مخطط التشطيب السطحي: الدليل الكامل
يوليو 28,2023
تعد مخططات تشطيب الأسطح المعدنية أداة مرجعية تستخدم لضمان الجودة والدقة في إعداد السطح. بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية مثل القوة أو الليونة أو المتانة وما إلى ذلك، يوفر السطح للمادة مظهرًا عامًا. يمنح السطح الأملس المواد تعبًا أفضل ومقاومة التآكل. الخشونة مطلوبة لتطبيق الطلاء وعند الحاجة إلى الاحتكاك.
سيساعدك مخطط التشطيب السطحي على اختيار الطريقة الأكثر ملاءمة وفعالية من حيث التكلفة لتحقيق النعومة المطلوبة. هنا، في هذه المقالة، يُظهر مخطط تشطيب السطح المختلف مقارنة خشونة السطح مع العمليات والأدوات والمعلمات.
الانتهاء من السطح: نظرة عامة
تشطيب السطح، الذي يوصف أيضًا بتضاريس السطح أو نسيج السطح، يخبرك عن طبيعة السطح من خلال خصائص خشونة السطح والطبقة والتموج. تتأثر العوامل المهمة مثل مقاومة التآكل والاحتكاك والالتصاق بتشطيب سطح المنتج.
أهمية مخطط التشطيب السطحي في التصنيع والهندسة
تُستخدم مخططات التشطيب السطحي لتصوير متوسط خشونة مادة معينة بعد تقنيات معالجة مختلفة، مثل الطحن والتلميع والتلميع. من خلال النظر إلى هذه المخططات يمكننا اختيار المواد والمعالجة بحكمة للحصول على خشونة السطح المطلوبة.
يمنحك تشطيب السطح مزايا مثل زيادة الأداء والمتانة ومقاومة التآكل. يمكننا أيضًا زيادة القبضة وتقليل الوهج من خلال صنع سطح محكم.
مع العديد من المزايا، كما أن لديها بعض السلبيات مثل زيادة تكلفة المعالجة. إنه يقلل من قوة المادة عن طريق إزالة الطبقة الخارجية. يمكن أن تتسبب الأسطح الخشنة في تعرض المواد للتآكل بسبب زيادة مساحة السطح.
بالإضافة إلى اختيار العملية، تعمل هذه المخططات أيضًا على تحسين العملية وزيادة كفاءة التكلفة. يتم ترتيب التشطيبات السطحية بطريقة موحدة مما يساعد أيضًا في الحفاظ على جودة المنتج.
كيف يتم قياس الانتهاء من السطح
يتم تصنيف تقنيات قياس السطح إلى فئتين عريضتين: طرق مقارنة الأسطح أو طرق عدم الاتصال. التقنيات الشائعة المستخدمة لقياس خشونة السطح هي.
التشكيل الجانبي السطحي
يتم إجراء قياس مواصفات السطح لقياس خشونة السطح وسمك الفيلم. في هذه التقنية يتم تحريك قلم ذو طرف ماسي على سطح العينة.
فحص الخدش
تتطلب تقنية الفحص هذه تحريك مادة ناعمة عبر سطح العينة وكشف نمط الخدش الموجود على سطحها. يتم استخدام مواد مثل الرصاص بابيت أو البلاستيك.
الصور المجهرية
يتم وضع العينة تحت المجهر وتتم مقارنة صورها مع صور تشطيب السطح المطلوبة.
الفحص البصري
إذا كانت خشونة السطح ذات قيمة عالية، فيمكن ملاحظتها واختبارها بصريًا. دقة هذا الفحص محدودة. إذا انخفضت الخشونة، فستكون هناك حاجة إلى مكبرات مضيئة لهذه المهمة.
الاستقراء
يقوم مقياس خشونة السطح الرقمي بإنتاج إشارات الخرج من خلال التغير في الحث في الملفات عندما يتحرك المسبار على طول السطح الخشن.
المسح بالليزر
وتستخدم المجاهر متحد البؤر الليزر لهذه العملية. أنها تعمل في وضعين الاتصال ووضع عدم الاتصال. تمنحك هذه المجاهر قياس المحور الأفقي ويمكنها أيضًا إجراء قياس ثلاثي الأبعاد باستخدام الصور البعيدة.
اختبار بالموجات فوق الصوتية
يمكن أيضًا استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لقياس خشونة السطح. يرجع التغير في الموجات الصوتية الواردة والمنعكسة إلى نسيج السطح الذي يمنحك قيم القياس.
تصنيف مخططات التشطيب السطحي
يتم تصنيف تشطيب السطح إلى الفئات التالية؛
مخطط تشطيب سطح الآلة
تنتج عمليات التصنيع مثل الطحن أو الطحن أو الخراطة أو الحفر خشونة سطحية مختلفة على مادة معينة بعد المعالجة. يوفر لك مخطط تشطيب سطح الماكينة مقارنة متوسط خشونة السطح الناتجة عن كل عملية تصنيع. سيساعدك هذا على اختيار العملية التي تمنحك الخشونة المرغوبة.
درجة النهاية (الصين)
|
را (أم) |
آر زي (أم) |
را (مايكرو بوصة) |
طريقة الانتهاء من المعالجة |
1 |
50 |
200 |
2000 |
الصب الخام أو الآلات الخشنة |
2 |
25 |
100 |
1000 |
تحول خشن، ممل، تخطيط، حفر. علامات التصنيع واضحة |
3 |
12.5 |
50 |
500 |
نفس النهاية 2 درجة |
4 |
6.3 |
25 |
320 |
تحول عادي، مملة، تخطيط، حفر، طحن. العلامات مرئية |
250 |
||||
5 |
3.2 |
12.5 |
200 |
نفس العمليات مثل 4 درجات ولكن علامات التصنيع مرئية إلى حد ما |
160 |
||||
125 |
||||
6 |
1.6 |
6.3 |
100 |
وتستخدم هذه العمليات: الخراطة التي يتم التحكم فيها بالأرقام، والتجويف، والتخطيط، والحفر، والطحن. علامات الآلة غير مرئية لكن الاتجاهات موجودة |
80 |
||||
63 |
||||
7 |
0.8 |
6.3 |
50 |
نفس العمليات مثل درجة النهاية 6. لكن الاتجاهات غير واضحة |
40 |
||||
32 |
||||
8 |
0.4 |
3.2 |
25 |
عمليات مثل التوسيع، والطحن، والمملة، والدحرجة تجعل السطح أملسًا ولكن اتجاه العلامات غير واضح |
20 |
||||
16 |
||||
9 |
0.2 |
1.6 |
12.5 |
الطحن والتصنيع الفائق يجعل العلامات واتجاهها غير مرئيين |
10 |
||||
8 |
||||
10 |
0.1 |
0.8 |
4 |
المزيد من الآلات الفائقة تنتج أعلى تشطيب من لمعان السطح الداكن |
تتم مقارنة التشطيبات السطحية وعدد العينات الخشنة من خلال عمليات مختلفة من الطحن الأفقي والخراطة والطحن العمودي في الرسم البياني أدناه.
هذه العينات لها أنماط مختلفة على سطحها بسبب أدوات المعالجة المختلفة، لكنها لا تزال بنفس رقم الخشونة لأن متوسط خشونتها متشابه.
مخطط تشطيب سطح الطحن
على عكس الرسم البياني لسطح المعالجة، ينصب التركيز الرئيسي للمخطط السطحي للطحن على عملية الطحن. فهو يقارن متوسط خشونة السطح التي تنتجها أدوات القطع المختلفة، وسرعة القطع ومعدلات التغذية. لذلك، إذا تم منحك فقط خيار القيام بعملية الطحن، فمن خلال إلقاء نظرة على مخطط تشطيب السطح هذا، يمكنك تحسين العملية.
مخطط الانتهاء من سطح المخرطة
يوضح مخطط تشطيب سطح المخرطة نطاقات خشونة السطح الناتجة عن المواد المختلفة ومعلمات القطع. إذا كنت ميكانيكيًا أو مهندسًا، فستساعدك هذه المخططات على اختيار أفضل إعدادات المخرطة للحصول على الملمس المطلوب على سطح مادة معينة.
مخطط تشطيب السطح البلاستيكي
يمنحك مخطط التشطيب البلاستيكي التباين بين التشطيبات المختلفة ونطاق خشونتها وتكلفة تحقيق اللمسة النهائية. ثم تتم مقارنة المواد البلاستيكية للحصول على الخشونة المطلوبة، على سبيل المثال، المادة الأكثر ملاءمة لسطح A1 شديد اللمعان (ذو الحد الأدنى من الخشونة) هي بوليمر الأكريليك. البولي بروبيلين والبولي يوريثين غير مناسبين لتشطيب الأسطح اللامعة.
يتم تقديم أنواع مختلفة من البلاستيك ومدى ملاءمتها للتشطيبات السطحية فائقة الزجاج A1 وA2 وA3.
البوليمرات |
A1 |
A2 |
A3 |
عضلات المعده |
متوسط |
متوسط |
الخير |
البولي بروبيلين (ب) |
فقير |
متوسط |
متوسط |
البوليسترين (PS) |
متوسط |
متوسط |
الخير |
HDPE |
فقير |
متوسط |
متوسط |
نايلون |
متوسط |
متوسط |
الخير |
بولي كربونات (PC) |
متوسط |
الخير |
أسعار |
البولي يوريثين (TPU) |
فقير |
فقير |
فقير |
أكريليك |
أسعار |
أسعار |
أسعار |
مخطط تشطيب سطح المعدن
يوفر مخطط تشطيب سطح المعدن مقارنة مشتركة بين خشونة السطح للمعادن المختلفة بعد استخدام عمليات تصنيع مختلفة مثل الطحن والطحن وما إلى ذلك. كما أنه يساعد في التحسين. تتعلق هذه المخططات بعمليات التشطيب المتعلقة بالمواد على عكس مخططات التشغيل الآلي التي توفر مقارنة لجميع عمليات التشغيل الآلي.
مخطط تشطيب سطح الفولاذ المقاوم للصدأ
يوضح لك مخطط بسيط لتشطيب سطح الفولاذ المقاوم للصدأ متوسط عدد الخشونة والحصى والتلميع. يعتمد رقم الحصى والتلميع على العملية التي تستخدمها المواد لدينا لتوفير تشطيب السطح. يتراوح الرقم البولندي من 1 إلى 8، 1 غير مصقول و8th لديه أدنى رقم خشونة. يتم إنتاج هذه التشطيبات السطحية باستخدام عجلات خيطية تحتوي على طبقة من المواد الكاشطة ذات رقم حبيبي محدد.
مخطط تحويل تشطيب السطح
تستخدم الصناعات المختلفة وحدات موحدة مختلفة لخشونة السطح. سيساعدك هذا المخطط على فهم مخططات التشطيب السطحي التي تستخدمها الصناعات المختلفة في البلدان الأخرى. يتم التحويل بين الوحدات التالية:
Ra = متوسط الخشونة بالميكرومتر أو البوصة الدقيقة.
RMS = جذر متوسط مربع بالميكرو بوصة.
CLA = متوسط الخط المركزي بالميكرو بوصة.
Rt = إجمالي الخشونة بالميكرونات
N = أرقام مقياس ISO (الدرجة) الجديدة.
طول القطع = الطول المطلوب للعينة.
N |
Ra |
Rz |
CLA |
RMS |
قطع الطول |
|
بوصة |
mm |
|||||
1 |
0.3 |
0.025 |
1 |
1.1 |
0.003 |
0.08 |
2 |
0.5 |
0.05 |
2 |
2.2 |
0.01 |
0.25 |
3 |
0.8 |
0.1 |
4 |
4.4 |
0.01 |
0.25 |
4 |
1.2 |
0.2 |
8 |
8.8 |
0.01 |
0.25 |
5 |
2.0 |
0.4 |
16 |
17.6 |
0.01 |
0.25 |
6 |
4.0 |
0.2 |
32 |
35.2 |
0.03 |
0.8 |
7 |
8.0 |
1.6 |
63 |
64.3 |
0.03 |
0.8 |
8 |
13 |
3.2 |
125 |
137.5 |
0.1 |
2.5 |
9 |
25 |
6.3 |
250 |
275 |
0.1 |
2.5 |
10 |
50 |
12.5 |
500 |
550 |
0.1 |
2.5 |
11 |
100 |
25 |
1000 |
1100 |
0.3 |
8.0 |
فهم الأنواع المختلفة لمخططات التشطيب السطحي
مخطط تشطيب سطح الانفجار بالخرز
يتم تنفيذ عملية تفجير الخرز عن طريق استهداف الخرز الزجاجي أو الفولاذي تحت ضغط عالٍ على سطح المادة التي يتم تحضيرها. يوفر متوسط خشونة 42 Ra (ميكرو بوصة). يوفر لك مخطط الخرز النموذجي التباين في قيم الخشونة باستخدام أحجام ومواد مختلفة للخرز. يمكن أيضًا إضافة مسافة الضغط والفوهة في المخطط لتحسين تشطيب السطح.
الصف |
خشونة السطح |
مظهر |
التطبيقات |
الصف 1 |
تفجير الخرزة الدقيقة جدًا |
سلاسة |
قطع غيار مستحضرات التجميل، المعدات الطبية |
الصف 2 |
التفجير الناعم |
نسيج منخفض |
مكونات الفضاء |
الصف 3 |
التفجير المتوسط |
نسيج معتدل |
قطع غيار السيارات، الآلات |
الصف 4 |
التفجير الخشنة |
نسيج خشن |
المكونات البحرية |
مخطط سمك الطلاء
يوصي هذا المخطط بسماكات أو أنواع طلاء مختلفة مطلوبة على مادة معينة. يتم التعبير عن سمك الطلاء بعدة وحدات مثل الميكروميتر أو المليمتر أو المل (آلاف البوصة) أو الميكرو بوصة. لذلك، إذا كان عليك تطبيق الطلاء في وحدات مختلفة، فإن هذا المخطط سيوفر وقتك [15]. تعتبر هذه المخططات مهمة في صناعات مثل الطلاء والحماية من التآكل ومراقبة الجودة وما إلى ذلك. [14].
ميكرون |
mm |
بوصة |
مل (ألف بوصة) |
عاشر ( بوصة)
|
مليون (واحد مليون بوصة) |
1 |
0.1 |
0.0001 |
0.000004 |
0.004 |
0.04 |
2 |
0.5 |
0.0005 |
0.00002 |
0.02 |
0.2 |
3 |
1 |
0.001 |
0.000039 |
0.039 |
0.39 |
4 |
1.5 |
0.0015 |
0.000059 |
0.059 |
0.59 |
5 |
2 |
0.002 |
0.000079 |
0.079 |
0.79 |
6 |
2.5 |
0.0025 |
0.000098 |
0.098 |
0.98 |
7 |
3 |
0.003 |
0.000118 |
0.118 |
1.18 |
8 |
3.5 |
0.0035 |
0.000138 |
0.138 |
1.38 |
9 |
4 |
0.004 |
0.000157 |
0.157 |
1.57 |
10 |
4.5 |
0.0045 |
0.000177 |
0.177 |
1.77 |
11 |
5 |
0.005 |
0.000197 |
0.197 |
1.97 |
12 |
5.5 |
0.0055 |
0.000217 |
0.217 |
2.17 |
13 |
6 |
0.006 |
0.000236 |
0.236 |
2.36 |
14 |
7 |
0.007 |
0.000276 |
0.276 |
2.76 |
15 |
8 |
0.008 |
0.000315 |
0.315 |
3.15 |
16 |
9 |
0.009 |
0.000354 |
0.354 |
3.54 |
17 |
10 |
0.01 |
0.000394 |
0.394 |
393.7 |
18 |
12 |
0.012 |
0.000472 |
0.472 |
4.72 |
19 |
15 |
0.015 |
0.000591 |
0.591 |
5.91 |
20 |
20 |
0.02 |
0.000787 |
0.787 |
7.87 |
الانتهاء من مخطط الجودة
يوضح لك مخطط جودة التشطيب مجموعة من تشطيبات الأسطح بدءًا من الأسطح غير المصقولة إلى الأسطح المصقولة (العاكسة للغاية) وقيم خشونة سطحها بالميكرومتر (ميكرومتر) أو ميكروبوصة (بوصة). تحتوي هذه أحيانًا على صور لسطح مواد التشطيب. يحتوي الرسم البياني التالي على أرقام درجات وعلامات مختلفة لأرقام الخشونة.
مخطط الأدوات
يمنحك مخطط الأدوات معلومات حول العديد من الأدوات المستخدمة في الصناعة. أقسامها الرئيسية هي نوع الأداة وحجم الأداة ومعدلات التغذية أو المواد [16]. فهو يزيد من كفاءة العملية ويقلل أيضًا من هدر المواد باستخدام الأداة المناسبة للمهمة. لذلك، فإنه سيوفر لك المال والوقت.
مخطط رموز الانتهاء من السطح
رموز تشطيب السطح ISO
مخطط خشونة Ra
ra هو متوسط قيمة الخشونة ويستخدم لقياس متوسط الانحراف المعياري عن خط المتوسط. ويمكن تمثيلها من حيث ميكرومتر أو μin. كما يعرض أيضًا التشطيبات السطحية جنبًا إلى جنب مع قيمة خشونة ra. من خلال النظر إلى متوسط خشونة السطح، يمكنك اختيار المواد التي تتطلب احتكاكًا معينًا وقدرات مانعة للتسرب ومظهرًا جماليًا.
مخطط خشونة السطح Rz
يُعرف rz بخشونة العمق. يتم حسابه من خلال إيجاد متوسط المسافة بين أعلى وأدنى قمة. يعرض مخطط خشونة سطح rz أيضًا أسطحًا مختلفة مع قيم rz. يخبرك عن مقاومة التآكل للمواد وكيف يمكنها حمل مادة التشحيم.
درجة الإنهاء
|
rض (أم) |
طريقة الانتهاء من المعالجة |
N12 |
200 |
الصب الخام أو الآلات الخشنة |
N11 |
100 |
تحول خشن، ممل، تخطيط، حفر. علامات التصنيع واضحة |
N10 |
50 |
نفس النهاية 2 درجة |
N9 |
25 |
تحول عادي، مملة، تخطيط، حفر، طحن. العلامات مرئية |
N8 |
12.5 |
نفس العمليات مثل 4 درجات ولكن علامات التصنيع مرئية إلى حد ما |
مخطط إنهاء السطح rms
في rms، يتم التعبير عن خشونة سطح المحادثة بـ rms (جذر متوسط المربع). لديها وحدات مماثلة ميكرومتر أو ميكرون. يعطي هذا المخطط أيضًا فكرة عن عمر الكلال المادي.
درجة الإنهاء
|
rms |
طريقة الانتهاء من المعالجة |
N12 |
55 |
الصب الخام أو الآلات الخشنة |
N11 |
27.5 |
تحول خشن، ممل، تخطيط، حفر. علامات التصنيع واضحة |
N10 |
13.75 |
نفس النهاية 2 درجة |
N9 |
9.13 |
تحول عادي، مملة، تخطيط، حفر، طحن. العلامات مرئية |
N8 |
3.52 |
نفس العمليات مثل 4 درجات ولكن علامات التصنيع مرئية إلى حد ما |
تحويل مخطط خشونة السطح
يقوم هذا المخطط بتحويل خشونة السطح إلى عدة وحدات. يساعدك هذا على اختيار الوحدة القياسية التي تستخدمها الصناعة. يتم استخدام الصيغ التالية لتحويل هذه الوحدات
- ميكرومتر (μm) إلى ميكرو بوصة (μin): ميكرومتر (μin) = ميكرومتر (μm) × 39.3701
- ميكرومتر (μm) إلى ملليمتر (mm): ملليمتر (mm) = ميكرومتر (μm) / 1000
- ميكرو بوصة (μin) إلى ميكرومتر (μm): ميكرومتر (μm) = ميكرو بوصة (μin) / 39.3701
- ميكرو بوصة (μin) إلى ملليمتر (mm): ملليمتر (mm) = ميكرو بوصة (μin) / 39,370
- ملليمتر (mm) إلى ميكرومتر (μm): ميكرومتر (μm) = ملليمتر (mm) × 1000
- ملليمتر (mm) إلى ميكرو بوصة (μin): ميكرو بوصة (μin) = ملليمتر (mm) × 39,370
ويرد الرسم البياني كمثال أدناه تحت جدول مخطط تحويل خشونة السطح [1].
العوامل المؤثرة في تشطيب الأسطح
بعض أهم العوامل التي يجب أن تضعها في الاعتبار هي؛
مادة أداة القطع
يؤثر نوع مادة القطع التي تستخدمها أيضًا على خشونة السطح، على سبيل المثال، تنتج الأدوات الفولاذية عالية السرعة مزيدًا من الخشونة على السطح بينما تمنحك أدوات الكربيد والسيراميك سطحًا أملسًا.
صلابة مادية
إذا كانت صلابة المادة قريبة من صلابة سطح أداة القطع ستكون خشونة السطح أعلى. لذا فإن فجوة الصلابة بين مادتين أكبر، وسيكون السطح أكثر سلاسة للأداة.
معلمات التصنيع
معلمات المعالجة مثل سرعة القطع وعمق القطع والتغذية ومعدل إزالة المواد. يمكن تغيير هذه المعلمات للحصول على خشونة السطح المطلوبة.
التشحيم والتبريد
يقلل التشحيم أو عمليات التبريد الأخرى من الاحتكاك ويحفظ أيضًا الأداة من التلف ويوفر تشطيبًا أنيقًا للسطح.
علاجات ما بعد المعالجة
بعد المعالجة الإضافية مثل المعالجة الكيميائية، يتم إجراء الطحن والتلميع لزيادة نعومة السطح.
جداول الرسم البياني لتحويل خشونة السطح
ويبين الجدول التالي تحويل الخشونة إلى وحدات مختلفة.
يتم فحص الانتهاء من السطح مع
يتم فحص تشطيب السطح باستخدام مقاييس التعريف والتقنيات المختلفة المذكورة أعلاه. تحتوي أجهزة قياس الملفات الشخصية على قلم يتحرك فوق سطح المادة ويحسب عمق الخشونة.
وفي الختام
لا يتم تشطيب السطح فقط لجعل المنتج ممتعًا من الناحية الجمالية. يمكن للتشطيب الجيد للسطح أن يحسن مقاومة تعب المواد. تمت مناقشة العديد من أنواع مخططات تشطيب السطح في هذه المقالة والتي تمنحك فكرة عن نطاق خشونة السطح التي يتم الحصول عليها من خلال أنواع وأدوات المعالجة المختلفة.
توفر مخططات التشطيب السطحي وقتك في العثور على العملية والأداة المتفوقة لتحقيق خشونة السطح المطلوبة. تمت أيضًا إضافة طرق لحساب خشونة السطح والتي ستساعدك في عمل الرسوم البيانية. يمكنك إنشاء مخططات مخصصة وفقًا لاحتياجاتك باستخدام الوحدات القياسية.
لمزيد من التعلم والاستكشاف، يمكنك التحقق من المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO). هناك معايير تتعلق بخشونة السطح وحساب الملمس مثل ISO 4287 وISO 25178 وISO 1302. يمكنك الاطلاع على الدورات التدريبية عبر الإنترنت على udemy وcoursera، كما يوجد الكثير من الأوراق البحثية والكتب لتعلم هذا المجال.
يوفر لك خبراء tuofa CNC الصينيون أيضًا إمكانية تشطيب الأسطح. وهي مقسمة إلى نوعين، أحدهما يتم عن طريق إزالة المواد والآخر عن طريق إضافة طبقة من الطلاء. يتم استخدام العمليات التالية:
- التفجير بالخرز
- والنمش
- طلاء بالكهرباء
- مسحوق الطلاء
- طلاء
- صناعة الفرش
- أكسيد الأسود
- الودين
- صنع جزء
الأسئلة الشائعة
اللحام هو الأسلوب المستخدم لتحقيق الانتهاء من السطح؟
لا، لا يتم اللحام لغرض إنجاز السطح. اللحام هو عملية ربط يتم فيها دمج معدنين معًا. تشطيب السطح هو نتيجة عمليات مختلفة مثل الطحن أو التلميع أو الطلاء. يمكن أن يوجد اللحام على سطح المعدن أو السبائك ولكن هذا لا يعني أنه يستخدم لهذا الغرض.
ما هو تشطيب 125 سطح؟
يشير تشطيب السطح بـ 125 إلى أن السطح قد تم تشكيله آليًا لتحقيق متوسط قيمة خشونة تبلغ 125 ميكروبوصة (μin) أو حوالي 3.2 ميكرومتر (μm). ترتبط هذه النهاية بالأسطح الملساء المناسبة لتطبيقات هندسية محددة.
يتم إنتاج تشطيب السطح عالي الجودة؟