Выбор правильной шероховатости поверхности для обработки с ЧПУ

Обработка с ЧПУ — это высокоточный производственный процесс, позволяющий создавать детали с допусками до 0,025 мм. Однако, являясь субтрактивным методом производства, обработка на станках с ЧПУ оставляет порезы, которые создают некоторую шероховатость на поверхности готового изделия.

Что такое шероховатость поверхности?

Шероховатость поверхности — это мера средней текстуры поверхности детали, в данном случае после обработки на станке с ЧПУ. Существуют различные параметры, используемые для определения шероховатости поверхности. Одним из наиболее распространенных из них является Ra (среднее значение шероховатости), которое выводится из разницы между высотой и глубиной на поверхности. Шероховатость поверхности Ra измеряется микроскопически и обычно измеряется в микрометрах (x 10~⁶ м). Обратите внимание, что шероховатость поверхности в этом контексте отличается от чистоты поверхности. Чистота поверхности обработанной детали может быть улучшена с помощью различных методов отделки, таких как анодирование, дробеструйная обработка и гальваническое покрытие. Шероховатость поверхности здесь относится к текстуре обработанной поверхности детали.

Как достигаются различные варианты шероховатости поверхности?

Шероховатость поверхности детали после механической обработки обычно не случайна. Вместо этого предпринимаются шаги для обеспечения достижения определенной шероховатости. Это означает, что значения шероховатости поверхности планируются заранее. Однако обычно указывается не любое значение. В производстве существуют определенные значения Ra, которые считаются отраслевыми стандартами, как указано в ISO 4287. Это значения, которые могут быть указаны во время обработки с ЧПУ. Они варьируются от 25 мкм до 0,025 мкм и применимы ко всем видам производственных и постобрабатывающих операций.

В Xometry Europe мы предлагаем четыре уровня шероховатости поверхности, которые также являются значениями, обычно указанными для приложений обработки с ЧПУ:

• 3,2 мкм Ra
• 1,6 мкм Ra
• 0,8 мкм Ra
• 0,4 мкм Ra

Для разных применений требуются разные значения шероховатости. Меньшие шероховатости поверхности следует указывать только в случае необходимости. Это связано с тем, что чем ниже значение Ra, тем больше усилий/операций по обработке и контролю качества потребуется. Они могут значительно увеличить стоимость и время обработки. Операции постобработки обычно не применяются, когда требуются определенные значения шероховатости поверхности. Это связано с тем, что этими операциями нельзя точно управлять, и они могут повлиять на размерный допуск деталей.

Шероховатость поверхности значительно влияет на функциональность, производительность и долговечность деталей в определенных областях применения. Он влияет на коэффициент трения, уровень шума, износ, нагрев и клейкость используемой детали. Важность этих факторов зависит от области применения, поэтому, хотя шероховатость поверхности детали не имеет значения в одних областях применения, во многих других она имеет решающее значение. Эти приложения включают сценарии высокого напряжения, стресса и вибрации, сопрягаемые и движущиеся узлы, быстро вращающиеся детали и медицинские имплантаты. Как указывалось ранее, для различных применений требуются разные уровни шероховатости поверхности.

Далее рассматриваются уровни шероховатости, которые мы предлагаем в Xometry Europe, и все, что вам нужно знать, чтобы выбрать правильное значение Ra для вашего применения.

3,2 мкм Ra

Это стандартная отделка коммерческих машин. Он подходит для большинства потребительских деталей и достаточно гладкий, но имеет видимые порезы. Это применяемая по умолчанию шероховатость поверхности, если не указано иное.

3,2 мкм Ra — рекомендуемая максимальная шероховатость поверхности для деталей, подверженных нагрузкам, нагрузкам и вибрации. Его также можно использовать для сопряжения движущихся поверхностей, когда нагрузка невелика, а движение медленное. Он обрабатывается с использованием высоких скоростей, точной подачи и легкой обработки.

1,6 мкм Ra

Обычно при этом варианте остаются лишь слегка заметные следы от порезов. Этот рейтинг Ra рекомендуется для плотных посадок и деталей, находящихся под нагрузкой, и достаточен для медленно движущихся и легких несущих поверхностей. Однако он не подходит для быстровращающихся деталей и деталей, подверженных интенсивной вибрации. Такая шероховатость поверхности достигается за счет высоких скоростей, мелкой подачи и легкой обработки в контролируемых условиях.

Цена: для стандартного алюминиевого сплава (например, 3.1645) этот вариант увеличивает стоимость производства примерно на 2,5%. Это может увеличиться по мере усложнения детали.

0,8 мкм Ra

Эта отделка поверхности, считающаяся высококачественной, требует очень тщательного контроля при производстве и стоит дороже. Это требуется для деталей, которые подвергаются концентрации напряжений. Когда движение случайное и нагрузки легкие, его можно использовать для подшипников.

Цена: для стандартного алюминиевого сплава (например, 3.1645) этот вариант увеличивает стоимость производства примерно на 5%. Это может увеличиться по мере усложнения детали.

0,4 мкм Ra

Это наилучшая («наименее шероховатая» с технической точки зрения) и самая качественная шероховатость поверхности, которая предлагается. Он подходит для деталей, которые находятся под высоким напряжением или напряжением. Это также требуется для быстро вращающихся компонентов, таких как подшипники и валы. Эта шероховатость поверхности требует наибольших усилий для производства и должна указываться только тогда, когда гладкость имеет первостепенное значение.

Цена: для стандартного алюминиевого сплава (например, 3.1645) этот вариант добавляет примерно 11-15% к стоимости производства. Это может увеличиться по мере усложнения детали.

В Xometry у нас есть возможность изготовить детали, обработанные на станках с ЧПУ, с любым из этих вариантов шероховатости поверхности. Просто загрузите свою модель на нашу платформу мгновенного расчета стоимости и выберите предпочтительную шероховатость поверхности, чтобы получить предложение за секунду.