Vysvětlení hladkého povrchu: Ra, Rz, grafy a tipy na úsporu nákladů

Zadání "hladké povrchové úpravy" bez měřitelné hodnoty Ra je jedním z nejjednodušších způsobů, jak proměnit rutinní výrobní práci v přepracování. Objednávka 200dílné skříně z nerezové oceli byla minulý měsíc zamítnuta právě z tohoto důvodu. Každý úhel ohybu měřený v rozmezí 0,5 stupně, poloha každé díry byla správná a každý panel odpovídal označení rovinnosti. Problémem byl povrch: stopy po zápustkách na poloměrech ohybu, škrábanec v místě, kde táhla svorka zadního dorazu, a slabý otisk válečku na jedné straně. Na výkresu bylo napsáno „hladká povrchová úprava“, což znamenalo něco jiného pro dílnu než pro inspektora. Tento článek vysvětluje, co skutečně znamená hladká povrchová úprava, jak se měří, kde ji ovlivňuje tvářecí zařízení a jak ji specifikovat, aniž byste museli platit za přesnost, kterou nepotřebujete.

Co vlastně znamená hladká povrchová úprava?

Povrchová úprava není jedno číslo. Z technického hlediska má povrchová textura tři složky:

• Drsnost — jemné, těsně rozmístěné nerovnosti zanechané řezným nástrojem, brusným kotoučem nebo tvářecím nástrojem.
• Vlnitost — hrubší, široce rozmístěné zvlnění způsobené vibracemi stroje, průhybem nástroje nebo nerovnoměrnou tloušťkou materiálu.
• Položit — dominantní směr vzoru povrchu, jako jsou viditelné čáry z obrábění nebo válcování.

Nejčastěji uváděným parametrem je Ra , aritmetický průměr odchylky profilu od jeho střední čáry. Hladký povrch při běžném obrábění se obvykle pohybuje mezi 0,4 a 1,6 µm Ra (16 až 63 µin; 1 µm se rovná 39,37 µin). Pod 0,4 µm Ra potřebujete broušení, honování nebo lapování; nad 3,2 µm Ra je povrch viditelně drsný.

Rz , průměrná výška od vrcholu k údolí během vzorkovacích délek, je hlášena spolu s Ra, protože zachycuje izolované vrcholy a údolí, které Ra průměruje daleko. Povrch může mít nízké Ra, ale přesto může obsahovat ostrý zářez, který zkracuje únavovou životnost – proto je Rz důležitý pro nosné díly.

Proč u skutečných dílů záleží na povrchové úpravě

Finish není jen o tom, jak díl vypadá; mění to, jak se díl chová.

• Tření a opotřebení: hladší kluzné povrchy rozdělují kontaktní zatížení rovnoměrně a uvolňují méně částic opotřebení, takže vydrží déle.
• těsnění: těsnění a O-kroužky správně sedí na povrchu kolem 0,8 µm Ra; při 3,2 µm Ra se dráha mikroúniku znatelně zvyšuje.
• Síla únavy: každý škrábanec je koncentrace stresu. Broušené povrchy při 0,4 µm Ra přežijí podstatně více zatěžovacích cyklů než soustružené povrchy při 3,2 µm Ra při cyklickém zatížení.
• Přilnavost povlaku: barva a práškové lakování vyžadují malý kotevní profil. Ultra hladký povrch může způsobit delaminaci povlaku, takže většina lakovačů kontroluje profil povrchu, spíše než aby hledala nejnižší Ra.
• Vzhled: viditelná nerezová ocel, hliník a potažené panely se posuzují podle kvality povrchu — zde začíná většina sporů o „hladký povrch“.

Typické hodnoty Ra pro běžné procesy

Aby byla hladká povrchová úprava uvedena do kontextu, tabulka níže ukazuje řádové rozsahy Ra pro standardní výrobní procesy. Skutečné výsledky závisí na materiálu, nástrojích, chladicí kapalině a stavu stroje.

Stejné srovnání je snáze čitelné na logaritmické stupnici, protože Ra zabírá více než tři řády:

U ocelových, nerezových nebo hliníkových plechů válcovaných ve svitcích za studena je povrchová úprava nastavena válcovnou a obvykle leží v rozsahu 0,5–1,5 µm Ra. Procesy tváření tento povrch spíše zachovávají, než aby jej zlepšovaly – což je jiná výzva než obrábění.

Jak se měří povrchová úprava

Standardním dílenským přístrojem je dotekový profilometr. Diamantový dotek s poloměrem hrotu 2–10 µm se pohybuje po povrchu konstantní rychlostí a jeho vertikální pohyb se převádí na profil, ze kterého se vypočítávají Ra, Rz a související parametry.

Jeden detail je často přehlížen: mezní délka. Drsnost se vypočítá po odfiltrování delšího zvlnění a omezení filtru musí odpovídat rozestupu prvků, na kterém vám záleží. Pro obecné obrábění je běžnou výchozí hodnotou 0,8 mm; pro jemně lapované povrchy 0,25 mm; pro hrubé svařované nebo plamenem řezané povrchy 2,5 mm. Pokud je mezní hodnota nesprávná, hodnota Ra ve zprávě nepopisuje, co si myslíte, že dělá.

1. Vyberte délku omezení odpovídající velikosti prvku.
2. Změřte kolmo ke směru pokládky.
3. Zaznamenejte Ra a Rz po požadovanou délku hodnocení.
4. Porovnejte hodnoty se schopností procesu, nejen s tolerancí výkresu.

Pro rychlé kontroly v dílně zůstávají nejpraktičtější metodou kalibrované srovnávací vzorky (0,8, 1,6, 3,2, 6,3 µm Ra) – pokud je operátoři používají proti správnému omezení a měřítku.

Zařízení pro tváření plechu a povrchová úprava

Ohraňovací lisy, nůžky a kotoučové válce nezlepšují povrchovou úpravu; mohou jej pouze zachovat – nebo poškodit. Ve většině dílen se reklamace povrchu týkají jednoho z těchto tří strojů.

Ohýbačky

Na ohraňovacím lisu se viditelná strana plechu lisuje mezi razidlem a matricí. Škrábance po nástrojích, oděrky z nerezové oceli a stopy po matrici se objevují přesně tam, kam se zákazník dívá. An elektrohydraulické servo CNC ohýbačka plechu řídí rychlost a polohu beranu důsledněji než ruční hydraulické ventily, což snižuje skluz obrobku a špičky tlaku nástroje během ohýbání. Pomalejší, lépe kontrolované upínání také umožňuje operátorům používat ochrannou fólii nebo polyuretanové nástroje, aniž by je roztrhli, čímž udrží hotový obličej čistý. Pokud jsou nástroje opotřebené nebo stroj postrádá opakovatelnost, objeví se na každém dílu stejné vady. Bližší pohled na defekty ohybové linie naleznete v našem průvodci na proč kov při ohýbání praská .

Elektro-hydraulické servo CNC hydraulické ohýbačky plechu Výrobci Nantong Pacific CNC Machine Tool Co., Ltd je čínská zakázková elektrohydraulická servo CNC hydraulická ohýbačka plechu we67k série ... Zobrazit produkt →

Stříhací stroje

Stříhání zanechává charakteristický okraj: převalování nahoře, leštěná zóna uprostřed a otřepy dole. Hlavní proměnnou je vůle čepele. Příliš velká vůle vytváří větší otřepy a roztrhanou hranu; příliš malá vůle opotřebovává čepel rychle a drtí ostří. A CNC hydraulická gilotinová nůžka s hydraulickými přidržovači a nastavitelnou mezerou nožů vytváří čistší, menší otřepy – což znamená méně odstraňování otřepů, než díl dosáhne ohraňovacího lisu.

Dodavatelé řezacích strojů pro hydraulické gilotinové nůžky, společnost Nantong Pacific CNC Machine Tool Co., Ltd je čínská zakázková hydraulická gilotinová střižná řezačka a dodavatelé hydraulické gilotiny... Zobrazit produkt →

Stroje na válcování plechů

Válcovací stroje přenášejí povrch válce přímo na desku. Jakékoli rozstřiky třísek, důlků nebo svarů na čele válce se otisknou do každého obrobku a nerovnoměrný hydraulický tlak způsobí smyk desky, což způsobí oděrky během předohýbání. A tříválcový univerzální hydraulický válcovací stroj s vyváženým tlakem udržuje desku v pohybu rovnoměrně a minimalizuje stopy po sevření na koncích desky.

Dodavatelé 3válcových univerzálních hydraulických válcovacích strojů, společnost Nantong Pacific CNC Machine Tool Co., Ltd je čínský zakázkový dodavatel 3válcových univerzálních hydraulických válcovacích strojů řady W11s a společnost,... Zobrazit produkt →

Výběr a údržba správného vybavení jako celku — celá řada zařízení na tváření plechu pro ohýbání, stříhání a válcování – je nejjistějším způsobem, jak zabránit tomu, aby se „hladká povrchová úprava“ stala zmetkem. Stav stroje je důležitý stejně jako typ stroje: broušené povrchy nástrojů, čisté válce a správně nastavená vůle kotouče jsou to, co se skutečně dotýkají vašeho dílu.

Specifikace povrchové úpravy bez nafouknutí nákladů

Nejdražší čtyři slova na výkresu jsou „hladká povrchová úprava“, protože pro konstruktéra, strojníka a inspektora znamenají různé věci. Každé zlepšení v Ra má svou cenu. Přechod od 3,2 do 1,6 µm Ra může vyžadovat další dokončovací průchod; přechod od 1,6 do 0,4 µm Ra často znamená broušení nebo honování plus další nastavení, kontrolu a dobu cyklu. Vztah je nelineární:

• Určete konečnou úpravu pouze na funkčních plochách – ne na celé součásti.
• Použijte preferované standardní hodnoty: 0,2, 0,4, 0,8, 1,6, 3,2, 6,3, 12,5 um Ra. Vlastní hodnoty vynutí vlastní nastavení.
• Uveďte požadovaný směr pokládky, když je to důležité. Stopy po broušení probíhající po kluzné ploše mohou být horší než o něco vyšší Ra.
• Pokud je skutečným požadavkem vzhled, napište to měřitelnými slovy: „bez stop, škrábanců a otisků válečků“ lze zkontrolovat bez požadavku na hodnotu Ra, kterou tvářecí procesy nemohou vytvořit.

Časté dotazy o povrchové úpravě