Таблица качества поверхности: полное руководство
июль 28,2023
Таблицы чистоты поверхности металла — это справочный инструмент, используемый для обеспечения качества и точности подготовки поверхности. Помимо физических свойств, таких как прочность, пластичность, вязкость и т. д., поверхность придает материалу общий внешний вид. Гладкая поверхность придает материалу большую усталостную прочность и износостойкость. Шероховатость необходима для нанесения покрытия и тогда, когда необходимо трение.
Таблица отделки поверхности поможет вам выбрать наиболее подходящий и экономичный способ достижения желаемой гладкости. Здесь, в этой статье, различные диаграммы качества поверхности показывают сравнение шероховатости поверхности с процессами, инструментами и параметрами.
Отделка поверхности: обзор
Отделка поверхности, также называемая топографией поверхности или текстурой поверхности, рассказывает вам о характере поверхности посредством таких характеристик, как шероховатость, слоистость и волнистость поверхности. На такие важные факторы, как износостойкость, трение и адгезия, влияет обработка поверхности изделия.
Важность диаграммы качества поверхности в производстве и проектировании
Диаграммы качества поверхности используются для отображения среднего профиля шероховатости определенного материала после различных методов обработки, то есть шлифования, полировки и полировки. Глядя на эти диаграммы, мы можем разумно выбрать материал и обработать его для получения желаемой шероховатости поверхности.
Обработка поверхности дает такие преимущества, как повышение производительности, долговечность и устойчивость к коррозии. Мы также можем увеличить сцепление и уменьшить блики, создав текстурированную поверхность.
Несмотря на множество преимуществ, он также имеет некоторые недостатки, такие как увеличение стоимости обработки. Это снижает прочность материала за счет удаления самого внешнего слоя. Грубые поверхности могут привести к тому, что материал станет подвержен коррозии из-за увеличенной площади поверхности.
Эти диаграммы не только позволяют выбрать процесс, но и оптимизируют его и повышают экономическую эффективность. Поверхностная обработка осуществляется в соответствии со стандартами, что также помогает поддерживать качество продукции.
Как измеряется качество поверхности
Методы измерения поверхности подразделяются на две широкие категории: методы сравнения поверхностей или бесконтактные методы. Распространенными методами измерения шероховатости поверхности являются:
Профилометрия поверхности
Профилометрия поверхности проводится для измерения шероховатости поверхности и толщины пленки. В этом методе иглу с алмазным наконечником перемещают по поверхности образца.
Проверка царапин
Этот метод контроля требует перемещения мягкого материала по поверхности образца и выявления царапин на его поверхности. Используются такие материалы, как свинцовый баббит или пластик.
Микроскопические изображения
Образец помещается под микроскоп и его изображения сравниваются с требуемыми изображениями качества поверхности.
Визуальный осмотр
Если шероховатость поверхности имеет большое значение, ее можно наблюдать и проверять визуально. Эта проверка имеет ограниченную точность. Если шероховатость уменьшается, для работы потребуются лупы с подсветкой.
индукционный
Цифровой датчик шероховатости поверхности выдает выходные сигналы за счет изменения индуктивности в катушках, когда датчик перемещается по шероховатой поверхности.
Лазерное сканирование
Для этого процесса используются лазерные конфокальные микроскопы. Они работают в двух режимах: контактном и бесконтактном. Эти микроскопы позволяют выполнять измерения по горизонтальной оси, а также могут выполнять трехмерные измерения с использованием удаленных изображений.
Ультразвуковой контроль
Ультразвуковые датчики также можно использовать для измерения шероховатости поверхности. Изменение падающих и отраженных звуковых волн связано с текстурой поверхности, которая дает вам значения измерений.
Классификация таблиц шероховатости поверхности
Поверхностная обработка подразделяется на следующие категории:
Таблица чистоты обрабатываемой поверхности
Такие процессы обработки, как шлифование, фрезерование, токарная обработка или сверление, после обработки приводят к различной шероховатости поверхности конкретного материала. Диаграмма чистоты поверхности станка позволяет сравнить среднюю шероховатость поверхности, полученную в результате каждого процесса обработки. Это поможет вам выбрать процесс, который обеспечит желаемую шероховатость.
Законченная степень (Китай)
|
ра (гм) |
рз (эм) |
ра (микродюйм) |
Метод финишной обработки |
1 |
50 |
200 |
2000 |
Черновая отливка или самая грубая механическая обработка. |
2 |
25 |
100 |
1000 |
Черновая токарная обработка, растачивание, строгание, сверление. Следы механической обработки очевидны |
3 |
12.5 |
50 |
500 |
То же, что и отделка 2 степени. |
4 |
6.3 |
25 |
320 |
Обычная токарная обработка, растачивание, строгание, сверление, шлифование. Маркировки видны |
250 |
||||
5 |
3.2 |
12.5 |
200 |
Те же процессы, что и при 4 градусах, но следы обработки несколько видны. |
160 |
||||
125 |
||||
6 |
1.6 |
6.3 |
100 |
Используются следующие процессы: токарная обработка с цифровым управлением, растачивание, строгание, сверление, шлифование. Маркировка машины не видна, но направления указаны. |
80 |
||||
63 |
||||
7 |
0.8 |
6.3 |
50 |
Те же процессы, что и на уровне 6. Но направления размыты. |
40 |
||||
32 |
||||
8 |
0.4 |
3.2 |
25 |
Такие процессы, как развертывание, шлифование, растачивание, прокатка, делают поверхность гладкой, но направление маркировки размывается. |
20 |
||||
16 |
||||
9 |
0.2 |
1.6 |
12.5 |
Шлифование, супермеханическая обработка делают метки и их направление невидимыми. |
10 |
||||
8 |
||||
10 |
0.1 |
0.8 |
4 |
Дальнейшая суперобработка обеспечивает высочайший уровень темного блеска поверхности. |
В таблице ниже сравниваются качество поверхности и шероховатость образцов, полученных при различных процессах горизонтального фрезерования, токарной обработки и вертикального фрезерования.
Эти образцы имеют разный рисунок на поверхности из-за разных инструментов обработки, но имеют один и тот же номер шероховатости, поскольку их средняя шероховатость одинакова.
Таблица чистоты поверхности фрезерования
В отличие от диаграммы поверхности обработки, в диаграмме поверхности фрезерования основное внимание уделяется процессу фрезерования. Он сравнивает среднюю шероховатость поверхности, создаваемую различными режущими инструментами, скорость резания и подачи. Итак, если вам предоставлен выбор только процесса фрезерования, взглянув на эту диаграмму качества поверхности, вы сможете оптимизировать процесс.
Таблица чистоты поверхности токарного станка
Таблица чистоты поверхности токарного станка показывает диапазон шероховатости поверхности в зависимости от различных материалов и параметров резания. Если вы машинист или инженер, эти таблицы помогут вам выбрать оптимальные настройки токарного станка, чтобы получить желаемую текстуру на поверхности определенного материала.
Таблица качества поверхности пластика
Таблица отделки пластика показывает контраст между различными видами отделки, диапазон их шероховатости и стоимость достижения отделки. Затем пластики сравниваются на предмет желаемой шероховатости, например, наиболее подходящим материалом для высокоглянцевой поверхности А1 (имеющей минимальную шероховатость) является акриловый полимер. Полипропилен и полиуретан не подходят для глянцевой поверхности.
Приведены различные пластики и их пригодность для суперстеклянных поверхностей А1, А2 и А3.
Полимеры |
A1 |
A2 |
A3 |
АБС |
Средняя |
Средняя |
Хорошо |
Полипропилен (ПП) |
Не очень |
Средняя |
Средняя |
Полистирол (ПС) |
Средняя |
Средняя |
Хорошо |
HDPE |
Не очень |
Средняя |
Средняя |
нейлон |
Средняя |
Средняя |
Хорошо |
Поликарбонат (PC) |
Средняя |
Хорошо |
Прекрасно |
Полиуретан (ТПУ) |
Не очень |
Не очень |
Не очень |
акрил |
Прекрасно |
Прекрасно |
Прекрасно |
Таблица чистоты поверхности металла
Диаграмма чистоты поверхности металла обеспечивает комбинированное сравнение шероховатости поверхности различных металлов после использования различных процессов обработки, таких как шлифование, фрезерование и т. д. Это также помогает в оптимизации. Эти диаграммы больше касаются процессов отделки, связанных с материалами, в отличие от диаграмм обработки, которые обеспечивают сравнение всех процессов обработки.
Таблица чистоты поверхности нержавеющей стали
Простая таблица качества поверхности нержавеющей стали показывает среднюю шероховатость, зернистость и степень полировки. Степень зернистости и полировки зависит от процесса, который наши материалы используют для обеспечения чистоты поверхности. Польский номер варьируется от 1 до 8, 1 — неполированный, 8 — неполированный.th имеет наименьший показатель шероховатости. Эта обработка поверхности производится с использованием струнных кругов, которые имеют слой абразивного материала с определенным номером зернистости.
Таблица преобразования качества поверхности
В разных отраслях используются разные стандартизированные единицы шероховатости поверхности. Эта таблица поможет вам понять таблицы качества поверхности, используемые в различных отраслях промышленности в других странах. Выполняется преобразование между следующими единицами измерения:
Ra = Среднее значение шероховатости в микрометрах или микродюймах.
RMS = среднеквадратичное значение в микродюймах.
CLA = Среднее значение центральной линии в микродюймах.
Rt = Общая шероховатость в микронах
N = новые номера шкалы ISO (класса).
Длина отсечки = длина, необходимая для образца.
N |
Ra |
Rz |
CLA |
RMS |
Отрезанная длина |
|
Дюймов |
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 |
Понимание различных типов диаграмм шероховатости поверхности
Таблица обработки поверхности дробеструйной обработкой
Дробеструйная очистка осуществляется путем нацеливания стеклянных или стальных шариков под высоким давлением на поверхность подготавливаемого материала. Он обеспечивает среднюю шероховатость 42 Ra (микродюйм). Типичная таблица швов дает вам представление о контрасте значений шероховатости при использовании валиков разного размера и из разных материалов. Давление и расстояние между соплами также можно добавить в таблицу для оптимизации обработки поверхности.
Класс |
Шероховатость |
Внешний вид |
Приложения |
Оценка 1 |
Очень тонкая дробеструйная обработка |
Гладкая |
Косметические детали, медицинское оборудование |
Оценка 2 |
Тонкая взрывная обработка |
Низкая текстура |
Компоненты для авиакосмической промышленности |
Оценка 3 |
Средняя взрывная обработка |
Умеренная текстура |
Автозапчасти, Машины |
Оценка 4 |
Грубая пескоструйная очистка |
Грубая текстура |
Морские компоненты |
Таблица толщины покрытия
В этой таблице рекомендуются различные желаемые толщины или типы покрытия для определенного материала. Толщина покрытия выражается во многих единицах, таких как микрометры, миллиметры, милы (тысячи дюймов) или микродюймы. Итак, если вам приходится наносить покрытие в разных единицах, то эта таблица сэкономит ваше время [15]. Эти диаграммы важны в таких отраслях, как лакокрасочная промышленность, защита от коррозии, контроль качества и т. д. [14].
мкм |
mm |
дюйм |
мил (тысяча дюйма) |
Десятые доли (из дюйма)
|
Миллионные (одна Миллионы дюймов) |
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 |
Диаграмма качества отделки
Таблица качества отделки показывает диапазон отделки поверхности от неполированной до полированной (с высокой отражающей способностью) и значения шероховатости поверхности в микрометрах (мкм) или микродюймах (мкдюйм). Иногда они содержат изображения поверхности отделочных материалов. В следующей таблице указаны различные номера классов и отметки показателей шероховатости.
Таблица инструментов
Таблица инструментов дает вам информацию о нескольких инструментах, используемых в промышленности. Его основными разделами являются тип инструмента, размер инструмента, скорости подачи или материалы [16]. Это повышает эффективность процесса, а также снижает потери материала за счет использования подходящего для работы инструмента. Таким образом, это сэкономит вам деньги и время.
Таблица обозначений шероховатости поверхности
Символы обработки поверхности ISO
Таблица шероховатости Ra
ra — среднее значение шероховатости. Оно используется для измерения среднего стандартного отклонения от средней линии. Его можно выразить в мкм или микродюймах. Он также отображает качество поверхности и значение шероховатости ra. Зная среднюю шероховатость поверхности, вы можете выбрать материалы, требующие определенного трения, герметизации и эстетического вида.
Таблица шероховатости поверхности Rz
rz известен как глубинная шероховатость. Он рассчитывается путем нахождения среднего расстояния между самым высоким и самым низким пиком. Диаграмма шероховатости поверхности rz также отображает различные текстурированные поверхности вместе со значениями rz. В нем рассказывается об износостойкости материала и о том, как он может удерживать смазку.
Завершить степень
|
rз (гм) |
Метод финишной обработки |
N12 |
200 |
Черновая отливка или самая грубая механическая обработка. |
N11 |
100 |
Черновая токарная обработка, растачивание, строгание, сверление. Следы механической обработки очевидны |
N10 |
50 |
То же, что и отделка 2 степени. |
N9 |
25 |
Обычная токарная обработка, растачивание, строгание, сверление, шлифование. Маркировки видны |
N8 |
12.5 |
Те же процессы, что и при 4 градусах, но следы обработки несколько видны. |
Таблица среднеквадратичного качества поверхности
В среднеквадратичном значении чистоты поверхности шероховатость поверхности выражается в среднеквадратичном значении. Он имеет аналогичные единицы измерения: мкм или микродюйм. Эта диаграмма также дает представление об усталостной долговечности материала.
Завершить степень
|
rms |
Метод финишной обработки |
N12 |
55 |
Черновая отливка или самая грубая механическая обработка. |
N11 |
27.5 |
Черновая токарная обработка, растачивание, строгание, сверление. Следы механической обработки очевидны |
N10 |
13.75 |
То же, что и отделка 2 степени. |
N9 |
9.13 |
Обычная токарная обработка, растачивание, строгание, сверление, шлифование. Маркировки видны |
N8 |
3.52 |
Те же процессы, что и при 4 градусах, но следы обработки несколько видны. |
Преобразование диаграммы шероховатости поверхности
Эта диаграмма преобразует шероховатость поверхности во многие единицы. Это поможет вам выбрать стандартную единицу измерения, используемую в отрасли. Следующие формулы используются для преобразования этих единиц.
- Микрометры (мкм) в Микродюймы (мкдюйм): Микродюймы (мкдюйм) = Микрометры (мкм) x 39.3701
- Микрометры (мкм) в Миллиметры (мм): Миллиметры (мм) = Микрометры (мкм) / 1000
- Микродюймы (мкдюйм) в Микрометры (мкм): Микрометры (мкм) = Микродюймы (мкдюйм) / 39.3701
- Микродюймы (мкдюйм) в Миллиметры (мм): Миллиметры (мм) = Микродюймы (мкдюйм) / 39,370 XNUMX
- Миллиметры (мм) в Микрометры (мкм): Микрометры (мкм) = Миллиметры (мм) x 1000
- Миллиметры (мм) в Микродюймы (мкдюйм): Микродюймы (мкдюйм) = Миллиметры (мм) x 39,370 XNUMX
Диаграмма в качестве примера приведена ниже под таблицей преобразования шероховатости поверхности [1].
Факторы, влияющие на чистоту поверхности
Некоторые из наиболее важных факторов, которые вам следует иметь в виду:
Материал режущего инструмента
Тип режущего материала, который вы используете, также влияет на шероховатость поверхности, например, инструменты из быстрорежущей стали создают большую шероховатость поверхности, тогда как твердосплавные и керамические инструменты дают гладкую поверхность.
Твердость материала
Если твердость материала близка к твердости режущего инструмента, шероховатость поверхности будет выше. Чем больше разница в твердости между двумя материалами, тем более гладкой будет поверхность инструмента.
Параметры обработки
Параметры обработки, такие как скорость резания, глубина резания, подача и скорость удаления материала. Эти параметры можно изменить для получения желаемой шероховатости поверхности.
Смазка и охлаждение
Смазка или другие процессы охлаждения уменьшают трение, а также защищают инструмент от повреждений и обеспечивают аккуратную обработку поверхности.
Постобработка
После механической обработки проводится дополнительная обработка, такая как химическая обработка, шлифовка и полировка, для дальнейшего повышения гладкости поверхности.
Таблицы преобразования шероховатости поверхности
В следующей таблице показано преобразование шероховатости в разные единицы.
Чистоту поверхности проверяют
Чистоту поверхности проверяют профилометрами и различными методами, указанными выше. Профилометры содержат иглу, которая перемещается по поверхности материала и рассчитывает глубину шероховатости.
Заключение
Отделка поверхности делается не только для придания изделию эстетического вида. Хорошая обработка поверхности может улучшить усталостную устойчивость материала. В этой статье обсуждаются многие типы диаграмм шероховатости поверхности, что дает вам представление о диапазоне шероховатости поверхности, полученной с помощью различных типов обработки и инструментов.
Таблицы чистоты поверхности сэкономят ваше время на поиске наилучшего процесса и инструмента для получения желаемой шероховатости поверхности. Также добавлены способы расчета шероховатости поверхности, которые помогут вам в построении диаграмм. Вы можете создавать собственные диаграммы в соответствии с вашими потребностями, используя стандартные единицы.
Для дальнейшего обучения и изучения вы можете посетить Международную организацию по стандартизации (ISO). Существуют стандарты, связанные с расчетом шероховатости поверхности и текстуры, такие как ISO 4287, ISO 25178 и ISO 1302. Вы можете проверить онлайн-курсы на udemy и Coursera, а также существует множество исследовательских работ и книг для изучения этой области.
Китайские эксперты по ЧПУ Tuofa также предоставят вам возможность финишной обработки поверхности. Он делится на два типа: один достигается путем удаления материала, а другой - путем добавления слоя покрытия. Используются следующие процессы:
- Дробеструйная обработка
- анодирование
- гальванопокрытие
- Порошковое покрытие
- Полировка
- Чистка
- Черная окись
- Алодин
- Изготовление деталей
Часто задаваемые вопросы
Сварка – это метод, используемый для достижения чистоты поверхности?
Нет, сварка не проводится с целью достижения чистоты поверхности. Сварка – это процесс соединения двух металлов. Отделка поверхности является результатом различных процессов, таких как шлифовка, полировка или нанесение покрытия. Наварной шов может присутствовать на поверхности металла или сплава, но это не означает, что он используется для этой цели.
Что такое отделка поверхности 125?
Обработка поверхности 125 означает, что поверхность была обработана для достижения среднего значения шероховатости 125 микродюймов (мкдюйм) или около 3.2 микрометра (мкм). Эта отделка ассоциируется с гладкими поверхностями, подходящими для конкретных инженерных применений.
Высококачественная обработка поверхности производится в?