Controlar a rugosidade da superfície é essencial para obter qualidade superior. As superfícies tendem a se desgastar mais rapidamente devido ao alto atrito. Resultar em danos ao material e no desenvolvimento de defeitos. Descontinuidades na superfície fornecem locais potenciais para início de trincas e corrosão. Enquanto, a rugosidade controlada permite que a adesão adequada seja formada entre o substrato e o material de revestimento. Por isso, deixar o acabamento superficial como uma opção para adivinhação não é nada aconselhável. Se o acabamento superficial for importante para o seu produto, este guia ajudará.
Rugosidade superficial em peças usinadas CNC
Usinagem CNC é amplamente determinado pelo acabamento superficial da peça, bem como pela ferramenta de corte. Na maior parte, as superfícies ‘como usinadas’ são caracterizadas por uma rugosidade média de Ra 3.2. Nessas superfícies, marcas deixadas pelas ferramentas de corte são discerníveis. Tais níveis de rugosidade podem ser usados para a maioria dos componentes. No entanto, algumas aplicações exigem a formação de uma superfície mais lisa no material tratado. Os componentes deslizantes são favorecidos pelos acabamentos superficiais mais lisos. Baixo atrito melhora satisfatoriamente as propriedades de desgaste. Essa suavidade em muitos casos, significa que a peça de trabalho necessitará de outras operações ou operações como polimento para obter o acabamento desejado.
Minimizar a rugosidade da superfície geralmente é caro. Às vezes, é mais desejável ter uma superfície menos uniforme. Por exemplo, o atrito entre um espigão de selim de bicicleta e um assento de bicicleta precisa ser relativamente alto. Então, o assento da bicicleta não escorrega do espigão da bicicleta quando em uso. Isso significa que a rugosidade não pode ser obtida apenas pela usinagem. Outros gostam de jateamento de contas, e acabamentos em queda também podem aumentar a textura da superfície em um ou outro. A rugosidade superficial obtida normalmente depende da operação de usinagem e de quaisquer processos de acabamento subsequentes realizados.
Por que o acabamento superficial é importante na fabricação?
A rugosidade da superfície de um produto é proporcional aos pontos de contato ambiental do produto. O desempenho funcional dos componentes é definido pela forma como são acabados. O nível de rugosidade também determina a extensão da eficácia do produto que está sendo desenvolvido.
Em cada uma das aplicações, o acabamento superficial continua sendo uma área crucial de preocupação para os engenheiros. Uma superfície lisa oferece resultados mais confiáveis e tolerâncias menores para a construção de uma peça. Medições de falhas mostram que é possível controlar o acabamento superficial e os processos de fabricação. Todas essas medições dão uma compreensão de como a engenharia de superfície pode ser melhorada.
Esses acabamentos superficiais podem afetar a corrosão e a resistência química do material em uso. Aumenta a estética da superfície; aumenta a aderência do revestimento; e, permite condutividade elétrica. O controle de rugosidade também reduz a rugosidade e melhora as características de desgaste.
Como a rugosidade da superfície é medida?
A rugosidade da superfície refere-se à textura relativa da superfície de um material. O parâmetro de rugosidade mais comumente usado é o parâmetro Ra.
Três fatores impactam as características da superfície: rugosidade, ondulação, e deitar. Cada fator determina como a geometria controla o contorno do material.
Várias escalas são usadas para medir os parâmetros de rugosidade da superfície. Estas são abordagens diretas, abordagens indiretas, e métodos relativos.
Os métodos diretos empregam uma ponta que é passada através do perfil da superfície de maneira semelhante à ponta mostrada na figura abaixo. A caneta registra medições em uma direção que forma um ângulo reto com a superfície do material sob investigação.
Os métodos sem contato usam ondas sonoras ou instrumentos ópticos em seu lugar. Perfis de superfície podem ser detectados por sensores de luz, microscópios, ou pulsos de ultrassom.
Os métodos de comparação empregam amostras de rugosidade prontas para o teste de toque. Os fabricantes usam amostras que possuem parâmetros de rugosidade conhecidos para comparar com suas superfícies.
Técnicas em processo utilizam materiais magnéticos para a determinação da rugosidade superficial. Sistemas indutivos medem a distância eletromagnética da superfície do material.
Técnicas de avaliação da rugosidade superficial
Existem diversas abordagens para a medição precisa da rugosidade superficial. Essas técnicas são categorizadas em três tipos principais:
- Técnicas de perfil: Uma sonda de alta resolução mede a rugosidade da superfície de um material. Este método se parece com o funcionamento de uma agulha fina de fonógrafo. Os apalpadores CNC atuais podem não ter o tipo de sensibilidade necessária para fins de medição.
- Técnicas de Área: Esses métodos fornecem informações estatísticas sobre certas áreas de superfície. Exemplos do acima são espalhamento óptico, dispersão ultrassônica, sondas de capacitância, e outros.
- Técnicas de Microscopia: A abordagem pretendida baseia-se nas diferenças de contraste nas fases da superfície. Ajuda a identificar rugosidade e suavidade do material, e a presença de cristas ou depressões em grande medida.
Símbolos e abreviaturas usados em gráficos de rugosidade de superfície
Ao explorar símbolos de acabamento superficial de usinagem, várias abreviaturas aparecem para medir o acabamento superficial, Incluindo:
- Rá – Rugosidade Superficial Média.
- Risco– Distorção
- Rq – raiz quadrada média da rugosidade
- Rku– Curtose
- Rz – média da altura máxima do perfil
- Rmáx.– Símbolo de Profundidade da Rugosidade
Parâmetros principais
Rá (Rugosidade Superficial Média):
Muitas vezes chamado de CLA ou AA. Ra é a média aritmética da rugosidade real do perfil em relação à linha central. Ra é empregado para avaliar o acabamento superficial.
Rmáx. (Profundidade Máxima de Rugosidade):
Rmax define a altura do ponto mais alto ao ponto mais baixo. Este parâmetro é útil para a detecção de falhas como rebarbas e arranhões e o resultado apresenta maior sensibilidade em comparação com Ra.
Rz (Altitude Média Máxima do Perfil):
Rz determina a média das cinco maiores distâncias verticais entre o topo e a base das ondas. Esta abordagem elimina as chances de Ra errar ao inserir os dados.
Gráfico de conversão de acabamento superficial
Este gráfico compara diferentes escalas de rugosidade superficial para processos de fabricação, incorporando várias abreviaturas comumente usadas:
| Rá (micrômetros) | Rá
(micropolegadas) |
RMS (micropolegadas) | CLA (N) | Rota (mícrons) | Comprimento de corte (polegadas) |
| 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 |
Folha de referências do gráfico de rugosidade da superfície
A folha de dicas fornece uma referência rápida para a compreensão de vários acabamentos de superfície e suas aplicações:
| Classificação de micrômetros | Classificação de micropolegadas | Formulários |
| 25 | 1000 | Duro, superfícies de baixa qualidade devido ao corte com serra, e forjamento bruto, adequado para áreas livres não usinadas. |
| 12.5 | 500 | Duro, superfícies de baixa qualidade devido a avanços grosseiros e cortes pesados, incluindo torneamento, fresagem, e moagem. |
| 6.3 | 250 | Superfícies resultantes de retificação e fresagem são utilizadas para a folga de superfícies com requisitos de tensão. |
| 3.2 | 125 | Recomendado para peças sujeitas a vibrações, cargas, e alto estresse. |
| 1.6 | 63 | O bom acabamento é produzido em condições controladas, envolvendo avanços finos e altas velocidades. |
| 0.8 | 32 | Acabamento de alta qualidade que precisa de controle rigoroso, preferido para produtos que não requerem movimento contínuo. |
| 0.4 | 16 | Superfícies de alta qualidade por polimento de esmeril ou brunimento grosso, são importantes para a suavidade. |
| 0.2 | 8 | Superfícies finas produzidas por lapidação, polimento, ou afiar, são usados onde superfícies deslizantes são necessárias. |
| 0.1 | 4 | A superfície refinada é oferecida através de lapidação ou brunimento, normalmente para requisitos de projeto obrigatórios. |
| 0.05 | 2 | As superfícies mais refinadas para blocos padrão de precisão sensíveis são obtidas através dos melhores métodos de acabamento. |
Fatores que influenciam a rugosidade do acabamento superficial
Os acabamentos superficiais de usinagem dependem dos seguintes fatores: O tipo de ferramenta de corte, taxa de alimentação, profundidade de corte, velocidade de corte, e o tipo de material que está sendo usinado. Os seguintes elementos-chave desempenham papéis significativos:
Tipo de refrigerante usado
Os refrigerantes melhoram o acabamento superficial e a vida útil das ferramentas utilizadas no processo de usinagem. Eles também ajudam a eliminar o atrito durante todo o processo. A rugosidade é criada pelo calor produzido durante o processo de usinagem CNC.
A refrigeração com pressão mais alta é melhor no acabamento superficial da peça, mas nem sempre é eficiente. Às vezes é realmente benéfico usar o refrigerante de qualidade mais baixa que um carro é capaz. Esta abordagem reduz a rugosidade e é acessível. Também reduz a poluição ao mesmo tempo que prolonga a vida útil das ferramentas.
Parâmetros de corte
Os parâmetros de corte são muito importantes para obter o acabamento superficial correto. Estes consistem em taxa de alimentação, profundidade de corte, e velocidade de corte.
Consequentemente, observou-se que o aumento da velocidade de corte geralmente leva à redução da rugosidade superficial. Por outro lado, aumentar a profundidade do corte aumenta o valor da rugosidade máxima. Uma taxa de avanço mais alta normalmente resulta em uma rugosidade média reduzida.
Todas as operações de corte são reduzidas na rugosidade da superfície através do corte de fluidos. Eles reduzem a temperatura da ferramenta e a superfície de contato durante o corte. Além disso, a penetração do fluido ajuda a reduzir a interação entre a ferramenta e a peça de trabalho.
Tipos de processos de usinagem
O processo de usinagem tem um forte efeito na rugosidade da superfície. Dois parâmetros principais governam isso: taxa de avanço e velocidade de corte.
Interessantemente, em Torneamento CNC ambos os parâmetros têm impacto no acabamento superficial. Um aumento na taxa de avanço leva a um grande aumento na rugosidade da superfície. Velocidades de corte mais altas resultam em melhores acabamentos na maioria das vezes.
Vibrações
Consequentemente, vibrações das ferramentas gastas ou não desgastadas influenciam o acabamento superficial da peça de trabalho. O acabamento superficial é afetado por ferramentas desgastadas porque elas removem material de uma maneira que leva a irregularidades na rugosidade da superfície..
A frequência e amplitude da vibração determinam a qualidade da superfície das peças vibrantes. À medida que a amplitude da onda senoidal aumenta, os níveis médios de rugosidade são elevados. A variação na frequência de vibração tem pouco impacto na suavidade geral da superfície.
Esses fatores determinam coletivamente o acabamento superficial final da peça de trabalho. Então, é importante reconhecer o seu impacto para melhorar o funcionamento.
Conclusão
Manter a rugosidade superficial é muito caro e difícil na maioria das indústrias modernas. O acabamento da superfície depende da taxa de endurecimento da superfície. Topsbest oferece soluções de acabamento de superfície de qualidade a preços razoáveis. Nossos especialistas sabem como fornecer os padrões exigidos de acabamento superficial pelas especificações definidas.
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