“La rugosità superficiale è strettamente legata ai trattamenti di finitura superficiale. Ogni tecnica di finitura superficiale mira a ridurre il valore di rugosità al livello richiesto.”
La misurazione della rugosità superficiale è un passaggio essenziale nel controllo qualità di ogni progetto produttivo. Il motivo è quello finitura superficiale viene misurato nel valore del valore di rugosità della superficie (Ra, tipicamente in un micrometro. Questo valore dà l'idea delle irregolarità e dei difetti della superficie.
Il livello di rugosità influisce sulla funzionalità, sulla durata e sull'aspetto di parti e prodotti. Pertanto, discuteremo diversi parametri di rugosità superficiale, metodi di misurazione, numeri di grado di rugosità, variabili di rugosità e molto altro.
Cos'è la rugosità superficiale?
La rugosità superficiale è il parametro che misura la levigatezza superficiale dei pezzi lavorati. È un modo eccellente per determinare la struttura e l'aspetto della superficie, che caratterizzano le irregolarità della superficie. È un approccio numerico e non è collegato al tatto o alla percezione visiva.
Le irregolarità della superficie sono causate da vari motivi come difetti comuni della lavorazione CNC (flessione e vibrazione dell'utensile). Queste irregolarità influenzano i diversi aspetti delle parti. Se il livello di rugosità non è al livello desiderato, possono verificarsi problemi di assemblaggio, corrosione, usura, aspetto e molto altro.
Esempi di finitura superficiale Ra
Ra Surface Finish è un modo comune per caratterizzare la qualità di una finitura superficiale nell'ingegneria e nella produzione. Alcuni esempi di valori di finitura superficiale Ra e del tipo di superficie a cui corrispondono sono i seguenti:
Scheda lavorazione rugosità superficiale
- Ra 0.1 μm: superficie ultra liscia e levigata
- Ra 0.2-0.5 μm: finitura a specchio
- Ra 1.0-2.0 μm: finitura satinata
- Ra 3.2 μm: finitura industriale standard
- Ra 6.3 μm: superficie ruvida, come colata
- Ra 12.5 μm: superficie molto ruvida, sabbiata
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Calcolo numerico della consistenza della superficie
Esistono tre parametri fondamentali per quantificare la qualità della trama, la rugosità superficiale, l'ondulazione e la posa.
Profilo della tessitura superficiale
- Ondulazione: L'ondulazione si riferisce alla deviazione ottimale ad ampio spazio dalla superficie normale. La lunghezza dell'ondulazione viene utilizzata per misurare l'ondulazione di qualsiasi texture superficiale.
- Posare: Si riferisce al modello dominante della struttura superficiale, che può essere perpendicolare, circolare, parallela, radiale, multidirezionale o altro, a seconda dell'utensile e dell'operazione di lavorazione. Per esempio, Tornitura CNC produce texture circolari.
- Rugosità: La deviazione ripetitiva o casuale dalla superficie nominale (di base) definisce la rugosità della superficie. A titolo illustrativo, una deviazione significativa rappresenta la superficie ruvida e una deviazione minima indica la superficie liscia.
Tra questi tre parametri, il parametro della rugosità superficiale viene utilizzato nella produzione per controllare la qualità della finitura superficiale.
Parametri di rugosità superficiale
La rugosità superficiale media "RA" viene utilizzato per calcolare il valore di rugosità di qualsiasi superficie lavorata. È definita come la "deviazione media del profilo di rugosità dalla superficie di base (nominale)". Viene calcolato matematicamente dividendo la lunghezza del profilo integrando il valore di rugosità assoluta.
RMS è un altro parametro utilizzato nel calcolo numerico della rugosità superficiale, calcolato dalla radice quadrata media di picchi e avvallamenti microscopici nella superficie. Tuttavia, "Ra" viene utilizzato principalmente per esprimere la rugosità superficiale e ci sono diversi approcci per misurarne il valore.
Simboli di rugosità
I simboli di finitura superficiale vengono utilizzati per indicare il livello desiderato di finiture superficiali su una parte lavorata. I simboli forniscono un metodo standard per comunicare le specifiche di finitura superficiale a fornitori e macchinisti.
Simboli di rugosità
Alcuni simboli di finitura superficiale comuni utilizzati nell'industria includono:
-
- RA (Average Roughness Height): Indica l'altezza media di rugosità di una superficie, tipicamente misurata in micrometri (µm).
- Rz (Maximum Roughness Height): Indica l'altezza massima di rugosità di una superficie, tipicamente misurata in micrometri (µm).
- RMS (Root Mean Square Roughness): Indica la deviazione media del profilo di rugosità dalla linea media, tipicamente misurata in micrometri (µm).
- CLA (Center Line Average Roughness): Indica l'altezza media della rugosità della linea centrale di una superficie, tipicamente misurata in micrometri (µm).
- AA (Rugosità media aritmetica): indica l'altezza media della rugosità di una superficie, tipicamente misurata in micropollici (µin).
Oltre a questi simboli, vari standard di settore forniscono specifiche più dettagliate per la finitura superficiale, come ad esempio ISO 1302 e JIS B 0601.
È importante notare che la scelta del simbolo della finitura superficiale dipende dai requisiti specifici del lavoro, incluso il tipo di materiale, il processo di produzione utilizzato e il risultato desiderato. È anche importante comunicare in modo chiaro e preciso la specifica della finitura superficiale desiderata per evitare fraintendimenti o errori nel processo di produzione.
Simboli di finitura superficiale
I simboli di finitura superficiale vengono utilizzati per indicare il livello desiderato di finiture superficiali su una parte lavorata. I simboli forniscono un metodo standard per comunicare le specifiche di finitura superficiale a fornitori e macchinisti.
Come misurare la rugosità superficiale media "Ra"?
La rugosità superficiale (Ra) può essere misurata utilizzando varie tecniche, tra cui quella diretta, senza contatto, il profilometro e molte altre.
Esaminiamo ciascuno di essi in modo più dettagliato.
Misurazione diretta (metodo della sonda a stilo)
È un metodo di contatto per misurare la rugosità superficiale che utilizza un dispositivo con sonda a stilo. Il pattino o la scarpa attaccata allo stilo si muove lentamente sulla superficie grazie alla mano o al meccanismo di azionamento del motore, seguendo i contorni generali. Fornisce il dato per la misurazione e la sonda si sposta sulla superficie con un pattino.
Lavorare sulla misurazione della sonda stilo
Esempi delle nostre misure
La sonda registra la forma microgeometrica, muovendosi su e giù rispetto al movimento del pattino dovuto alla rugosità della superficie. Lo stilo traccia i microscopici picchi e avvallamenti e converte il movimento verticale in un segnale elettrico variabile nel tempo, che rappresenta il profilo della superficie. Utilizzando il profilo calcola la deviazione dalla superficie di riferimento e fornisce il valore di rugosità "Ra".
La misura senza contatto
Il metodo di misurazione della rugosità senza contatto prevede la luce o il suono anziché una sonda e uno stilo, che possono fornire il profilo senza toccare la superficie di misurazione. L'apparecchiatura automatizzata per l'approccio di misurazione senza contatto fornisce il valore accurato della rugosità.
Funzionamento della misurazione senza contatto (Claudio Campana, 2007)
La luce laser o il suono ultrasonico vengono puntati sulla superficie delle parti da misurare lungo le direzioni X e Y. Una volta che colpisce la superficie, viene riflesso sul dispositivo sotto forma d'onda. Quindi il dispositivo invia i dati della forma d'onda al computer, creando un profilo di superficie, che fornisce la rugosità dopo aver elaborato quel profilo attraverso il computer.
L'approccio comparativo
Non è un approccio oggettivo rispetto ad altri metodi discussi in precedenza, che si basano sulla sensazione visiva di operatori e ingegneri. I metodi di confronto prevedono l'utilizzo di campioni preesistenti degli stessi materiali lavorati con le stesse attrezzature e condizioni.
Generalmente, i produttori realizzano campioni con diversi livelli di rugosità (Ra= 3.2 μm, 1.6 μm, 0.8 μm, 0.4 μm, 0.2 μm) per tutti i tipi di materiali e li utilizzano per confermare la rugosità delle parti appena create. Il confronto viene effettuato in base a diversi aspetti, come l'intensità dei segni di lavorazione, dei bagliori e altro.
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Come misurare la qualità della finitura superficiale?
Il ruolo della finitura superficiale nella vita di un prodotto è significativo. Nel frattempo, la sola misurazione della rugosità superficiale non può essere utile a meno che non si interpreti il valore di “Ra” in base ai requisiti e all’uso previsto delle parti. Ad esempio, una parte con livelli di rugosità elevati può comunque superare il test di controllo qualità se si tratta di un semplice strumento meccanico come un martello.
| Ra (micrometri) | Interpretazione e applicazioni |
| 25 e più | Finitura superficiale di qualità molto bassa con segni, irregolarità e difetti ben visibili. È adatto per utilizzare solo il materiale destinato a ulteriori lavorazioni. |
| 12 | Una finitura di bassa qualità, risultato di avanzamenti grossolani e tagli pesanti. È adatto per semplici utensili meccanici. |
| 6.3 | I pezzi vengono lavorati con un'elevata velocità di avanzamento e di taglio. È considerevole, dove non subiscono forti sollecitazioni e attriti. |
| 3.2 | È la finitura standard come lavorata. Potrebbe ancora contenere alcuni segni di taglio ed è adatto per prodotti di consumo. È consentito per le parti per applicazioni di accoppiamento, vibrazione e sollecitazione. |
| 1.6 | Una finitura liscia con rari segni di utensili di lavorazione, adatta per applicazioni di montaggio, vibrazioni e sollecitazioni elevate. |
| 0.8 | Una finitura superiore ideale per rotazione, tenuta e applicazioni soggette a vibrazioni e sollecitazioni estreme. |
| 0.4 | Il grado di finitura più fine è adatto per parti ad alta rotazione e applicazioni sensibili. Potrebbe valere la pena mantenere questo livello di rugosità solo se la finitura è necessaria per la funzionalità. |
Numeri di grado di rugosità e valore Ra
I numeri del grado di rugosità si riferiscono agli standard ISO di rugosità superficiale, che è associato al valore Ra e va da N1 a N12. Il numero di grado inferiore rappresenta l'alta qualità della finitura. Ad esempio, una superficie classificata N1 è più liscia e fine di N2, e così via.
Numeri di grado e Ra (Busan, 2001)
Fattori che influenzano la rugosità superficiale
Molti fattori influenzano la rugosità della superficie lavorata. Per mantenere il valore di rugosità entro il limite, è fondamentale comprendere i fattori che lo influenzano. Esaminiamone rapidamente alcuni.
| Variabili | Descrizione |
| Qualità dell'utensile di lavorazione | La qualità di processi di finitura superficiale nella produzione è associato alla qualità dell'utensile. Se c'è usura sull'utensile, aumenta significativamente il valore di rugosità della superficie di lavorazione. |
| profondità di taglio | Più profondo è il taglio, più in profondità l'utensile penetra nel pezzo e più ruvida diventa la superficie. |
| avanzamento | Poiché è correlata alla distanza percorsa dall'utensile per unità di tempo, la velocità di avanzamento influisce sulla rugosità della superficie. Velocità di avanzamento elevate generalmente aumentano il valore di rugosità. |
| Lavorabilità del pezzo | La bassa lavorabilità del pezzo si traduce in difficoltà nella lavorazione, che contribuisce all'elevato valore di rugosità. È facile mantenere una finitura superficiale di alta qualità con materiali altamente lavorabili. |
| velocità di taglio | L'utensile e la superficie di lavorazione diventano più caldi a causa della bassa velocità di taglio, aumentando la rugosità della superficie. |
Riassumendo
Ruvidezza della superficie è associato alla funzionalità, all'estetica e alla durata delle parti meccaniche. Controllare il valore di rugosità entro il livello desiderato è essenziale nel controllo di qualità. Inoltre, per ottenere la corretta finitura superficiale, è necessario considerare i fattori di lavorazione, l'uso previsto, la misurazione della rugosità e le proprietà del materiale.
ProleanTech offre diversi servizi di finitura superficiale per una gamma di parti e prodotti. Disponiamo di una tecnologia all'avanguardia per la misurazione della rugosità e di ingegneri esperti per mantenere il controllo di qualità.
Se hai bisogno di un servizio professionale di finitura superficiale, per favore CONTATTACI. Forniremo l'abitudine servizio di finitura superficiale per il tuo progetto secondo le tue esigenze.
FAQ
Perché la rugosità superficiale è importante nella produzione ingegneristica?
La rugosità è uno dei parametri forti nelle prestazioni delle parti meccaniche. Influenza la funzionalità e la durata e dà l'idea del miglior metodo di finitura. I produttori regolano rigorosamente la rugosità per produrre componenti o prodotti affidabili ed efficaci.
Come posso misurare il valore di rugosità superficiale “Ra”?
Esistono diversi metodi e strumenti per misurare la rugosità. È possibile utilizzare una varietà di strategie, inclusi metodi di confronto, metodi di area e metodi di profilazione.
Quali fattori influenzano la rugosità della superficie lavorata?
La velocità di taglio, la profondità di taglio, la velocità di avanzamento, la qualità dell'utensile, la lavorabilità e la temperatura influiscono sulla rugosità della superficie.
Cosa sono i simboli di finitura superficiale?
I simboli di finitura superficiale sono rappresentazioni grafiche utilizzate nei disegni tecnici per comunicare la struttura superficiale desiderata e la qualità di una parte lavorata. Forniscono un modo standardizzato per specificare il livello di rugosità della superficie e altre caratteristiche della superficie, assicurando che la parte lavorata soddisfi le specifiche di progettazione e funzionalità richieste.
Come viene specificata la finitura superficiale CNC?
La finitura superficiale CNC è specificata utilizzando simboli di finitura superficiale standardizzati e valori di rugosità (ad es. Ra) sui disegni tecnici. Questi simboli e valori forniscono agli operatori CNC le informazioni necessarie per ottenere la qualità superficiale desiderata utilizzando gli utensili da taglio, le velocità e gli avanzamenti appropriati.
Quali sono i valori di finitura superficiale standard?
I valori di finitura superficiale standard sono linee guida fornite dagli standard del settore (ad es. ANSI/ASME B46.1 o ISO 4287) per aiutare ingegneri e progettisti a specificare la finitura superficiale appropriata per una parte lavorata. Questi valori possono variare a seconda del materiale, del processo di lavorazione e dell'applicazione, ma generalmente servono come riferimento per ottenere la qualità superficiale desiderata.
Potete fornire alcuni esempi di finitura superficiale?
Gli esempi di finitura superficiale includono:
- Lucido: Ra 0.05-0.2 µm, adatto per applicazioni che richiedono basso attrito o elevata estetica
- Lavorato: Ra 0.8-3.2 µm, comune per la maggior parte delle parti lavorate a CNC
- As-cast: Ra 12.5-50 µm, tipico per parti prodotte mediante processi di fusione
- Sabbiato: Ra 20-100 µm, utilizzato per parti che richiedono una trama ruvida per l'incollaggio o la verniciatura
Bibliografia
- Bhusan, B. (2001). Analisi della rugosità superficiale e tecniche di misurazione. STUDIO SEMANTICO.
- Claudio Campana, BD (2007). MISURA DI RUGOSITÀ SUPERFICIALE SENZA CONTATTO. ResearchGate.
- (Nd). Guida completa ai simboli di finitura superficiale, grafici, RA, RZ, misurazioni e didascalie.
In che modo la misurazione senza contatto è sempre più accurata di quella con contatto? Penso che sia più una questione di calibrazione della macchina.
E 'sempre,. ecco perché la maggior parte dei produttori si affida alle macchine CMMM
In che modo l'ondulazione è correlata al valore di rugosità superficiale (Ra)? Sono correlati?
Ciao, Alzbeta.
L'ondulazione e la rugosità superficiale (Ra) sono aspetti della struttura superficiale, ma misurano caratteristiche diverse. Ra è la deviazione media della rugosità dalla linea media su una data lunghezza, mentre l'ondulazione è la misura delle deviazioni più distanziate dalla forma della superficie nominale. Non sono direttamente correlati; una superficie può avere una bassa rugosità (Ra) ma un'alta ondulazione e viceversa. Non esiste una relazione matematica standard poiché vengono misurati su scale diverse.
Ho imparato cosa stavo cercando. Ma non capivo come i numeri del grado di rugosità e il valore Ra siano importanti per ottenere la qualità di finitura superficiale desiderata.
I numeri del grado di rugosità e il valore Ra sono parametri critici per quantificare la qualità della finitura superficiale di una parte. Il Roughness Grade Number classifica la rugosità di una superficie in categorie, fornendo un rapido riferimento agli standard di produzione, mentre il valore Ra offre una misurazione precisa delle deviazioni medie della superficie, guidando il processo di lavorazione per ottenere la levigatezza desiderata. Insieme, garantiscono che la qualità della superficie soddisfi le specifiche funzionali ed estetiche richieste per l'applicazione prevista del componente.
Grazie per questo fantastico articolo. Ho imparato molte cose riguardo alla rugosità superficiale e alla misurazione della rugosità.
È bello sapere che questo articolo ti è stato utile!
Dalla mia esperienza, le misurazioni con sonda stilo non potrebbero essere fattibili per valori Ra inferiori come inferiori a 4 micrometri.
È corretto! Per misurazioni Ra inferiori le macchine CMM sono la scelta migliore.