Grafico della rugosità superficiale: Comprendere la finitura superficiale nella produzione

Il controllo della rugosità superficiale è essenziale per ottenere la massima qualità. Le superfici tendono a consumarsi più velocemente a causa dell'elevato attrito. Ciò può provocare danni al materiale e sviluppo di difetti. Le discontinuità sulla superficie forniscono potenziali siti per l'innesco di crepe e la corrosione. Mentre, la rugosità controllata consente la formazione di una corretta adesione tra il substrato e il materiale di rivestimento. Così, lasciare la finitura superficiale come opzione per ipotesi non è affatto consigliabile. Se la finitura superficiale è importante per il tuo prodotto, questa guida ti è di aiuto.

Rugosità superficiale nelle parti lavorate a CNC

Lavorazione CNC è in gran parte determinato dalla finitura superficiale del pezzo e dall'utensile da taglio. Per la maggior parte, le superfici “come lavorate” sono caratterizzate da una rugosità media pari a Ra 3.2. Su queste superfici, siano visibili i segni lasciati dagli utensili da taglio. Tali livelli di rugosità possono essere utilizzati per la maggior parte dei componenti. Tuttavia, alcune applicazioni richiedono la formazione di una superficie più liscia sul materiale trattato. I componenti scorrevoli sono avvantaggiati dalle finiture superficiali più lisce. Il basso attrito migliora le proprietà di usura in modo soddisfacente. Questa morbidezza in molti casi, significa che il pezzo avrà bisogno di ulteriori lavorazioni o operazioni come la lucidatura per ottenere la finitura desiderata.

Ridurre al minimo la rugosità superficiale è generalmente costoso. A volte, è più desiderabile avere una superficie più non uniforme. Per esempio, l'attrito tra il reggisella e il sedile della bicicletta deve essere relativamente elevato. COSÌ, il seggiolino della bicicletta non scivola dal reggisella durante l'uso. Ciò significa che la rugosità non può essere ottenuta solo con la sola lavorazione. Ad altri piace la sabbiatura, e le finiture burattate possono anche aggiungere struttura alla superficie nell'uno o nell'altro. La rugosità superficiale ottenuta normalmente dipende dalla lavorazione meccanica e dalle eventuali successive lavorazioni di finitura effettuate.

Perché la finitura superficiale è importante nel settore manifatturiero?

La rugosità superficiale di un prodotto è proporzionale ai punti di contatto ambientale del prodotto. La prestazione funzionale dei componenti è definita dal modo in cui sono rifiniti. Il livello di rugosità determina anche il grado di efficacia del prodotto in fase di sviluppo.

In ciascuna delle applicazioni, la finitura superficiale rimane un'area cruciale di preoccupazione per gli ingegneri. Una superficie liscia offre risultati più affidabili e tolleranze più piccole per la costruzione di una parte. Le misurazioni dei difetti mostrano che è possibile controllare il finitura superficiale e i processi produttivi. Tutte queste misurazioni consentono di comprendere come migliorare l’ingegneria delle superfici.

Tali finiture superficiali possono influenzare la corrosione e la resistenza chimica del materiale in uso. Aumenta l'estetica della superficie; migliora l'adesione del rivestimento; E, consente la conduttività elettrica. Il controllo della rugosità riduce inoltre la rugosità e migliora le caratteristiche di usura.

Come viene misurata la rugosità superficiale?

La rugosità superficiale si riferisce alla struttura relativa della superficie di un materiale. Il parametro di rugosità più comunemente utilizzato è il parametro Ra.

Tre fattori influiscono sulle caratteristiche della superficie: rugosità, ondulazione, e giacere. Ciascun fattore determina il modo in cui la geometria controlla il contorno del materiale.

Per misurare i parametri di rugosità superficiale vengono utilizzate varie scale. Questi sono approcci diretti, approcci indiretti, e relativi metodi.

I metodi diretti utilizzano uno stilo che viene fatto passare attraverso il profilo della superficie in modo simile allo stilo mostrato nella figura seguente. Lo stilo registra le misurazioni in una direzione ad angolo retto rispetto alla superficie del materiale da esaminare.

I metodi senza contatto utilizzano al loro posto onde sonore o strumenti ottici. I profili della superficie possono essere rilevati dai sensori di luce, microscopi, o impulsi ultrasonici.

I metodi di confronto utilizzano campioni di rugosità già pronti per il test del tatto. I produttori utilizzano campioni con parametri di rugosità noti da confrontare con le loro superfici.

Le tecniche in-process utilizzano materiali magnetici per la determinazione della rugosità superficiale. I sistemi induttivi misurano la distanza elettromagnetica dalla superficie del materiale.

Tecniche di valutazione della rugosità superficiale

Esistono diversi approcci per la misurazione precisa della rugosità superficiale. Queste tecniche sono classificate in tre tipologie principali:

• Tecniche di profilazione: Una sonda ad alta risoluzione misura la rugosità della superficie di un materiale. Questo metodo assomiglia al funzionamento di una sottile puntina del fonografo. Le attuali sonde CNC potrebbero non avere il tipo di sensibilità richiesta per scopi di misurazione.
• Tecniche di zona: Questi metodi forniscono informazioni statistiche su determinate superfici. Esempi di quanto sopra sono la diffusione ottica, diffusione ultrasonica, sonde capacitive, e altri.
• Tecniche di microscopia: L'approccio previsto si fonda sulle differenze di contrasto sulle fasi superficiali. Aiuta a identificare la ruvidità e la levigatezza del materiale, e la presenza in larga misura di creste o avvallamenti.

Simboli e abbreviazioni utilizzati nei grafici della rugosità superficiale

Durante l'esplorazione dei simboli di finitura superficiale della lavorazione, compaiono diverse abbreviazioni per misurare la finitura superficiale, Compreso:

• RA – Rugosità superficiale media.
• Rischio– Asimmetria
• Rq – rugosità quadrata media radice
• Rku– Kurtosi
• Rz – media dell'altezza massima del profilo
• Rmax– Profondità del simbolo di rugosità

Parametri chiave

RA (Rugosità superficiale media):

Spesso chiamato CLA o AA. Ra è la media aritmetica della rugosità effettiva del profilo rispetto alla linea centrale. Ra viene utilizzato per valutare la finitura superficiale.

Rmax (Profondità massima di rugosità):

Rmax definisce l'altezza dal punto più alto al punto più basso. Questo parametro è utile per il rilevamento di difetti come bave e graffi e il risultato mostra una sensibilità maggiore rispetto a Ra.

Rz (Altitudine massima media del profilo):

Rz determina la media delle cinque maggiori distanze verticali tra la parte superiore e quella inferiore delle onde. Questo approccio elimina le possibilità che Ra possa perdere durante l'immissione dei dati.

Tabella di conversione della finitura superficiale

Questo grafico mette a confronto diverse scale di rugosità superficiale per i processi di produzione, incorporando diverse abbreviazioni comunemente usate:

RA (micrometri)	RA (micro pollici)	RMS (micro pollici)	CLA (N)	Rt (micron)	Lunghezza di taglio (pollici)
0.025	1	1.1	1	0.3	0.003
0.05	2	2.2	2	0.5	0.01
0.1	4	4.4	4	0.8	0.01
0.2	8	8.8	8	1.2	0.01
0.4	16	17.6	16	2.0	0.01
0.8	32	32.5	32	4.0	0.03
1.6	63	64.3	63	8.0	0.03
3.2	125	137.5	125	13	0.1
6.3	250	275	250	25	0.1
12.5	500	550	500	50	0.1
25.0	1000	1100	1000	100	0.3
50.0	2000	2200	2000	200	0.3

Foglio informativo del grafico della rugosità superficiale

Il foglietto illustrativo fornisce un riferimento rapido per comprendere le varie finiture superficiali e le loro applicazioni:

Valutazione dei micrometri	Classificazione in micropollici	Applicazioni
25	1000	Ruvido, superfici di scarsa qualità dal taglio con sega, e forgiatura grezza, adatto per aree di sgombero non lavorate.
12.5	500	Ruvido, superfici di bassa qualità da avanzamenti grossolani e tagli pesanti, compresa la svolta, fresatura, e macinazione.
6.3	250	Le superfici risultanti dalla rettifica e fresatura vengono utilizzate per la rimozione di superfici con requisiti di sollecitazione.
3.2	125	Consigliato per parti soggette a vibrazioni, carichi, e stress elevato.
1.6	63	La buona finitura è prodotta in condizioni controllate, che comportano avanzamenti fini e velocità elevate.
0.8	32	Finitura di alta qualità che richiede un controllo attento, preferito per prodotti che non richiedono movimento continuo.
0.4	16	Superfici di alta qualità mediante lucidatura a smeriglio o levigatura grossolana, sono importanti per la scorrevolezza.
0.2	8	Superfici fini prodotte mediante lappatura, lucidatura, o affinamento, vengono utilizzati dove sono necessarie superfici di scorrimento.
0.1	4	La superficie rifinita è offerta tramite lappatura o levigatura, tipicamente per requisiti di progettazione obbligatori.
0.05	2	Le superfici più raffinate per i blocchetti di precisione sensibili vengono ottenute attraverso i metodi di finitura più raffinati.

I fattori influenzano la ruvidità della finitura superficiale

Le finiture superficiali della lavorazione dipendono dai seguenti fattori: Il tipo di utensile da taglio, velocità di avanzamento, profondità di taglio, velocità di taglio, e il tipo di materiale da lavorare. I seguenti elementi chiave svolgono un ruolo significativo:

Tipo di liquido refrigerante utilizzato

I refrigeranti migliorano la finitura superficiale e la durata degli utensili utilizzati nel processo di lavorazione. Aiutano anche a eliminare l'attrito durante tutto il processo. La rugosità è creata dal calore prodotto durante il processo di lavorazione CNC.

Il refrigerante ad alta pressione migliora la finitura superficiale del pezzo, ma non è sempre efficiente. A volte è effettivamente vantaggioso utilizzare il liquido refrigerante di qualità più bassa di cui un'auto è capace. Questo approccio riduce la rugosità ed è conveniente. Riduce inoltre l'inquinamento e prolunga la vita degli strumenti.

Parametri di taglio

I parametri di taglio sono molto importanti per avere la giusta finitura superficiale. Questi consistono nella velocità di avanzamento, profondità di taglio, e velocità di taglio.

Di conseguenza, si è osservato che l'aumento della velocità di taglio porta generalmente ad una riduzione della rugosità superficiale. D'altra parte, aumentando la profondità del taglio si aumenta il valore di massima rugosità. Una velocità di avanzamento più elevata normalmente si traduce in una rugosità media ridotta.

Tutte le operazioni di taglio vengono ridotte in rugosità superficiale mediante fluidi da taglio. Riducono la temperatura dell'utensile e della superficie di contatto durante il taglio. Inoltre, la penetrazione del fluido aiuta a ridurre l'interazione tra l'utensile e il pezzo.

Tipi di processo di lavorazione

Il processo di lavorazione ha un forte effetto sulla rugosità superficiale. Due parametri principali governano questo: velocità di avanzamento e velocità di taglio.

È interessante notare, In Tornitura CNC entrambi i parametri hanno un impatto sulla finitura superficiale. Un aumento della velocità di avanzamento porta ad un notevole aumento della rugosità superficiale. Velocità di taglio più elevate comportano, nella maggior parte dei casi, finiture migliori.

Vibrazioni

Di conseguenza, le vibrazioni degli utensili usurati o non usurati influenzano la finitura superficiale del pezzo. La finitura superficiale viene influenzata dagli utensili usurati perché asportano materiale in modo tale da provocare irregolarità nella rugosità superficiale.

La frequenza e l'ampiezza della vibrazione determinano la qualità della superficie delle parti vibranti. All'aumentare dell'ampiezza dell'onda sinusoidale, i livelli medi di rugosità vengono aumentati. La variazione della frequenza di vibrazione ha un impatto minimo sulla levigatezza generale della superficie.

Questi fattori determinano collettivamente la finitura superficiale finale del pezzo. COSÌ, è importante riconoscere il loro impatto per migliorare il funzionamento.

Conclusione

Mantenere la rugosità superficiale è molto costoso e difficile nella maggior parte delle industrie moderne. La finitura superficiale dipende dalla velocità di indurimento superficiale. Topsbest offre soluzioni di finitura superficiale di qualità a costi ragionevoli. I nostri specialisti sanno come fornire gli standard richiesti della finitura superficiale secondo le specifiche stabilite.

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