Освоение поверхностной отделки: техники для улучшения качества механически обработанных деталей

Механическая обработка металла или пластика играет огромную роль в производстве деталей. Во многих случаях механически обработанные поверхностные отделки более чем адекватны для конечных применений, но поскольку поверхности деталей режутся, а не литьются или формоваются, стандартная (как механически обработанная) поверхностная отделка иногда нуждается в модификации для эстетических или функциональных целей. Это может требовать либо более точной механической обработки, либо использования вторичных процессов.

Измерение шероховатости поверхности

Наиболее широко используемая мера шероховатости поверхности — Ra, или средняя шероховатость. Она измеряет отклонение от средней плоскости поверхности в микродиюймах. Например, грубая поверхность чугунной сковороды имеет Ra около 2000. Ультра-гладкая поверхность зеркала Хаббла как можно ближе к нулю (хотя дефект меньше одной пятидесятой размера человеческого волоса был найден и потребовал ремонта). Механически обработанные детали имеют тенденцию падать где-то между этими двумя цифрами.

Иногда шероховатость на механически обработанной поверхности приемлема. Обычно по эстетическим причинам предпочтительнее более шершавая, чем механически обработанная, поверхность. Матовая отделка может устранить отражения и менее вероятно покажет следы. Но матовые отделки не могут быть достигнуты просто механической обработкой. Для этого нужны вторичные процессы, такие как дробеструйка или барабанная обработка с керамическим субстратом.

Более гладкие поверхности

Есть несколько разных способов достичь более гладкой поверхностной отделки на механически обработанной детали. Первый фактор в поверхностной отделке определяется самим процессом механической обработки, позволяя вам балансировать между скоростью и гладкостью. Если вам нужна деталь быстрее, ожидайте Ra 60–65. Если вы можете работать с более долгим сроком, эта цифра падает до потенциального Ra 32.

Чего ждать от ваших деталей? Мы снимаем (дебарируем) края на всех механически обработанных деталях. Все механически обработанные пластиковые детали оставляются как механически обработанные, что может оставлять видимые следы инструмента. Некоторые металлические детали, с другой стороны, позволяют больше выбора. Важно помнить, что точно механически обработанные детали часто имеют острые края и должны обращаться с осторожностью.

Если вы хотите детальный взгляд на все наши проектные спецификации, эти руководства по ЧПУ-фрезеровке предоставят всю информацию, которую вам нужно.

Тем не менее, более высокая шероховатость Ra 60 не то, что мы обычно думаем как «шершавая». При Ra 60 поверхность будет иметь видимые вихри инструмента, но не будет казаться шершавой на ощупь. Вам понадобится микроскоп, чтобы увидеть вариации поверхности. Иногда, в зависимости от приложения, это количество шероховатости может привести к инкрементному износу в движущейся детали и вызвать слабость там, где деталь напряжена. Это может даже позволить коррозии получить опору на ваших деталях. Вот где вступают вторичные процессы.

Пост-обработка отделки

Вторичные процессы отделки невероятно важны, и у нас есть множество вариантов для достижения улучшенных уровней готовых механически обработанных деталей. Механически обработанные поверхности обычно сглаживаются шлифованием (graining) или лаппированием (lapping). Они похожи, но используют разное оборудование. В любом случае, деталь многократно проводится через серию все более мелкотекстурированных абразивов до достижения желаемой гладкости. В зависимости от количества шагов, шлифование может достичь итоговой поверхностной отделки между Ra 4 и 32. Лаппирование может производить поверхностное Ra между 2 и 16. Неудивительно, что лаппирование — процесс, используемый для производства точных астрономических телескопических зеркал. Хотя есть перекрытие в относительной гладкости, достижимой либо шлифованием, либо лаппированием, есть множество факторов, включая цену, которые могут сделать один или другой вашим процессом выбора.

Как и с металлическими деталями, механически обработанные пластиковые детали могут использовать различные процессы для регулировки их поверхностных отделок. Будьте в курсе, что пластиковые детали могут быть повреждены дробеструйкой, но если вы готовы принять этот риск, это можно сделать. Более типично, если матовая отделка нужна на пластиковых деталях, литье под давлением используется, так что металлическая форма сама дробеструйкается для передачи более шершавой отделки на результирующие детали.

Для более глянцевой отделки механически обработанные пластиковые детали могут быть полированы мокрой шлифовкой. Как с металлическим шлифованием, прогрессивно более мелкий грит применяется до достижения желаемой отделки. Есть еще один метод лечения для сглаживания механически обработанных пластиковых поверхностей, особенно прозрачных пластиков в оптических приложениях. Механическая обработка, даже с тонкими инструментами, обычно затуманивает поверхность прозрачной пластиковой детали, что было бы неприемлемо, если деталь — что-то вроде линзы. В таких случаях пламенная полировка применяет достаточное тепло, чтобы выпрямить рассеивающие свет «холмы и долины» на поверхности детали. Это позволяет свету проходить через деталь так, как должно, а не рассеиваться на микроскопической «географии» её поверхности. Невооруженным глазом внешний вид детали изменится от мутного к прозрачному.

Каким бы ни был желаемый финиш вашей механически обработанной детали — более матовой или более полированной, чем «как механически обработанная» — может быть несколько способов достичь этого. Это может включать выбор процесса механической обработки или использование вторичных процессов. Лучший подход для любой детали действительно зависит от вашего приложения, временных рамок, производственного объема, бюджета и точной отделки, которую вы нуждаетесь. Поскольку изменения к механически обработанным деталям могут быть сделаны довольно быстро, вы можете иметь возможность попробовать несколько вариантов и увидеть, какой работает лучше для вас. Наши интерактивные котировки с обратной связью по технологичности предоставляют полезную информацию для принятия таких решений, но иногда вам может понадобиться помощь от наших инженеров поддержки, чтобы сузить выбор. Мы здесь, чтобы помочь.

Если вы хотите действительно детальный взгляд на наши варианты отделки, скачайте наше БЕСПЛАТНОЕ Руководство по поверхностной отделке для ЧПУ-обработки.