راهنمای پایان سطح برای قطعات ماشینکاری CNC: مقادیر Ra توضیح داده شده است

اتاق بازرسي در مقایسه با کارگاه ماشين سازي بيرون، ساکت است.یک قطعه آلومینیوم آماده در زیر یک چراغ روشن بازرسی قرار دارد در حالی که یک مهندس به آرامی یک آزمایش کننده خشکی سطح را در سراسر منطقه ماشین آلات حرکت می دهد.این ابزار قله ها و دره های کوچکی را که با چشم انسان قابل مشاهده نیستند، ثبت می کنددر طبقه تولید، قطعه ممکن است به نظر کامل، اما صفحه اندازه گیری داستان واقعی را می گوید:مقدار Ra، 0.8 μmبرای تولید کنندگان دقیق، این عدد کوچک می تواند تعیین کند که آیا یک قطعه به آرامی کار می کند، به درستی مهر و موم می شود یا در طول مونتاژ نهایی شکست می خورد.این در مورد عملکرد است، قابلیت اطمینان و کنترل مهندسی.

پایان سطح به معنای کیفیت و بافت یک سطح فرآوری شده پس از تولید است.در ماشینکاری CNC، یکی از رایج ترین استانداردهای اندازه گیریRa، که به معنای متوسط خشکی است و نشان دهنده متوسط تغییر ارتفاع قله ها و دره های سطح میکروسکوپی است.Ra 3.2 μmدارای سطح خشن تر در مقایسه با یک بخش به پایان رسیده استRa 0.8 μmدر واقع، بسیاری از خریداران معتقدند که سطح صاف تر همیشه به معنای یک بخش بهتر است. با این حال، پایان مناسب سطح بستگی به کاربرد دارد.پوشش آلومینیومی ممکن است نیاز به ظاهر صاف تری داشته باشد، در حالی که یک جزء مکانیکی داخلی ممکن است فقط به دقت عملکردی نیاز داشته باشد.ارزش Raبه تولید کنندگان کمک می کند تا عملکرد و هزینه را متعادل کنند. بنابراین، چگونه کارخانه ها این تفاوت های سطحی کوچک را در طول تولید کنترل می کنند؟

اولین فاکتوری که روی سطح اثر می گذارد، خود فرآیند ماشینکاری است. پارامترهای برش، یعنی تنظیمات ماشین که کنترل می کنند که چگونه یک ابزار مواد را حذف می کند، به طور مستقیم بر کیفیت سطحی نهایی تاثیر می گذارد. این پارامترها شامل:سرعت برش، سرعت تغذیه و عمق برشبرای مثال، کاهشمیزان تغذیهمی تواند سطح صاف تری را بر روی یک قطعه آلومینیومی ایجاد کند زیرا ابزار برش در هر حرکت مقادیر کمتری از مواد را از بین می برد.وضعیت ابزار، یعنی وضعیت کاری و تیز بودن ابزار برش، یکی دیگر از عوامل مهم است. یک ابزار فرسوده می تواند خراش ها، نشانه های لرزش و نتایج متناقض ایجاد کند.برخی از تولید کنندگان معتقدند که دستیابی به یک سطح پایینارزش Raبرخی دیگر استدلال می کنند که یک استراتژی ماشینکاری مناسب می تواند نتایج بسیار خوبی را مستقیماً از برش CNC به دست آورد.هر دو دیدگاه ممکن است درست باشد زیرا بهترین روش بستگی به مواد دارد، هندسه و الزامات تولید.

انتخاب مواد نیز نقش مهمی در تکمیل سطح CNC دارد.فلزات مختلف در طول ماشینکاری واکنش متفاوتی نشان می دهند.آلومینیوم، یعنی فلز سبک وزن که معمولاً برای قطعات هوافضا و الکترونیک استفاده می شود، معمولاً می تواند به یک پایان صاف برسد زیرا برش آن نسبتاً آسان است.فولاد ضد زنگ، یعنی یک آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی که به طور گسترده در کاربردهای صنعتی استفاده می شود، نیاز به انتخاب دقیق تر ابزار دارد زیرا مقاومت برش بیشتری ایجاد می کند.ماشینکاری فولاد ضد زنگ با شرایط قطع نادرست ممکن است علائم ابزار ناخواسته و آسیب گرما را ایجاد کند.کنترل تراشه، یعنی فرآیند مدیریت مواد حذف شده در طول برش، همچنین بر کیفیت سطح تأثیر می گذارد. اگر تراشه ها بین ابزار و قطعه کار باقی بمانند، می توانند سطح نهایی را خراش دهند.یک اشتباه کوچک در تولید می تواند یک مشکل بزرگ در کیفیت ایجاد کند.

ما یک بار یک پروژه نمونه آزمایشی را تجربه کردیم که در آن مشتری یک محفظه آلومینیومی بصری کامل را درخواست کرد.تیم ماشینکاری ما روی دقت ابعاد تمرکز کرد و تمام تحمل های مورد نیاز را به دست آورد،اما ظاهر سطح انتظارات را برآورده نکرد زیرا الزامات تکمیل در ابتدا به وضوح تعریف نشده بودقطعات کارآمد بودند، اما نیاز به پولیش و کار مجدد بیشتر داشت.الزامات فنی باید شامل هر دو استاندارد اندازه گیری و انتظارات بصری باشد.یک نقشه که فقط ابعاد را مشخص می کند اما الزامات سطح را نادیده می گیرد می تواند بین مهندسان و سازندگان سوء تفاهم ایجاد کند. این موضوع به موضوع مهم بعدی منجر می شود:بازرسی و کنترل کیفیت.

کارخانه ها از روش های مختلف بازرسی برای تایید سطح CNC استفاده می کنند. تست کننده خشکی سطح، به معنی یک ابزار دقیق که تغییرات سطح میکروسکوپی را اندازه گیری می کند، معمولا برای بررسی استفاده می شود.مقادیر Raبه عنوان مثال، یک مهندس ممکن است چندین مکان را در یک قطعه فولاد ماشینکاری آزمایش کند تا تأیید کند که کل سطح مشخصات مورد نیاز را برآورده می کند.دستگاه اندازه گیری مختصات (CMM)، یعنی یک سیستم اندازه گیری خودکار که هندسه قطعات را با دقت بالا بررسی می کند، اغلب همراه با بازرسی سطح برای اجزای پیچیده استفاده می شود.کارخانه های هوشمند مدرن به طور فزاینده ای داده های بازرسی را با سیستم های تولید متصل می کنند، به مهندسان اجازه می دهد مشکلات را زودتر شناسایی کنند و سازگاری ماشین آلات را بهبود بخشند.

برای تیم های خرید، درک مقادیر Ra کمک می کند تا از هزینه های غیر ضروری و مشکلات کیفیت جلوگیری شود.درخواست کمترین خشکی سطح ممکن همیشه بهترین تصمیم نیست. نیاز به پایان سطح سخت تر اغلب باعث افزایش زمان ماشینکاری، هزینه ابزار و الزامات بازرسی می شود.برای مثال، با درخواستRa 0.4 μmبه جایRa 3.2 μmممکن است به طور قابل توجهی هزینه تولید را بدون بهبود عملکرد واقعی یک براکت ساده افزایش دهد. بهترین تامین کنندگان به مشتریان کمک می کنند تا انتخابی مناسب را بر اساس کاربرد انتخاب کنند،فقط به سخت ترين مشخصات پيروي نكن.