Шероховатость поверхности: Все, что вам нужно знать

При изготовлении деталей с соблюдением размеров и допусков важным аспектом является также обработка поверхности. Для достижения долговечности, производительности и качества необходимо поддерживать нужную шероховатость поверхности.

Если вы ничего не знаете о шероховатости поверхности и хотите узнать, что такое шероховатость поверхности и каковы ее единицы измерения, прочтите приведенное ниже руководство.

Что такое шероховатость поверхности при обработке и производстве?

Характер поверхности называется отделкой поверхности или шероховатостью поверхности. Это отклонение, которое может иметь поверхность по сравнению с идеально ровной плоскостью. Термин "обработка поверхности" относится к уровню отделки и полировки, которые применяются к компоненту. Использование компонентов зависит от шероховатости их поверхности.

Единицы измерения шероховатости поверхности (Ra)

Что такое единицы измерения Ra?

Ra означает среднюю шероховатость, которая является единицей измерения шероховатости поверхности в производстве. Она позволяет количественно оценить гладкость и текстуру поверхности и дает представление о ее внешнем виде и функциональности. Она измеряется в микродюймах или микрометрах.

Значение Ra в шероховатости поверхности

Значение шероховатости поверхности представляет собой среднее отклонение поверхности от средней линии при заданной длине выборки.

Термины шероховатости поверхности

Ниже приведены различные термины, используемые при определении шероховатости поверхности.

Ра

Ra - наиболее распространенная единица измерения для оценки шероховатости поверхности. Она представляет собой среднее арифметическое отклонение, которое включает в себя шероховатость поверхности. Она количественно определяет отклонение шероховатости от средней линии.

Rz

Rz - это показатель максимальной средней высоты поверхности детали. Она представляет собой среднее значение пяти отклонений, лежащих между самой низкой и самой высокой вершинами. Иногда, когда Ra не учитывается из-за неточных измерений, единица Rz помогает предотвратить ошибки.

Rp

Rp представляет собой максимальную высоту пика от средней линии. Это высота самого высокого пика, и это очень важный параметр, поскольку он определяет максимальную неровность поверхности. Он измеряется в микрометрах или микродюймах.

Rv

Rv - это максимальная глубина долины; измеряется самое глубокое значение на длине выборки от средней линии. Она указывает на глубину вдавливания на данной поверхности, и на нее могут влиять такие факторы, как концентрация напряжений.

Rmax

При оценке шероховатости поверхности очень важны царапины и заусенцы, и max помогает выявить эти неровности.

RMS

RMS расшифровывается как Roughness Magnitude Surface; он измеряет шероховатость поверхности, беря значения высоты и возводя их в квадрат. Он придает вес крайним значениям и дает подробное представление о текстуре поверхности.

Что такое стандартная чистота поверхности при обработке?

3,2 мкм Ra - это стандартная обработка поверхности, которая используется для общего применения. Она обеспечивает баланс между технологичностью и функциональностью и не нуждается в тщательной постобработке. Этот диапазон значений Ra представляет собой умеренно гладкую поверхность, на которой есть видимые следы от инструмента, но нет значительных неровностей.

Виды финишной обработки

Различают следующие виды финишной обработки:

Обработанная поверхность

Это поверхность, которая появляется сразу после обработки и имеет следы от инструмента. Эта поверхность имеет значение Ra в диапазоне от 3,2 до 6,3 мкм. Ее выбирают для деталей, для которых не важна эстетика, например функциональные прототипы.

Гладкая отделка

Гладкая обработка - это тонкая обработка, которая достигается при использовании фигурного инструмента и при обработке на низкой скорости. Значение Ra составляет от 0,8 до 1,6 мкм. Оно используется в таких областях, как медицина, аэрокосмическая промышленностьВ автомобилях гладкие поверхности помогают снизить трение.

Текстурированная отделка

Фактурная отделка - это поверхность, которая была специально обработана с помощью таких процессов и инструментов, как дробеструйная обработка и накатка. Имеет значение Ra более 6,3 мкм. Используется для улучшения сцепления, уменьшения бликов и в декоративных целях.

Зеркальная отделка

Зеркальная отделка - это отполированная поверхность с бесшовной гладкостью. Значение Ra при такой отделке составляет 0,2 мкм. Такая отделка требуется в оптических изделиях.

Анодированная отделка

Анодированное покрытие достигается путем химической обработки поверхности, в результате чего образуется анодированный слой, который улучшает эстетику и повышает коррозионную стойкость. Величина Ra анодированного покрытия обычно составляет 3,2 мкм и используется для аэрокосмических и электронных компонентов.

Как достигаются различные уровни шероховатости поверхности?

Существуют различные уровни шероховатости поверхности, и они достигаются разными методами, о которых речь пойдет ниже.

Обработанный

Обработанные поверхности получаются непосредственно после обработки, и на них остаются следы от инструмента. Шероховатость таких поверхностей составляет от 3,2 до 6,3 мкм Ra. Это экономически эффективный метод, который подходит для тех областей применения, где не требуется эстетически привлекательных деталей.

Дробеструйная обработка

Дробеструйная обработка - это процесс обработки поверхности с использованием мелких стеклянных шариков, которые наносятся на поверхность под высоким давлением. Она создает однородное и матовое покрытие, а диапазон Ra при такой обработке составляет от 1,6 до 6,3 мкм Ra. Она помогает сгладить острые края и улучшает эстетический вид деталей.

Анодирование

Анодирование это процесс химической обработки поверхности, в результате которого на поверхности деталей образуется анодированный слой. Существует два различных типа процесса анодирования:

Анодированный тип II

Анодирование типа II создает на поверхности тонкий слой оксида с шероховатостью 5-25 мкм. Оно обеспечивает устойчивость к коррозии и помогает добиться различных цветов. Оно легкое и поэтому чаще всего используется для изготовления корпусов электронных устройств.

Анодированный тип III

Анодирование типа III - это твердый слой оксида с шероховатостью поверхности от 25 до 100 мкм. Этот тип анодирования придает поверхности высокую устойчивость к коррозии и износу. Он чаще всего используется в военных целях.

Варианты шероховатости поверхности, достигаемые при обработке с ЧПУ

Различные варианты шероховатости поверхности, достигаемые с помощью обработки с ЧПУ, следующие:

3,2 мкм Ra

3,2 мкм Ra - это финишное покрытие, предназначенное для химических машин; оно в основном приемлемо для потребительских компонентов и имеет гладкую поверхность. Однако на таких компонентах можно увидеть видимые следы от инструмента.

1,6 мкм Ra

Ra 1,6 мкм имеет следы от надрезов, и его чаще всего выбирают для деталей, подвергающихся высоким нагрузкам или требующих плотного прилегания.

0,8 мкм Ra

0,8 мкм Ra - это шероховатость поверхности, которая обеспечивает высокое качество поверхности и является дорогостоящей. Однако она важна для таких деталей, которые подвергаются большим нагрузкам.

0,4 мкм Ra

Шероховатость поверхности 0,4 мкм Ra выбирается для деталей, которым в первую очередь требуется бесшовная обработка. Она подходит для таких деталей, которые подвергаются чрезмерному напряжению и стрессу.

Основные эффекты шероховатости поверхности деталей

Шероховатость поверхности влияет на компоненты следующим образом:

Износостойкость

Когда поверхность шероховатая, в соединении между сопрягаемыми деталями возникает повышенное трение. Это приводит к быстрому износу.

Стабильность посадки

Шероховатые поверхности менее износостойки, поэтому в процессе эксплуатации зазор увеличивается. Микропики сплющиваются в процессе сборки при интерференции посадок, что снижает эффективную интерференцию и ослабляет прочность соединения.

Усталостная прочность

В шероховатых деталях имеются большие впадины, которые работают как концентраторы напряжения. Они влияют на усталостную прочность деталей.

Устойчивость к коррозии

Из-за шероховатости поверхности могут пропускать воздух и влагу, что делает детали менее устойчивыми к коррозии.

Герметичность

Шероховатые поверхности не могут создать достаточную герметичность, что может привести к утечкам между компонентами, собранными вместе.

Контактная жесткость

Контактная жесткость - это способность деталей, сопрягаемых друг с другом, противостоять деформации при воздействии внешних сил. Жесткость машины зависит от контактной жесткости, которая присутствует между деталями.

Точность измерения

Шероховатость поверхности, если деталь измеряется с помощью измерительного инструмента, влияет на точность измерения.

Таблица преобразования шероховатости поверхности

Таблица преобразования шероховатости поверхности выглядит следующим образом.

Как измерить шероховатость поверхности?

Существуют различные методы измерения шероховатости поверхности, которые рассмотрены ниже:

Метод профилирования: Этот метод предполагает измерение поверхностей с помощью зонда с высоким разрешением.

Зональная техника: Этот метод предполагает измерение конечной площади заданной поверхности. Измерения дают среднее статистическое значение впадин и пиков. В этом методе используются емкостные датчики, ультразвуковое рассеяние или оптическое рассеяние.

Техника микроскопии: Это качественный метод, который измеряет контакты. Он дает информацию о долинах и вершинах поверхностей.

Заключение

Шероховатость поверхности - важнейший аспект производства компонентов, поскольку от нее зависят их производительность и долговечность. Если вам нужно изготовить компоненты с самой лучшей шероховатостью поверхности для ваших индивидуальных приложений, мы DEK может вам помочь. У нас работают опытные инженеры, которые очень тщательно учитывают значение шероховатости поверхности компонентов, обеспечивая исключительное совершенство.

Вопросы и ответы

Как образуется шероховатость поверхности?

Шероховатость поверхности возникает в процессе производства или при обработке поверхности.

На что обратить внимание при маркировке шероховатости поверхности?

Ra - это параметр, используемый для описания шероховатости поверхности, при разметке которого измеряется отклонение средней высоты профиля от средней линии.

Каковы характеристики формы поверхности, когда шероховатость Ra составляет 3,2 мкм?

3,2 мкм Ra имеет видимые следы обработки и умеренно шероховатую поверхность.