A CNC megmunkálás szűk tűréshatárokkal rendelkező alkatrészeket és részletes, különféle fémekből vagy műanyagokból készült alkatrészeket hozhat létre, és ez az egyik legjobb feldolgozási módszer az egyedi alkatrészek és prototípusok gyártásához. A CNC megmunkálás során a nyersanyagot szelektíven és precízen eltávolítják, hogy közel tiszta alakú alkatrészt hozzanak létre. Ezt a fajta megmunkálási folyamatot általában szubtraktív gyártásnak is nevezik. Mivel a CNC szerszám folyamatosan eltávolítja a nyersanyagokat a megmunkálási folyamat során, az alkatrész felületén jól látható szerszámnyomok keletkeznek. Ezen szerszámnyomok vastagságának meghatározásához a CNC megmunkált alkatrészek felületi érdességének nevezzük, és különböző érdességi fokozatokra osztjuk. Ugyanakkor a precíziós fém alkatrészek CNC megmunkálása után általában valamilyen kezelést végzünk az alkatrészek felületén, hogy javítsuk kopásállóságukat, korrózióállóságukat, szigetelésüket, díszítésüket vagy egyéb speciális funkcionális követelményeiket. A felületkezelés az a folyamat, amelynek során egy speciális feldolgozási technológiával az aljzat felületén mesterségesen létrehoznak egy olyan felületi réteget, amelynek mechanikai, fizikai és kémiai tulajdonságai eltérnek az aljzatétól.
A CNC-vel megmunkált alkatrész felülete simának tűnik, de nagyítóval nézve egyenetlen. A mindennapi életben az emberek hajlamosak „felületi kidolgozásnak” nevezni, de valójában a nemzetközi egységes szabvány „felületi érdességnek” nevezi. A felületi egyenetlenség a megmunkált felületek kis emelkedéseinek és apró csúcsainak és völgyeinek egyenetlenségére utal. A két csúcs vagy két mélyedés közötti távolság (hullámtávolság) nagyon kicsi (1 mm alatt), ami a mikroszkopikus geometria felismerési hibához tartozik. Minél kisebb a felületi érdesség, annál simább a felület.
A felületi érdesség általában az alkalmazott feldolgozási módszer és egyéb tényezők hatására alakul ki, mint például a szerszám és az alkatrész felülete közötti súrlódás a CNC megmunkálás során, a felületi réteg fém képlékeny deformációja a forgács leválasztásakor, valamint a nagyfrekvenciás rezgés a forgácsban. folyamatrendszer. Az eltérő megmunkálási módok és a munkadarab anyagok miatt eltérő a megmunkált felületen hagyott nyomok mélysége, sűrűsége, alakja és textúrája.
A felületi érdesség hatása az alkatrészekre
A felületi érdesség szorosan összefügg a mechanikai alkatrészek illeszkedési tulajdonságaival, kopásállóságával, kifáradási szilárdságával, érintkezési merevségével, rezgésével és zajával, és jelentős hatással van a mechanikai termékek élettartamára és megbízhatóságára. Az alkatrészek megmunkálása után finom megmunkálási nyomok jelennek meg a felületen, és minél kisebb a felületi érdesség, annál simább a felület. A felületi érdességnek az alkatrészekre gyakorolt specifikus hatása a következő pontokra vonatkozik.
1. A felületi érdesség befolyásolja az alkatrészek kopásállóságát. Minél durvább a felület, annál kisebb a hatékony érintkezési terület az illeszkedő felületek között, annál nagyobb a nyomás, és annál gyorsabb a kopás.
2. A felületi érdesség befolyásolja az illeszkedési tulajdonságok stabilitását. A hézagú illeszkedés esetében minél durvább a felület, annál könnyebben kopik, így a rés fokozatosan növekszik a megmunkálási folyamat során; a kötés szilárdsága.
3. A felületi érdesség befolyásolja az alkatrészek kifáradási szilárdságát. Az érdes alkatrészek felületén nagy mélyedések találhatók, amelyek érzékenyek a feszültségkoncentrációra, például éles bevágásokra és repedésekre, így befolyásolva az alkatrészek kifáradási szilárdságát.
4. A felületi érdesség befolyásolja az alkatrészek korrózióállóságát. Az érdes felület könnyen okozhatja, hogy korrozív gáz vagy folyadék hatol be a fém belső rétegébe a felület mikroszkopikus völgyein keresztül, felületi korróziót okozva.
5. A felületi érdesség befolyásolja az alkatrészek tömítését. Az egyenetlen felületek nem illeszkednek szorosan, és gáz vagy folyadék szivároghat az érintkező felületek közötti réseken.
6. A felületi érdesség befolyásolja az alkatrészek érintkezési merevségét. Az érintkezési merevség az alkatrészek illesztési felületének azon képessége, hogy ellenálljon az érintkezési deformációnak külső erő hatására. Egy gép merevségét nagymértékben az alkatrészek közötti érintkezés merevsége határozza meg.
7. Befolyásolja az alkatrészek mérési pontosságát. Az alkatrész mért felületének és a mérőeszköz mérési felületének felületi érdessége közvetlenül befolyásolja a mérés pontosságát, különösen a precíziós méréseknél.
Ezenkívül a felület érdessége különböző mértékben befolyásolja a bevonat bevonatát, az alkatrészek hővezető képességét és érintkezési ellenállását, a visszaverődési és sugárzási teljesítményt, a folyadék- és gázáramlással szembeni ellenállást, valamint a vezetők felületén folyó áramot.
Minőségi szabvány és a felületi érdesség kiválasztása
A CNC megmunkálású alkatrészek felületi érdessége nem véletlen érték, mert a felületi érdesség szabályozható, és csak a megmunkálás előtt kell előre beállítani. Normális körülmények között azonban sok alkatrészre nem vonatkoznak meghatározott felületi érdesség-követelmények, hacsak nem bizonyos iparágakban, például egyes forgó alkatrészek, vibrációs jelenetek, orvosi implantátumok várnak rájuk.
A különböző alkalmazási területek eltérő felületi érdességet igényelnek. Pontosabban, hogyan válasszunk felületi érdesség értéket az alkatrészekhez. Az első dolog, amit figyelembe kell vennünk, hogy az alkatrész felületének ne csak a funkcionális követelményeknek kell megfelelnie, hanem figyelembe kell vennie a gazdasági racionalitást is. A konkrét kiválasztáshoz analógiával határozható meg a hasonló alkatrészek meglévő rajzai alapján. Az alkatrész funkcionális követelményeinek való megfelelés előfeltétele mellett a nagyobb felületi érdesség paraméter értékét kell kiválasztani, amennyire csak lehetséges, a feldolgozási költségek csökkentése érdekében. Általánosságban elmondható, hogy a munkafelület, az illeszkedő felület, a tömítőfelület, a nagy mozgási sebességű és az alkatrészek nagy egységnyomású súrlódó felülete magas követelményeket támaszt a felület simaságával szemben, és a paraméter értékének kisebbnek kell lennie. Nem munkafelületek, nem illeszkedő felületek és alacsony méretpontosságú felületek esetén a paraméterértékek nagyobbak lehetnek a feldolgozási költségek csökkentése érdekében.
Az ISO2632/1-1975 megmunkálási érdesség szabvány szerint , jelenleg az AN-Prototype CNC megmunkáló műhelyünkben a következő négy felületi érdességértéket alkalmazzuk, hogy kiváló minőségű alkatrészeket gyártsunk ügyfeleink számára.
Ra=3.2 μm. Ez a CNC-megmunkált alkatrészek alapértelmezett felületkezelése, és a legtöbb alkatrészhez alkalmas. A Ra3.2 μm alkatrészek felülete nagyon sima, de a vágási nyomok továbbra is láthatók, és alkalmas rezgésnek, terhelésnek és nagy igénybevételnek kitett helyszínekre.
Ra=1.6 µm. Ez a szint viszonylag jó felületi érdességet jelent a megadott körülmények között megmunkálva, de enyhe forgácsnyomok még láthatók. Az ilyen minőségű alkatrészek szorosan illeszkednek más alkatrészekhez, és lassú mozgású és kis terhelésű alkalmazásokhoz alkalmasak, nem pedig gyors forgásra vagy erős rezgésre. Példaként a 6061 alumíniumot véve alapul, az Ra1.6 µm gyártási költsége körülbelül 5%-kal magasabb, mint a Ra3.2-é, és ez az alkatrész bonyolultságával növekszik.
Ra=0.8 µm. Ez egy magas szintű felületkezelés, amelyet szigorúan ellenőrzött körülmények között kell gyártani, és könnyebb előállítani hengeres, csúcs nélküli vagy síkcsiszolókkal. Az ilyen szintű alkatrészek általában kis terhelésű vagy ritka mozgású környezetben dolgoznak. Példaként a 6061 alumíniumot véve alapul, az Ra0.8 µm gyártási költsége körülbelül 10%-kal magasabb, mint az Ra3.2-é, és ez az alkatrész bonyolultságával növekszik.
Ra=0.4 µm. Ez a minőség a legmagasabb minőségű felületi érdességet adja. Az ilyen minőségű alkatrészek általában csiszolópapírral polírozhatók vagy csiszolhatók. A nagyon sima felületeket igénylő alkalmazásokhoz, például csapágyak belső falához vagy orvosi implantátumokhoz, Ra0.4 µm-et kell választani. Példaként említve a 6061 alumíniumot, az Ra0.4 µm gyártási költsége körülbelül 15%-kal magasabb, mint a Ra3.2-é, és az alkatrészek bonyolultságával növekszik.
A felületi érdesség gyakori problémák
A felületi érdesség értékelési és mérési módszerei. Az érdesség értékelése főként kvalitatív és kvantitatív értékelési módszerekre oszlik. Az úgynevezett kvalitatív értékelés során a vizsgálandó felületet összehasonlítják az ismert felületi érdességet összehasonlító mintával, és vizuális vizsgálattal vagy mikroszkóp segítségével megítélik annak minőségét; a kvantitatív értékelés során a mért felület érdességének fő paramétereit mérik bizonyos mérési módszerekkel és a megfelelő eszközökkel, ezek a paraméterek az Ra, Rq, Rz, Ry. Jelenleg a leggyakrabban használt felületi érdességmérési módszerek közé tartozik a minta-összehasonlító módszer, a fénymetszet-módszer, az interferencia-módszer, a tapintós módszer stb.
Az Ra, Rq, Rz, Ry felületi érdességi paraméterek jelentése. Ra a kontúr számtani középértéke, azaz a mintavételi hosszon belül mért kontúreltérések abszolút értékeinek összegének számtani átlaga. Rq a profil négyzetes középértéke: a profil eltolódásának négyzetes középértéke a mintavételi hosszon belül. Rz a mikroszkopikus érdesség 10 pontos magassága: az öt legnagyobb kontúrcsúcsmagasság és az öt legnagyobb kontúrvölgymélység átlagértékeinek összege a mintavételi hosszon belül. Ry a profil maximális magassága: a profil csúcsvonala és a profilvölgy alsó vonalának középvonala közötti maximális távolság a mintavételi hosszon belül.
A felületi érdességet befolyásoló tényezők. Számos tényező befolyásolja az alkatrészek felületi érdességét, amelyek közül a legfontosabbak a forgácsolási sebesség, a fogásmélység, a forgácsolás mennyisége, a forgácsolószerszám geometriai szöge, a forgácsolószerszám rezgése, a megmunkált anyag keménysége, a munkadarab, a befogás és a szerszámgép merevsége CNC megmunkálás során, a merevség, a vágófolyadék használata stb.
CNC megmunkált alkatrészek felületkezelése
A CNC precíziós megmunkálás területén a viszonylag nagy szilárdságot és szívósságot igénylő alkatrészeknél munkateljesítményük és élettartamuk szorosan összefügg a felületi tulajdonságaikkal, és a felületi tulajdonságok javítása nem érhető el pusztán anyagokra támaszkodva. Nagyon gazdaságtalan, de a tényleges feldolgozás során teljesítményének a szabványnak kell lennie. Jelenleg különféle felületkezelési technológiákhoz kell folyamodnunk. A felületkezelés az a folyamat, amikor a hordozó felületén mesterségesen felületi réteget alakítanak ki, egy speciális feldolgozási technológiával, amely eltér a hordozó mechanikai, fizikai és kémiai tulajdonságaitól. Ezenkívül a precíziós fémalkatrészek CNC megmunkálásához, a kopásállóság, a korrózióállóság, a szigetelés, a díszítés, az alkatrészek élettartamának növelése vagy más speciális funkciók hozzáadása érdekében, általában speciális felületkezelést alkalmazunk a követelmények teljesítése érdekében. A vasalatrészek felületkezeléséhez általában eloxálást, galvanizálást, elektropolírozást, konverziós bevonatot, passziválást, huzalhúzást, homokfúvást, festést és porszórást stb.
Eloxálás, fémek vagy ötvözetek elektrokémiai oxidációja. Az alumínium és ötvözetei az alumíniumterméken (anódon) oxidfilmréteget (szigetelőanyagot) képeznek a megfelelő elektrolit és speciális folyamatkörülmények között, az alkalmazott áram hatására. Az eloxálás, ha nincs másképp meghatározva, általában kénsavas eloxálást jelent. Az alumíniumötvözetek felületi keménysége, kopásállósága stb. hibáinak leküzdése, az alkalmazási kör kiterjesztése és az élettartam meghosszabbítása érdekében a felületkezelési technológia az alumíniumötvözetek használatának nélkülözhetetlen részévé vált, az anódos oxidációs technológia pedig a legszélesebb körben használt és leggazdaságosabb. nak,-nek. Jelenleg két fő eloxálási típus létezik: a II-es típusú kénsavas eloxálás és a III-as típusú kemény eloxálás (kemény bevonat)
A II-es típusú kénsavas eloxálás a leggyakrabban használt eloxálási módszer. A kénsavas eloxálási eljárási fóliák 0.0001-001 hüvelyk vastagságban kaphatók. A kapott bevonat teljes vastagsága 67%-os behatolást mutatott az aljzatba, és 33%-kal nőtt az alkatrész eredeti méretéhez képest. Különösen alkalmas keménységet és kopásállóságot igénylő alkalmazásokhoz.
A korrozív savmaradványok esetleges jelenléte azonban nem kívánatos, ha az alkatrészek jelentős igénybevételnek vannak kitéve, például repülőgép-alkatrészek. A kénsavas film tömítés előtti porozitása különösen előnyös az alumínium és ötvözetei színezett felületkezelésénél.
A porózus alumínium-oxid jól felszívja a festékeket, és az ezt követő tömítés segít megelőzni a használat közbeni színvesztést. Bár a festett eloxált fóliák meglehetősen gyorsak, hajlamosak kifehéredni, ha hosszan tartó közvetlen napfénynek vannak kitéve. Néhány szín: fekete, piros, kék, zöld, városi szürke, prérifarkasbarna és arany. Az alkatrészeket kémiailag vagy mechanikusan lehet kezelni az eloxálás előtt a matt (nem tükröződő) felület elérése érdekében.
A kénsavas eloxálás előnyei:
- Olcsóbb, mint más típusú eloxálás a felhasznált vegyszerek, a fűtés, az energiafogyasztás és a kívánt vastagság eléréséhez szükséges idő tekintetében.
- Több ötvözet is elkészíthető.
- Keményebb, mint a króm eloxálás.
- A tisztább felület lehetővé teszi a színek szélesebb választékát.
- A hulladékkezelés egyszerűbb, mint a krómozott eloxálás, ami szintén segít a költségek csökkentésében.
Kénsavas eloxálási alkalmazások:
- Katonai fegyverek
- Optikai alkatrészek
- Hidraulikus szeleptest
- Mechanikus hardver
- Számítógép és elektronikai házak
A III-as típusú kemény eloxálás (kemény bevonat), bár általában kénsav alapú elektrolitokban történik, vastagabb és sűrűbb, mint a hagyományos kénsavas eloxálás. A kemény bevonatok alkalmasak alumínium alkatrészekhez extrém kopásálló alkalmazásokhoz, amelyek kiváló kopásállóságot igényelnek, vagy olyan korrozív környezetben, ahol vastagabb, keményebb és tartósabb bevonatot igényelnek. Ott is értékes, ahol fokozott elektromos szigetelésre van szükség. Mivel a kemény bevonatú eloxálás egyes esetekben akár néhány ezreléket is elérhet, ez az eloxálási típus alkalmassá teszi a kopott vagy rosszul megmunkált alkatrészek megmentésére.
Kemény eloxálási tulajdonságok:
- Nem vezető
- A kopásállóság javítása
- Javíthatja az alumínium kopott felületeit
- Az alkatrészek felületének javítása csúszó alkalmazásokhoz
- Feketére festhető; más színek kevésbé dekoratívak
- A felületkezelés keményebb, mint a szerszámacél
Kemény eloxálási alkalmazások:
- Bütyök
- Szinkron
- szelepek
- Dugattyú
- Csúszó alkatrészek
- Csuklós mechanizmus
- Forgócsuklók
- Szigetelő lap
- Robbanásbiztos pajzs
Galvanizálás.
A galvanizálás az a folyamat, amikor egy vagy több fémréteget visznek fel egy alkatrészre oly módon, hogy pozitív töltésű áramot vezetnek át oldott fémionokat tartalmazó oldaton (anód), és negatív töltésű áramot vezetnek át a bevonandó részen (katód). Az ókori egyiptomiaktól kezdve fémeket és nemfémeket vontak be arannyal, vagy az úgynevezett „aranyozás” eljárással, az első ismert felületkezeléssel. Egyes fémeket egyenletesebben alkalmaznak, mint másokat, de az elektromosság használata azt jelenti, hogy a lerakott fém könnyebben áramlik a nagy áramerősségű területekre vagy az alkatrész szélére. Ez a tendencia különösen észrevehető összetett formák esetén, vagy amikor egy alkatrész belsejét vagy belső részét próbálják bevonni. Az egyes fémek felhordása mellett az olyan anyagok ötvözetei, mint az ón és ólom vagy a cink és a vas egyidejűleg galvanizálhatók a kívánt egyedi tulajdonságok elérése érdekében.
Elektrolitikus polírozás.
Az elektropolírozás a fémfelületek tömény savas vagy lúgos oldatokban történő anódos simítása és/vagy világosítása. , rozsdamentes acélon vagy más nikkelben gazdag ötvözeteken való végrehajtására beállítva. Míg ez számos nem nemesfémnél elvégezhető előzetes bevonatolási műveletként, általában rozsdamentes acélon végezzük végső kidolgozásként. Kémiailag és fizikailag tiszta felületet biztosít, és eltávolítja a mechanikai felületi érdességeket, amelyek károsak lehetnek az egyenletes és gödörmentes bevonatú felület kialakításában vagy a rozsdamentes acél termékek jövőbeni teljesítményében és megjelenésében. Segít sorjázni a megmunkált éleket és lyukakat, és eltávolítja a beágyazott vasat a gyártási folyamatból. Az áramerősség az alkatrész külső szélein és sarkainál a legnagyobb, amelyek különösen simaak.
Passziválás.
A passziválást a rozsdamentes acél felületi állapotának javítására használják a felületbe ágyazott vas feloldásával alakítással, megmunkálással vagy más gyártási lépésekkel. A vas korrodálódik, ha nem ellenőrzik, és gyakran nagy vagy kis rozsdafoltok jelennek meg a rozsdamentes acélon. Ennek megakadályozására a kész alkatrészekben passziválják. Ez a kezelés abból áll, hogy a rozsdamentes acél alkatrészeket oxidáló sóktól mentes salétromsav oldatba merítik egy időre, ami feloldja a beágyazott vasat és vékony átlátszó oxidfilmet képezve visszaállítja az eredeti korrózióálló felületet. A passziválást öntvények, sajtolások és kész gépalkatrészek tisztítására használják az alkatrészek bemerítésével.
Jellemzők és előnyök:
- Kiváló tisztítófelületet biztosít
- A rozsdamentes acél használat közben nem rozsdásodik és nem színeződik el
- Felület előkészítése más felületekhez, mint például alapozó vagy festékszóró
- A rozsdamentes acélt nem kell bevonni a maximális korrózióvédelem érdekében
- A passzivált rozsdamentes acél nem lép reakcióba más anyagokkal a vasszennyeződés miatt
Csiszolt.
A felületkefés kezelés olyan felületkezelési eljárás, amely a termékek csiszolásával vonalakat képez a munkadarab felületén a dekoratív hatás elérése érdekében. Mivel a szálcsiszolt felületkezelés tükrözheti a fémanyagok textúráját, egyre több felhasználó szereti meg, és egyre szélesebb körben alkalmazzák. A felületrajzolás feldolgozási módszerének különböző feldolgozási módszereket kell választania a rajzhatás követelményeinek, valamint a különböző munkadarabfelületek méretének és alakjának megfelelően. A rajzolásnak két módja van: kézi és mechanikus rajzolás
Homokszóró
Az aljzat felületének tisztításának és érdesítésének folyamata nagy sebességű homokáramlás hatására. A sűrített levegőt nagy sebességű sugárnyaláb létrehozására használják, amellyel a permetező anyagot (rézérc, kvarchomok, korund, vashomok, Hainan homok) a megmunkálandó munkadarab felületére nagy sebességgel szórják, így megváltozik a munkadarab felületének külső felületének megjelenése vagy alakja. , a csiszolóanyagnak a munkadarab felületére gyakorolt ütése és vágó hatása miatt a munkadarab felülete bizonyos fokú tisztaságot és különböző érdességeket érhet el, így a munkadarab felületének mechanikai tulajdonságai javíthatók, így a munkadarab fáradásállóságának javítása, növelése és bevonat A rétegek közötti tapadás meghosszabbítja a bevonófólia tartósságát, és jótékony hatással van a bevonat kiegyenlítésére és díszítésére is.
Porbevonat
A porszórás a koronakisülés jelenségét használja fel a porbevonat adszorbeálására a munkadarabon. A porszórás menete a következő: a porszóró pisztolyt a negatív elektródára csatlakoztatjuk, a munkadarabot földeljük (pozitív elektróda), a porbevonatot a porellátó rendszer a sűrített levegős gázon keresztül a szórópisztolyra küldi, és a magas a nagyfeszültségű elektrosztatikus generátor által generált feszültség hozzáadódik a szórópisztoly elejéhez. A koronakisülés miatt a környezetében sűrű töltés keletkezik. Amikor a port kipermetezzük a fúvókából, az áramkört képez, és töltött festékrészecskét képez. Az elektrosztatikus erő ellentétes polaritással vonzza a munkadarabhoz. Ahogy a kiszórt por növekszik, a töltés Minél jobban felhalmozódik, egy bizonyos vastagságot elérve az elektrosztatikus taszítás miatt nem szívódik tovább, így a teljes munkadarab bizonyos vastagságú porbevonatot kap, majd a a por hő hatására megolvad, kiegyenlődik és megszilárdul, vagyis a munkadarab felületén kemény bevonófilmet képez.
