Oppervlakteafwerkingsgrafiek: de complete gids
juli 28,2023
Tabellen voor de afwerking van metalen oppervlakken zijn een referentiemiddel dat wordt gebruikt om de kwaliteit en precisie bij de voorbereiding van oppervlakken te garanderen. Naast fysieke eigenschappen zoals sterkte, ductiliteit of taaiheid etc. geeft het oppervlak het materiaal een algehele uitstraling. Een gladde oppervlakteafwerking geeft het materiaal een betere vermoeidheids- en slijtvastheid. Ruwheid is vereist voor het aanbrengen van coating en wanneer wrijving nodig is.
De oppervlakteafwerkingstabel helpt u bij het selecteren van de meest geschikte en kosteneffectieve manier voor de gewenste gladheid. Hier, in dit artikel, worden verschillende oppervlakteafwerkingsgrafieken weergegeven waarin de oppervlakteruwheid wordt vergeleken met processen, gereedschappen en parameters.
Oppervlakteafwerking: een overzicht
Oppervlakteafwerking, ook wel oppervlaktetopografie of oppervlaktetextuur genoemd, vertelt u over de aard van het oppervlak door middel van deze kenmerken van oppervlakteruwheid, ligging en golving. Belangrijke factoren zoals slijtvastheid, wrijving en hechting worden beïnvloed door de oppervlakteafwerking van het product.
Belang van oppervlakteafwerkingsgrafiek in productie en engineering
Oppervlakteafwerkingsgrafieken worden gebruikt om het gemiddelde ruwheidsprofiel van een bepaald materiaal weer te geven na verschillende verwerkingstechnieken, zoals slijpen, polijsten en polijsten. Door naar deze grafieken te kijken, kunnen we verstandig materiaal kiezen en verwerken om de gewenste oppervlakteruwheid te verkrijgen.
Oppervlakteafwerking biedt u voordelen zoals betere prestaties, duurzaamheid en corrosieweerstand. We kunnen ook de grip vergroten en verblinding verminderen door een gestructureerd oppervlak te maken.
Naast veel voordelen heeft het ook enkele nadelen, zoals een stijging van de verwerkingskosten. Het vermindert de sterkte van het materiaal door de buitenste laag te verwijderen. Ruwe oppervlakken kunnen materiaal veroorzaken dat gevoelig is voor corrosie vanwege het grotere oppervlak.
Naast het selecteren van een proces optimaliseren deze grafieken ook het proces en verhogen ze de kostenefficiëntie. Oppervlakteafwerkingen worden op een gestandaardiseerde manier gerangschikt, wat ook helpt bij het handhaven van de productkwaliteit.
Hoe oppervlakteafwerking wordt gemeten
Oppervlaktemeettechnieken worden ingedeeld in twee brede categorieën: oppervlaktevergelijkingsmethoden of contactloze methoden. Veelgebruikte technieken die worden gebruikt voor het meten van de oppervlakteruwheid zijn:
Oppervlakte profilometrie
Oppervlakteprofielmetrie wordt uitgevoerd om de oppervlakteruwheid en dikte van de film te meten. Bij deze techniek wordt een stylus met diamanten punt over het oppervlak van het preparaat bewogen.
Krasinspectie
Deze inspectietechniek vereist dat een zacht materiaal over het oppervlak van het monster wordt bewogen en het kraspatroon over het oppervlak zichtbaar maakt. Er wordt gebruik gemaakt van materialen zoals lood Babbitt of plastic.
Microscopische afbeeldingen
Het monster wordt onder de microscoop geplaatst en de afbeeldingen ervan worden vergeleken met de vereiste afbeeldingen van de oppervlakteafwerking.
Visuele inspectie
Als de oppervlakteruwheid een hoge waarde heeft, kan deze visueel worden waargenomen en getest. Deze inspectie heeft een beperkte nauwkeurigheid. Als de ruwheid afneemt, zijn verlichte loepen nodig voor de klus.
Inductie
Digitale oppervlakteruwheidsmeter produceert uitgangssignalen door verandering in inductie in de spoelen wanneer de sonde langs het ruwe oppervlak beweegt.
Laserscannen
Voor dit proces worden laserconfocale microscopen gebruikt. Ze werken in twee contact- en contactloze modi. Deze microscopen bieden horizontale asmetingen en kunnen ook 3D-metingen doen met behulp van afbeeldingen op afstand.
Ultrasoon testen
Ultrasone sensoren kunnen ook worden gebruikt om de oppervlakteruwheid te meten. Verandering in invallende en gereflecteerde geluidsgolven is te wijten aan de oppervlaktetextuur, die u meetwaarden oplevert.
Classificatie van oppervlakteafwerkingsgrafieken
Oppervlakteafwerking is ingedeeld in de volgende categorieën;
Tabel met bewerkingsoppervlakken
Bewerkingsprocessen zoals slijpen, frezen, draaien of boren veroorzaken na bewerking verschillende oppervlakteruwheden op een specifiek materiaal. De grafiek voor de oppervlakteafwerking van de machine biedt u een vergelijking van de gemiddelde oppervlakteruwheid die door elk bewerkingsproces wordt geproduceerd. Dit zal u helpen bij het kiezen van het proces dat u de gewenste ruwheid geeft.
Afwerkingsgraad (China)
|
ra (um) |
rz (um) |
ra (micro-inch) |
Machinale afwerkingsmethode |
1 |
50 |
200 |
2000 |
Ruw gieten of grofste bewerking |
2 |
25 |
100 |
1000 |
Ruwdraaien, kotteren, plannen, boren. Bewerkingssporen zijn duidelijk zichtbaar |
3 |
12.5 |
50 |
500 |
Hetzelfde als 2 graden afwerking |
4 |
6.3 |
25 |
320 |
Normaal draaien, kotteren, plannen, boren, slijpen. Merken zijn zichtbaar |
250 |
||||
5 |
3.2 |
12.5 |
200 |
Dezelfde processen als 4 graden, maar bewerkingsmarkeringen zijn enigszins zichtbaar |
160 |
||||
125 |
||||
6 |
1.6 |
6.3 |
100 |
Deze processen worden gebruikt: Getalgestuurd draaien, kotteren, plannen, boren, slijpen. Machinesporen zijn niet zichtbaar, maar richtingen wel |
80 |
||||
63 |
||||
7 |
0.8 |
6.3 |
50 |
Dezelfde processen als graadafwerking 6. Maar de richtingen zijn wazig |
40 |
||||
32 |
||||
8 |
0.4 |
3.2 |
25 |
Processen zoals ruimen, slijpen, kotteren en walsen zorgen ervoor dat het oppervlak glad is, maar de richting van de markeringen is wazig |
20 |
||||
16 |
||||
9 |
0.2 |
1.6 |
12.5 |
Slijpen en superbewerking maken markeringen en hun richting onzichtbaar |
10 |
||||
8 |
||||
10 |
0.1 |
0.8 |
4 |
Verdere superbewerking produceert de hoogste afwerking met een donkere glans van het oppervlak |
Oppervlakteafwerkingen en ruwheidsaantal monsters via verschillende processen van horizontaal frezen, draaien en verticaal frezen worden vergeleken in de onderstaande grafiek.
Deze monsters hebben verschillende patronen op hun oppervlak als gevolg van ongelijksoortige verwerkingshulpmiddelen, maar toch liggen ze in hetzelfde ruwheidsgetal omdat hun gemiddelde ruwheid vergelijkbaar is.
Tabel met freesoppervlakafwerking
In tegenstelling tot de bewerkingsoppervlakgrafiek ligt de nadruk bij de freesoppervlakgrafiek op het freesproces. Het vergelijkt de gemiddelde oppervlakteruwheid geproduceerd door verschillende snijgereedschappen, snijsnelheid en voedingssnelheden. Dus als u alleen de keuze krijgt om het freesproces uit te voeren, kunt u door deze oppervlakteafwerkingsgrafiek te bekijken het proces optimaliseren.
Oppervlakteafwerkingsgrafiek van de draaibank
De oppervlakteafwerkingsgrafiek van de draaibank toont het bereik van de oppervlakteruwheid als gevolg van verschillende materialen en snijparameters. Als u machinist of ingenieur bent, helpen deze kaarten u bij het kiezen van de beste draaibankinstellingen om de gewenste textuur op het oppervlak van een bepaald materiaal te krijgen.
Grafiek voor oppervlakteafwerking van kunststof
Een kunststofafwerkingskaart geeft u het contrast tussen verschillende afwerkingen, hun ruwheidsbereik en de kosten voor het bereiken van de afwerking. Vervolgens worden kunststofmaterialen vergeleken op de gewenste ruwheid; het meest geschikte materiaal voor het Al zeer glanzende oppervlak (met minimale ruwheid) is bijvoorbeeld acrylpolymeer. Polypropyleen en polyurethaan zijn niet geschikt voor een glanzende oppervlakteafwerking.
Verschillende kunststoffen en hun geschiktheid voor A1, A2 en A3 superglanzende oppervlakteafwerkingen worden gegeven.
polymeren |
A1 |
A2 |
A3 |
ABS |
Gemiddelde |
Gemiddelde |
Goed |
Polypropyleen (PP) |
arm |
Gemiddelde |
Gemiddelde |
Polystyreen (PS) |
Gemiddelde |
Gemiddelde |
Goed |
HDPE |
arm |
Gemiddelde |
Gemiddelde |
Nylon |
Gemiddelde |
Gemiddelde |
Goed |
Polycarbonaat (pc) |
Gemiddelde |
Goed |
Uitstekend |
Polyurethaan (TPU) |
arm |
arm |
arm |
Acryl |
Uitstekend |
Uitstekend |
Uitstekend |
Grafiek voor afwerking van metalen oppervlakken
De grafiek voor de afwerking van het metaaloppervlak biedt een gecombineerde vergelijking tussen de oppervlakteruwheid van verschillende metalen na gebruik van verschillende bewerkingsprocessen zoals slijpen, frezen enz. Het helpt ook bij het optimaliseren. Deze grafieken gaan meer over afwerkingsprocessen met betrekking tot materialen, in tegenstelling tot bewerkingsgrafieken die een vergelijking van alle bewerkingsprocessen mogelijk maken.
Tabel met oppervlakteafwerking van roestvrij staal
Een eenvoudige grafiek voor de oppervlakteafwerking van roestvrij staal toont u de gemiddelde ruwheid, korrel en polijstgetal. De korrel- en polijstnummers zijn gebaseerd op het proces dat onze materialen gebruiken voor het verkrijgen van een oppervlakteafwerking. Het Poolse nummer varieert van 1 tot 8, 1 is niet-gepolijst en 8th heeft het laagste ruwheidsgetal. Deze oppervlakteafwerkingen worden geproduceerd met behulp van snaarwielen die zijn voorzien van een laag schurend materiaal met een specifiek korrelgetal.
Conversietabel oppervlakteafwerking
Verschillende industrieën gebruiken verschillende standaardeenheden voor oppervlakteruwheid. Deze grafiek helpt u de grafieken van oppervlakteafwerking te begrijpen die door verschillende industrieën in andere landen worden gebruikt. Conversie tussen de volgende eenheden vindt plaats:
Ra = Ruwheid Gemiddeld in micrometers of micro-inch.
RMS = Root Mean Square in micro-inch.
CLA = Middellijngemiddelde in micro-inch.
Rt = Ruwheid Totaal in micron
N = Nieuwe ISO-schaalnummers (graad).
Afsnijlengte = lengte vereist voor monster.
N |
Ra |
Rz |
CLA |
RMS |
Afgesneden lengte |
|
Inches |
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 |
Inzicht in de verschillende soorten oppervlakteafwerkingsgrafieken
Grafiek met parelstraaloppervlakafwerking
Parelstralen wordt gedaan door glas- of staalparels onder hoge druk op het oppervlak van het te bereiden materiaal te richten. Het biedt een gemiddelde ruwheid van 42 Ra (micro-inch). Een typisch lijmspoordiagram geeft u het contrast in ruwheidswaarden bij gebruik van verschillende lijmspoorgroottes en materialen. Druk en spuitdopafstand kunnen ook in de grafiek worden toegevoegd om de oppervlakteafwerking te optimaliseren.
Rang |
Oppervlakteruwheid |
het Uiterlijk |
Toepassingen |
Grade 1 |
Zeer fijn parelstralen |
Smooth |
Cosmetische onderdelen, medische apparatuur |
Grade 2 |
Fijn stralen |
Lage textuur |
Lucht- en ruimtevaartcomponenten |
Grade 3 |
Middelmatig stralen |
Matige textuur |
Auto-onderdelen, machines |
Grade 4 |
Grof stralen |
Ruwe textuur |
Maritieme componenten |
Laagdiktegrafiek
In deze tabel worden verschillende gewenste laagdiktes of -soorten op een bepaald materiaal aanbevolen. Coatingdiktes worden uitgedrukt in vele eenheden, zoals micrometers, millimeters, mils (duizenden inch) of microinch. Dus als u coating in verschillende eenheden moet aanbrengen, dan bespaart dit schema u tijd [15]. Deze grafieken zijn belangrijk in sectoren zoals verf, corrosiebescherming, kwaliteitscontrole enz. [14].
um |
mm |
inch |
mil (duizend van een centimeter) |
Tienden (van van een centimeter)
|
Miljoensten (één Miljoenen centimeters) |
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 |
Voltooi de kwaliteitsgrafiek
De grafiek met afwerkingskwaliteit toont u een scala aan oppervlakteafwerkingen, van ongepolijste tot gepolijste gepolijste (sterk reflecterende) oppervlakken en hun oppervlakteruwheidswaarden in micrometer (μm) of micro-inch (μin). Deze bevatten soms afbeeldingen van het oppervlak van afwerkingsmaterialen. De volgende tabel heeft verschillende cijfernummers en markeringen voor ruwheidsnummers.
Gereedschapsgrafiek
Gereedschapsdiagram geeft u informatie over verschillende gereedschappen die in de industrie worden gebruikt. De belangrijkste secties zijn gereedschapstype, gereedschapsgrootte, voedingssnelheden of materialen [16]. Het verhoogt de procesefficiëntie en vermindert ook de materiaalverspilling door het juiste gereedschap voor de klus te gebruiken. Het bespaart u dus geld en tijd.
Grafiek met symbolen voor oppervlakteafwerking
ISO-symbolen voor oppervlakteafwerking
Ra-ruwheidsgrafiek
ra is de gemiddelde ruwheidswaarde en wordt gebruikt om het gemiddelde van de standaardafwijking van een gemiddelde lijn te meten. Het kan worden weergegeven in termen van µm of µin. Het geeft ook oppervlakteafwerkingen weer samen met de ruwheidswaarde. Door naar de gemiddelde ruwheid van een oppervlakteafwerking te kijken, kunt u materialen selecteren die een bepaalde wrijving, afdichtingsvermogen en esthetische uitstraling vereisen.
Rz oppervlakteruwheidsgrafiek
rz staat bekend als diepteruwheid. Het wordt berekend door de gemiddelde afstand tussen de hoogste en laagste piek te vinden. De rz-oppervlakteruwheidsgrafiek geeft ook verschillende gestructureerde oppervlakken weer, samen met rz-waarden. Het vertelt u over de slijtvastheid van materialen en hoe het een smeermiddel kan vasthouden.
Afwerking graad
|
rz (um) |
Machinale afwerkingsmethode |
N12 |
200 |
Ruw gieten of grofste bewerking |
N11 |
100 |
Ruwdraaien, kotteren, plannen, boren. Bewerkingssporen zijn duidelijk zichtbaar |
N10 |
50 |
Hetzelfde als 2 graden afwerking |
N9 |
25 |
Normaal draaien, kotteren, plannen, boren, slijpen. Merken zijn zichtbaar |
N8 |
12.5 |
Dezelfde processen als 4 graden, maar bewerkingsmarkeringen zijn enigszins zichtbaar |
rms oppervlakteafwerkingsgrafiek
Bij rms-oppervlakteafwerking wordt de oppervlakteruwheid uitgedrukt als rms (root mean square). Het heeft vergelijkbare eenheden µm of µin. Deze grafiek geeft ook een idee over de levensduur van materiaalvermoeiing.
Afwerking graad
|
rms |
Machinale afwerkingsmethode |
N12 |
55 |
Ruw gieten of grofste bewerking |
N11 |
27.5 |
Ruwdraaien, kotteren, plannen, boren. Bewerkingssporen zijn duidelijk zichtbaar |
N10 |
13.75 |
Hetzelfde als 2 graden afwerking |
N9 |
9.13 |
Normaal draaien, kotteren, plannen, boren, slijpen. Merken zijn zichtbaar |
N8 |
3.52 |
Dezelfde processen als 4 graden, maar bewerkingsmarkeringen zijn enigszins zichtbaar |
Conversie van oppervlakteruwheidsgrafieken
Deze grafiek zet de oppervlakteruwheid om in vele eenheden. Dit helpt u bij het kiezen van de standaardeenheid die een branche gebruikt. De volgende formules worden gebruikt om deze eenheden om te rekenen
- Micrometers (μm) naar Microinch (μin): Microinch (μin) = Micrometers (μm) x 39.3701
- Micrometers (μm) naar Millimeters (mm): Millimeters (mm) = Micrometers (μm) / 1000
- Micro-inch (μin) naar Micrometers (μm): Micrometers (μm) = Micro-inch (μin) / 39.3701
- Microinch (µin) naar Millimeters (mm): Millimeters (mm) = Microinch (µin) / 39,370
- Millimeters (mm) naar Micrometers (μm): Micrometers (μm) = Millimeters (mm) x 1000
- Millimeters (mm) naar Microinch (µin): Microinch (µin) = Millimeters (mm) x 39,370
Hieronder vindt u een grafiek als voorbeeld onder conversietabel oppervlakteruwheid [1].
Factoren die de oppervlakteafwerking beïnvloeden
Enkele van de belangrijkste factoren waarmee u rekening moet houden, zijn;
Snijgereedschap materiaal
Het type snijmateriaal dat u gebruikt, heeft ook invloed op de oppervlakteruwheid. Gereedschappen van snelstaal produceren bijvoorbeeld meer ruwheid op het oppervlak, terwijl hardmetalen en keramische gereedschappen u een glad oppervlak geven.
Materiële hardheid
Als de materiaalhardheid dicht bij de hardheid van het snijgereedschap ligt, zou de oppervlakteruwheid hoger zijn. De hardheidsafstand tussen twee materialen is dus groter en het oppervlak zal gladder zijn.
Bewerkingsparameters
Bewerkingsparameters zoals snijsnelheid, snedediepte, voeding en snelheid waarmee materiaal wordt verwijderd. Deze parameters kunnen worden gewijzigd om de gewenste oppervlakteruwheid te verkrijgen.
Smering en koeling
Smeren of andere koelprocessen verminderen de wrijving, beschermen het gereedschap tegen beschadiging en zorgen voor een nette oppervlakteafwerking.
Nabewerkingsbehandelingen
Na het bewerken worden aanvullende bewerkingen zoals chemische behandeling, slijpen en polijsten uitgevoerd om de gladheid van het oppervlak verder te vergroten.
Conversietabel oppervlakteruwheid
De volgende tabel toont de ruwheidsomzetting in verschillende eenheden.
Oppervlakteafwerking wordt gecontroleerd met
De oppervlakteafwerking wordt gecontroleerd met profilometers en verschillende hierboven genoemde technieken. Profilometers bevatten een stylus die over het materiaaloppervlak beweegt en de ruwheidsdiepte berekent.
Conclusie
Oppervlakteafwerking wordt niet alleen gedaan om een product esthetisch aantrekkelijk te maken. Een goede oppervlakteafwerking kan de weerstand tegen materiaalmoeheid verbeteren. In dit artikel worden veel soorten oppervlakteafwerkingsgrafieken besproken, waardoor u een idee krijgt van het bereik van de oppervlakteruwheid die wordt verkregen door verschillende verwerkingstypen en gereedschappen.
Oppervlakteafwerkingstabellen besparen u tijd bij het vinden van het superieure proces en hulpmiddel voor de gewenste oppervlakteruwheid. Er zijn ook manieren toegevoegd om de oppervlakteruwheid te berekenen, die u zullen helpen bij het maken van grafieken. U kunt aangepaste grafieken maken op basis van uw behoefte met behulp van standaardeenheden.
Voor meer informatie en verkenning kunt u de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) raadplegen. Er zijn normen met betrekking tot oppervlakteruwheid en textuurberekening, zoals ISO 4287, ISO 25178 en ISO 1302. Je kunt online cursussen over udemy en coursera bekijken, en er zijn ook tal van onderzoekspapers en boeken om dit domein te leren.
China tuofa CNC-experts bieden u ook de mogelijkheid voor oppervlakteafwerking. Het is onderverdeeld in twee typen: de ene wordt bereikt door materiaal te verwijderen en de andere wordt uitgevoerd door een laag coating toe te voegen. De volgende processen worden gebruikt:
- Bead Stralen
- Anodiseren
- electroplating
- Poeder coating
- Polijsten
- Borstelen
- Zwarte oxide
- alodine
- Onderdeel maken
Veelgestelde vragen
Is lassen de methode die wordt gebruikt om de oppervlakteafwerking te bereiken?
Nee, er wordt niet gelast om een oppervlakteafwerking te bereiken. Lassen is een verbindingsproces waarbij twee metalen met elkaar worden versmolten. Oppervlakteafwerking is het resultaat van verschillende processen zoals slijpen, polijsten of coaten. Las kan aanwezig zijn op het oppervlak van metaal of een legering, maar dit betekent niet dat het voor dit doel wordt gebruikt.
Wat is een 125-oppervlakteafwerking?
Een afwerking met 125 oppervlakken geeft aan dat het oppervlak is bewerkt om een gemiddelde ruwheidswaarde van 125 micro-inch (μin) of ongeveer 3.2 micrometer (μm) te bereiken. Deze afwerking wordt geassocieerd met gladde oppervlakken, geschikt voor specifieke technische toepassingen.
Fijne kwaliteit oppervlakteafwerking wordt geproduceerd in?