CNC bearbejdning kan skabe dele med snævre tolerancekrav og detaljerede dele af forskellige metaller eller plastik, og er en af de bedste forarbejdningsmetoder til specialfremstillede dele og prototypeproduktion. Under CNC-bearbejdning fjernes råmateriale selektivt og præcist for at producere en næsten nettoformet del. Denne form for bearbejdningsproces kaldes normalt også subtraktiv fremstilling. Da CNC-værktøjet kontinuerligt fjerner råmaterialer under bearbejdningsprocessen, vil der blive produceret tydelige værktøjsmærker på overfladen af delen. Til definition af tykkelsen af disse værktøjsmærker kalder vi det overfladeruheden af CNC-bearbejdningsdele og opdeler det i forskellige ruhedsgrader. På samme tid, efter CNC-bearbejdning af præcisionsmetaldele, udfører vi normalt en vis behandling på overfladen af delene for at forbedre deres slidstyrke, korrosionsbestandighed, isolering, dekoration eller andre specielle funktionelle krav. Overfladebehandling er processen med kunstigt at danne et overfladelag med mekaniske, fysiske og kemiske egenskaber, der er forskellige fra substratets egenskaber gennem en specifik forarbejdningsteknologi på overfladen af substratet.
Efter at overfladen af delen er behandlet af CNC, ser den glat ud, men den er ujævn, når den ses med et forstørrelsesglas. I dagligdagen har folk en tendens til at kalde det "overfladefinish", men faktisk kalder den internationale forenede standard det "overfladeruhed". Overfladeruhed refererer til ujævnheden af små stigninger og små toppe og dale, som en bearbejdet overflade har. Afstanden (bølgeafstanden) mellem de to toppe eller to lavpunkter er meget lille (under 1 mm), hvilket hører til den mikroskopiske geometrigenkendelsesfejl. Jo mindre overfladeruhed, jo glattere overflade.
Overfladeruhed dannes generelt af den anvendte bearbejdningsmetode og andre faktorer, såsom friktionen mellem værktøjet og delens overflade under CNC-bearbejdning, den plastiske deformation af overfladelagets metal, når chippen adskilles, og den højfrekvente vibration i processystem. På grund af de forskellige bearbejdningsmetoder og emnematerialer er dybden, tætheden, formen og teksturen af de spor, der efterlades på den behandlede overflade, forskellige.
Effekt af overfladeruhed på dele
Overfladeruhed er tæt forbundet med matchende egenskaber, slidstyrke, udmattelsesstyrke, kontaktstivhed, vibrationer og støj af mekaniske dele og har en vigtig indflydelse på levetiden og pålideligheden af mekaniske produkter. Efter at delene er bearbejdet, er der fine forarbejdningsspor på overfladen, og jo mindre overfladeruheden er, jo glattere er overfladen. Den specifikke indflydelse af overfladeruhed på dele kan henvise til følgende punkter.
1. Overfladeruhed påvirker deles slidstyrke. Jo ruere overfladen er, jo mindre er den effektive kontaktflade mellem de sammenkoblende overflader, jo større er trykket, og jo hurtigere slid.
2. Overfladeruhed påvirker stabiliteten af pasformen. For fripasning, jo mere ru overfladen er, jo lettere er den at bære, så mellemrummet øges gradvist under arbejdsprocessen; styrken af forbindelsen.
3. Overfladeruhed påvirker deles træthedsstyrke. Der er store trug på overfladen af ru dele, som er følsomme over for spændingskoncentrationer som skarpe hak og revner, hvilket påvirker delenes træthedsstyrke.
4. Overfladeruhed påvirker deles korrosionsbestandighed. Ru overflade kan let få ætsende gas eller væske til at trænge ind i det indre lag af metallet gennem de mikroskopiske dale på overfladen, hvilket forårsager overfladekorrosion.
5. Overfladeruhed påvirker forseglingen af dele. Ru overflader kan ikke passe tæt, og gas eller væske siver gennem mellemrummene mellem kontaktfladerne.
6. Overfladeruhed påvirker delenes kontaktstivhed. Kontaktstivhed er evnen hos deles ledoverflade til at modstå kontaktdeformation under påvirkning af ekstern kraft. En maskines stivhed bestemmes i høj grad af stivheden af kontakten mellem delene.
7. Påvirker delenes målenøjagtighed. Overfladeruheden af den målte overflade af delen og måleoverfladen på måleværktøjet vil direkte påvirke målingens nøjagtighed, især ved præcisionsmåling.
Ydermere vil overfladeruheden have varierende indflydelse på pletteringsbelægningen, termisk ledningsevne og kontaktmodstand af dele, reflektions- og strålingsevne, modstand mod væske- og gasstrømning og strømflow på lederes overflade.
Kvalitetsstandard og valg af overfladeruhed
Overfladeruheden af CNC-bearbejdede dele er ikke en utilsigtet værdi, fordi overfladeruheden er kontrollerbar og kun skal forudindstilles før bearbejdning. Men under normale omstændigheder har mange dele ikke specificerede krav til overfladeruhed, medmindre de er påkrævet i nogle specifikke industrier, såsom nogle roterende dele, vibrationsscener, medicinske implantater venter.
Forskellige anvendelsesområder kræver forskellig overfladeruhed. Specifikt, hvordan man vælger en overfladeruhedsværdi for dine dele. Den første ting, vi skal overveje, er, at overfladen af delen ikke kun skal opfylde de funktionelle krav, men også overveje økonomisk rationalitet. For specifik udvælgelse kan det bestemmes analogt med henvisning til eksisterende tegninger af lignende dele. Under forudsætningen om at opfylde de funktionelle krav til delen, bør den større overfladeruhedsparameterværdi vælges så meget som muligt for at reducere forarbejdningsomkostningerne. Generelt set har arbejdsfladen, parringsoverfladen, tætningsfladen, friktionsoverfladen med høj bevægelseshastighed og højt enhedstryk af delene høje krav til glathed af overfladen, og parameterværdien skal være mindre. For ikke-arbejdende overflader, ikke-passende overflader og overflader med lav dimensionsnøjagtighed kan parameterværdierne være større for at reducere forarbejdningsomkostningerne.
Ifølge ISO2632/1-1975 bearbejdningsruhedsstandard, i øjeblikket i AN-Prototype CNC-bearbejdningsværkstedet, implementerer vi følgende fire overfladeruhedsværdier for at fremstille dele af høj kvalitet til kunderne.
Ra = 3.2 um. Dette er standard overfladefinish for CNC-bearbejdede dele og er velegnet til de fleste dele. Overfladen på Ra3.2um-dele er meget glat, men der kan stadig ses skæremærker, og den er velegnet til scener udsat for vibrationer, belastning og høj belastning.
Ra = 1.6 um. Dette niveau er en relativt god overfladeruhed, behandlet under de fastsatte forhold, men der kan stadig ses små skæremærker. Dele i denne kvalitet passer tæt til andre komponenter og er velegnede til langsomtgående og let belastede scenarier, ikke til hurtig rotation eller kraftige vibrationer. Tager man aluminium 6061 som et eksempel, er omkostningerne ved fremstilling af Ra1.6um omkring 5% højere end for Ra3.2, og de stiger med kompleksiteten af delene.
Ra = 0.8 um. Dette er et højt niveau af overfladefinish, der skal fremstilles under stramt kontrollerede forhold og er lettere at fremstille med cylindriske, centerløse eller overfladeslibere. Dele af dette niveau fungerer normalt i scener med lette belastninger eller sjældne bevægelser. Tager man aluminium 6061 som et eksempel, er omkostningerne ved fremstilling af Ra0.8um omkring 10% højere end Ra3.2, og de stiger med kompleksiteten af delene.
Ra = 0.4 um. Denne kvalitet er overfladeruhed af højeste kvalitet. Dele af denne kvalitet kræver normalt smergelpolering eller -slibning. Til scener, der kræver meget glatte overflader, er det nødvendigt at vælge Ra0.4um, såsom den indvendige væg af lejer eller medicinske implantater. Tager man aluminium 6061 som eksempel, er omkostningerne ved fremstilling af Ra0.4um omkring 15 % højere end Ra3.2 og stiger med kompleksiteten af delene.
Overfladeruhed Almindelige problemer
Evaluering og målingsmetoder af overfladeruhed. Evalueringen af ruhed er hovedsageligt opdelt i kvalitative og kvantitative evalueringsmetoder. Den såkaldte kvalitative evaluering er at sammenligne overfladen, der skal testes, med den kendte overfladeruhed sammenligningsprøve og bedømme dens karakter ved visuel inspektion eller ved hjælp af et mikroskop; og kvantitativ evaluering er at måle hovedparametrene for ruheden af den målte overflade gennem visse målemetoder og tilsvarende instrumenter, disse parametre er Ra, Rq, Rz, Ry. I øjeblikket omfatter de almindeligt anvendte metoder til måling af overfladeruhed hovedsageligt prøvesammenligningsmetode, lyssektionsmetode, interferensmetode, stylusmetode osv.
Betydningen af overfladeruhedsparametre Ra, Rq, Rz, Ry. Ra er den aritmetiske middelafvigelse af konturen, det vil sige den aritmetiske middelværdi af summen af de absolutte værdier af de målte konturafvigelser inden for prøvetagningslængden. Rq er den gennemsnitlige kvadratiske afvigelse af profilen: den gennemsnitlige kvadratiske værdi af profilens forskydning inden for prøvetagningslængden. Rz er 10-punktshøjden af mikroskopisk ruhed: summen af gennemsnitsværdierne af de fem største konturspidshøjder og de fem største konturdaldybder inden for prøveudtagningslængden. Ry er profilens maksimale højde: den maksimale afstand mellem profilens toplinje og midterlinjen på profildalens bundlinje inden for prøveudtagningslængden.
Faktorer, der påvirker overfladens ruhed. Der er mange faktorer, der påvirker deles overfladeruhed, blandt hvilke de største faktorer er skærehastighed, indgrebsdybde, skæremængde, skæreværktøjs geometriske vinkel, vibration af skæreværktøj, hårdhed af forarbejdet materiale, stivhed af emne, fikstur og værktøjsmaskine under CNC-bearbejdning Stivhed, brug af skærevæske mv.
Overfladebehandling af CNC bearbejdede dele
Inden for CNC præcisionsbearbejdning, for dele, der kræver relativt høj styrke og sejhed, er deres arbejdsydelse og levetid tæt forbundet med deres overfladeegenskaber, og forbedring af overfladeegenskaber kan ikke opnås blot ved at stole på materialer. Det er meget uøkonomisk, men i den faktiske forarbejdning skal dens ydeevne være op til standard. På dette tidspunkt er vi nødt til at ty til forskellige overfladebehandlingsteknologier. Overfladebehandling er processen med kunstig dannelse af et overfladelag på overfladen af et substrat gennem en specifik forarbejdningsteknologi, der er forskellig fra substratets mekaniske, fysiske og kemiske egenskaber. Derudover, til CNC-bearbejdning af præcisionsmetaldele, for at imødekomme slidstyrke, korrosionsbestandighed, isolering, dekoration, øge delenes levetid eller tilføje andre specielle funktioner, vedtager vi generelt specifik overfladebehandling for at opfylde kravene. Til overfladebehandling af hardwaredele ser vi almindeligvis anodisering, galvanisering, elektropolering, konverteringsbelægning, passivering, trådtrækning, sandblæsning, maling og pulversprøjtning osv.
Anodisering, elektrokemisk oxidation af metaller eller legeringer. Aluminium og dets legeringer danner et lag af oxidfilm (isolering) på aluminiumproduktet (anode) under den tilsvarende elektrolyt og specifikke procesbetingelser under påvirkning af en påført strøm. Anodisering, hvis ikke andet er specificeret, refererer normalt til svovlsyreanodisering. For at overvinde defekterne i aluminiumslegerings overfladehårdhed, slidstyrke osv., udvide anvendelsesområdet og forlænge levetiden, er overfladebehandlingsteknologi blevet en uundværlig del af brugen af aluminiumslegeringer, og anodisk oxidationsteknologi er den mest udbredte og mest økonomiske. af. Der er i øjeblikket to hovedtyper af anodisering: type II svovlsyreanodisering og type III hård anodisering (hård belægning)
Type II svovlsyreanodisering er den mest almindeligt anvendte anodiseringsmetode. Svovlsyreanodiseringsprocesfilm er tilgængelige i et tykkelsesområde på 0.0001″-.001″. Den resulterende belægning havde en total tykkelse på 67 % gennemtrængning i substratet og en stigning på 33 % i forhold til den oprindelige størrelse af delen. Det er særligt velegnet til applikationer, der kræver hårdhed og slidstyrke.
Imidlertid er den mulige tilstedeværelse af ætsende syrerester uønsket, når dele udsættes for betydelig belastning, såsom flydele. Svovlsyrefilmens porøsitet før forsegling er af særlig fordel ved den farvede overfladebehandling af aluminium og dets legeringer.
Porøst alumina absorberer farvestoffer godt, og efterfølgende forsegling hjælper med at forhindre farvetab under brug. Selvom farvede anodiserede film er ret hurtige, er de tilbøjelige til at blege, når de udsættes for længerevarende direkte sollys. Nogle af farverne er: sort, rød, blå, grøn, urban grå, coyote brun og guld. Dele kan behandles kemisk eller mekanisk før anodisering for at opnå en mat (ikke-reflekterende) finish.
Fordele ved svovlsyreanodisering:
- Billigere end andre typer anodisering med hensyn til anvendte kemikalier, opvarmning, strømforbrug og tid til at opnå den ønskede tykkelse.
- Flere legeringer kan færdigbehandles.
- Hårdere end krom anodisering.
- En klarere finish giver mulighed for farvning i et bredere udvalg af farver.
- Bortskaffelse af affald er nemmere end kromanodisering, hvilket også hjælper med at reducere omkostningerne.
Anodisering af svovlsyreanodisering:
- Militære våben
- Optiske komponenter
- Hydraulisk ventilhus
- Mekanisk hardware
- Computer- og elektronikkabinetter
Type III hård anodisering (hård pels), selvom den normalt udføres i svovlsyrebaserede elektrolytter, er tykkere og tættere end mere traditionel svovlsyreanodisering. Hårde belægninger er velegnede til aluminiumsdele i ekstreme slibende applikationer, der kræver overlegen slidstyrke, eller i korrosive miljøer, der kræver tykkere, hårdere og mere holdbare belægninger. Det er også værdifuldt, hvor forbedret elektrisk isolering er påkrævet. Da hård anodisering i nogle tilfælde kan gå op til et par tusindedele, gør dette denne type anodisering til en kandidat til at redde slidte eller fejlbearbejdede komponenter.
Hård anodiseringsegenskaber:
- Ikke-ledende
- Forbedre slidstyrken
- Kan reparere slidte overflader på aluminium
- Forbedre delens overflader til glidende applikationer
- Kan farves sort; andre farver er mindre dekorative
- Overfladebehandling er hårdere end værktøjsstål
Anvendelser til hård anodisering:
- kam
- Gears
- Ventiler
- Piston
- Glidende dele
- Hængsel mekanisme
- Roterende samlinger
- Isoleringstavle
- Eksplosionssikkert skjold
Galvanisering.
Galvanisering er processen med at påføre et eller flere lag af metal på en del ved at føre en positivt ladet strøm gennem en opløsning, der indeholder opløste metalioner (anode) og en negativt ladet strøm gennem den del, der skal pletteres (katode). Går tilbage til de gamle egyptere, de ville belægge metaller og ikke-metaller med guld eller en proces kaldet "forgyldning", den første kendte overfladebehandling. Nogle metaller påføres mere jævnt end andre, men brug af elektricitet betyder, at det metal, der aflejres, lettere flyder til områder med høj strøm eller kanterne af delen. Denne tendens er især mærkbar med komplekse former, eller når man forsøger at belægge det indre eller ID-delen af en del. Ud over påføring af enkeltmetaller kan legeringer af materialer såsom tin og bly eller zink og jern galvaniseres samtidigt for at opnå ønskede brugerdefinerede egenskaber.
Elektrolytisk polering.
Elektropolering er processen med anodisk udglatning og/eller lysnelse af metaloverflader i koncentrerede syre- eller alkaliske opløsninger. , indstillet til at udføre det på rustfrit stål eller andre nikkelrige legeringer. Selvom det kan udføres på mange uædle metaller som en forpletteringsoperation, udføres det normalt på rustfrit stål som en endelig finish. Det giver en kemisk og fysisk ren overflade og fjerner enhver mekanisk overfladeruhed, der kan være skadelig for at producere en ensartet og grubefri belagt overflade eller fremtidig ydeevne og udseende af rustfri stålprodukter. Det hjælper med at afgrate bearbejdede kanter og huller og fjerner eventuelt indlejret jern fra fremstillingsprocessen. Strømmen er størst ved delens yderkanter og hjørner, som er særligt glatte.
Passivering.
Passivering bruges til at forbedre overfladetilstanden af rustfrit stål ved at opløse jern indlejret i overfladen ved formning, bearbejdning eller andre fremstillingstrin. Jern vil korrodere, hvis det ikke kontrolleres, og ofte vil der opstå store eller små rustpletter på rustfrit stål. For at forhindre dette i de færdige dele, passiveres de. Denne behandling involverer nedsænkning af rustfri ståldele i en salpetersyreopløsning fri for oxiderende salte i en periode, hvilket vil opløse det indlejrede jern og genoprette den oprindelige korrosionsbestandige overflade ved at danne en tynd gennemsigtig oxidfilm. Passivering anvendes som renseoperation for støbegods, prægninger og færdige maskindele ved nedsænkning af delene.
Egenskaber og fordele:
- Giver en overlegen rengøringsoverflade
- Rustfrit stål vil ikke ruste og misfarve under brug
- Overfladebehandling til andre overfladebehandlinger som primer eller spraymaling
- Rustfrit stål behøver ikke at være belagt for maksimal korrosionsbeskyttelse
- Passiveret rustfrit stål vil ikke reagere med andre materialer på grund af jernforurening
Børstet.
Overfladebørstning er en overfladebehandlingsmetode, der danner linjer på overfladen af emnet ved at slibe produkter for at opnå en dekorativ effekt. Fordi den børstede overfladebehandling kan afspejle teksturen af metalmaterialer, er den blevet elsket af flere og flere brugere og er blevet mere og mere udbredt. Bearbejdningsmetoden til overfladetegning skal vælge forskellige behandlingsmetoder i henhold til kravene til tegneeffekt og størrelsen og formen af forskellige emneoverflader. Der er to måder at tegne på: manuel tegning og mekanisk tegning
sandblæsning
Processen med at rense og ru overfladen af substratet ved påvirkningen af højhastigheds sandstrøm. Trykluft bruges som kraft til at danne en højhastighedsstrålestråle til at sprøjte sprøjtematerialet (kobbermalm, kvartssand, korund, jernsand, Hainan-sand) til overfladen af emnet, der skal behandles ved høj hastighed, således at udseendet eller formen af den ydre overflade af emnets overflade ændres. , på grund af slibemidlets slag- og skærevirkning på overfladen af emnet, kan emnets overflade opnå en vis grad af renhed og forskellig ruhed, således at de mekaniske egenskaber af emnets overflade kan forbedres, således forbedring af arbejdsemnets udmattelsesbestandighed, forøgelse af det og belægning Vedhæftningen mellem lagene forlænger belægningsfilmens holdbarhed og er også gavnlig for udjævningen og dekorationen af belægningen.
Pulverlakering
Pulversprøjtning bruger fænomenet koronaudladning til at få pulverbelægningen til at adsorbere på emnet. Processen med pulversprøjtning er: pulversprøjtepistolen er forbundet til den negative elektrode, emnet er jordet (positiv elektrode), pulverbelægningen sendes til sprøjtepistolen af pulverforsyningssystemet gennem trykluftgassen, og den høje spænding genereret af den elektrostatiske højspændingsgenerator tilføjes til forsiden af sprøjtepistolen. På grund af coronaudladning genereres en tæt ladning i dens nærhed. Når pulveret sprøjtes fra dysen, danner det et kredsløb, der danner en ladet malingspartikel. Det tiltrækkes af den elektrostatiske kraft til emnet med den modsatte polaritet. Efterhånden som det sprøjtede pulver stiger, vil ladningen ikke blive ved med at absorbere, jo mere det akkumuleres, når det når en vis tykkelse, på grund af den elektrostatiske frastødning, så hele emnet vil opnå en vis tykkelse af pulverlakeringen, og derefter pulver vil blive smeltet, udjævnet og størknet af varme, det vil sige på overfladen af emnet Danner en hård belægningsfilm.