比较 CNC 加工的表面粗糙度 表面粗糙度决定了部件的功能、性能和使用寿命。它会影响摩擦系数、噪音、磨损、热量和粘附性。虽然表面光滑度在某些应用中可能不是很重要,但在其他应用中却非常重要,特别是在高张力、高应力和高振动应用、配合和移动组件、快速旋转部件和医疗植入物中。
Prolean Tech 提供的表面粗糙度等级如下:
3.2 微米镭 这种标准商用机器表面处理适用于大多数消费部件。它略显粗糙,表面光滑,上面有切割痕迹。对于承受压力、负载和振动的部件,最大表面粗糙度 ra 应为 2 μm Ra,对于负载轻且运动缓慢的配合移动表面,可以应用相同的标准。这种表面处理是通过高速、轻进给和轻切割来实现的。
1.6 微米镭 这种表面处理仅会留下微弱的切割痕迹,应该用于需要紧密配合和受力部分的部件。它适用于慢速移动和低承载能力表面,但不适用于高速旋转部件和振动载荷大的部件。这种表面粗糙度是在受控条件下,以高速、精细进给和轻度切割产生的。对于标准铝合金(例如 3. 1645),此选项会使生产价格增加约 2.5%,并且根据部件的复杂程度,成本可能会上升。
0.8 微米镭 0μm Ra 通常被称为高质量表面光洁度,公差要求更严格,成本也更高。这对于受应力集中的部件是必需的,当运动不规则且负载较小时,可用于轴承。对于标准铝合金,这种光洁度会使复杂部件的生产成本增加约 8% 甚至更多。
0.4 微米镭 0.4 μm Ra 是最平滑、最高质量的表面粗糙度,建议用于承受张力或压力的部件以及轴承和轴等旋转速度非常快的部件。这种平滑度最难实现,仅应在对应用至关重要时指定。对于复杂部件,此选项会使标准铝合金的生产成本增加约 11-15% 甚至更多。
评估表面粗糙度的方法 在制造过程中,表面光洁度的量化对于帮助产品达到标准和功能至关重要。然而,可以使用多种方法,每种方法都适用于要求和要清洁的表面。
1. 直接接触测量
至于接触法,则是使用与被研究表面接触的仪器。在这种情况下,通常使用触针轮廓仪。触针在其上移动,看起来像是在画出轮廓、峰和谷。然后,它根据工具中的这些变化形成轮廓,用于分析从学生那里收集的数据。
用法: 非常适合用于需要进行量化的情况。不建议用于软材料或可能被挤压或压痕的材料,因为接触会改变表面特性。
2.非接触式测量
非接触式技术使用光学或激光工具,例如激光扫描显微镜。这些设备将光照射到表面上,然后捕获反射光,以确定表面的粗糙度。
用法: 用于必须避免接触表面的情况,因为这可能会损坏材料,例如敏感或脆弱的表面。这些方法也适用于不规则表面,尽管它们的有效性取决于表面的反射率和颜色。
3. 比较测量
比较法是一种根据先前定义的几个特性评估表面的方法。为此,在部件表面上放置具有标准粗糙度值的比较器。
用法: 这些方法快速、便宜,可用于首次评估或当医生只想大致了解自己正在处理的情况时使用。然而,它们不如直接测量方法精确,更多的是一种感知测量。
4. 在线测量
成型测量是在制造过程的某个特定阶段检查表面粗糙度。在这些工具中,一些在线轮廓仪或传感器安装在 CNC 机器上,以实时提供有关表面粗糙度的信息。
用法: 最适合需要更频繁、大量检查监控参数的应用。此策略是实时的,可能不如作品创作后所采取的策略那么准确。
5. 分析技术
轮廓测量技术使用轮廓仪(例如 3D 轮廓仪)来创建表面轮廓。它给出了表面和表面纹理的总体概念。
用法: 主要用于需要进行额外表面分析的研发部门。它相当复杂,需要应用相当复杂的技术,也可能需要很多时间。
6. 面积测量技术
在这种情况下,与线接触相比,面积测量法用于测量更大面积上的表面粗糙度。这些是光学轮廓仪和干涉仪,它们提供所研究表面的总体概况。
用法: 适用于粗糙表面或对表面粗糙度 (Ra) 的一般状态感兴趣的情况。不太适合非常高分辨率的表面分析。
7. 显微镜技术
其他表面表征技术包括电子显微镜,它可以提供放大的表面图像并提供微观层面的数据。
用法: 它最适用于研究和任何精度至关重要的领域,例如半导体生产。这些领域略微复杂,需要使用某些类型的设备
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表面粗糙度测量图表备忘单 此备忘单可帮助您快速了解各种表面处理,从而帮助您为您的应用选择合适的表面处理。
微米 (μm) 微英寸 (μin) 描述和应用 25 1000 锯切或粗锻造成的粗糙表面适合未加工的间隙区域。 12.5 500 在车削、铣削和盘磨过程中,粗进给和重切削常常会导致表面粗糙。 6.3 250 由表面磨削、盘磨削和铣削产生。用于有应力要求的间隙表面。 3.2 125 粗糙表面,适用于承受振动、负载和高应力的部件。 1.6 63 采用精细进给和高速度进行控制加工可获得良好的表面效果。 0.8 32 需要精确控制的高级表面处理,采用圆柱形、无心或表面磨床进行加工。非常适合非移动或轻载部件。 0.4 16 通过金刚砂抛光、研磨或粗珩磨实现高质量表面处理。适用于对光滑度要求较高的应用。 0.2 8 精细表面处理通过研磨、抛光或珩磨实现。非常适合用于部件沿纹理滑动的表面。 0.1 4 通过研磨、抛光或珩磨而形成的非常精致的表面。用于设计精度至关重要的仪表和仪器工作。 0.05 2 通过细致的抛光、珩磨或超精加工可实现极致精细的表面处理。最适合精密量块。 0.025 1 最精致的表面光洁度,以最高精度通过抛光、珩磨或超精加工制成。用于精细且灵敏的精密仪表。