbti sunkiau nei standartines CNC lustus.

Mūsų patarimas:
Naudodami Ra 1.6 vietoj Ra 0.4, kur jis vis dar veikia, galite sumažinti anglies pėdsaką maždaug 25%. Taip sutrumpėja mašinos darbo laikas ir sunaudojama mažiau atliekų.

3D paviršiaus šiurkštumo parametrai (paaiškinta pagal ISO 25178)

Pasaulis pereina nuo 2D (profilio) prie 3D (arealinio) paviršiaus matavimo. Tai yra ISO 25178 standartas.

Sa (Areal Average Roughness): Vietoj vienos linijos matuojame kvadratinį plotą.

Sp (maksimali smailė): būtina norint nustatyti 3D spausdintų metalinių dalių „įtrūkimus“ ar aukštas vietas.

Sv (Maksimalus slėnis): būtinas tikrinant tepalų rezervuarus.

Dazao investuojame į baltos šviesos interferometriją (WLI). Tai padeda mums pateikti visus 3D paviršiaus žemėlapius, skirtus svarbioms misijai-dalims.

Išvada

Paviršiaus šiurkštumo diagrama yra daugiau nei skaičių rinkinys; tai yra inžinerinės sėkmės planas.

Manome, kad skaidrumas yra sėkmingos partnerystės raktas. Žinodami, kad Ra 0.8 apdaila kainuoja daugiau nei Ra 3.2 apdaila, kuriate geriau. Taip pat geriau kuriate, kai žinote, kada vietoj Ra naudoti Rz.

Mūsų misija – įveikti atotrūkį tarp „skaitmeninio dizaino“ ir „fizinės realybės“. Nesvarbu, ar kalbate apie titano kosminės erdvės detales, mūsų inžinierių komanda gali padėti.

Taip pat galime padėti sumažinti automobilio būsto kainą.