Грапавост Ra по процеси в CNC обработката: диапазони за фрезоване, струговане, шлифоване и полиране, стъпки в цената и означения в чертежа

Отхвърлете означението, което струва най-скъпо

Най-скъпата грешка в чертеж за качество на повърхността е число, по-фино от необходимото за функцията. Всяка стъпка надолу по Ra, според източниците, внася нещо допълнително: допълнителни полуфинишни минавания, по-бавни подавания, специализиран инструмент, по-строг контрол на процеса или вторична операция като шлифоване или полиране^4,6,15,16.

Тези добавки увеличават машинното време, а машинното време е основата на цената на детайла^4,15. Затова най-евтината икономия, достъпна за вас, не е по-евтин цех — а това изобщо да не записвате по-финото число.

Насоките за проектиране в цитираните източници казват същото от другата страна: спецификациите за грапавост трябва по възможност да са в границите на основния производствен процес, защото много гладките повърхности обикновено изискват допълнителна обработка, която добавя разходи⁶.

Инструментът за оферти на един доставчик отбелязва това, което нарича прекалено строги стойности на Ra, още преди производството да започне — полезен навик, който да копирате ръчно: прочетете собствения си надпис и попитайте каква функция всъщност се проваля, ако повърхността е с един клас по-грапава¹⁹.

В кой процесен диапазон попада изискваният от вас Ra?

Диапазоните са описани като подредени и до голяма степен непреливащи се във финия край, така че самото число Ra избира процеса, а не обратното¹².

Струговането е поставено малко по-фино от фрезоването при еднакъв номинален капацитет, затова стругован отвор и фрезована повърхност в един и същ чертеж могат да носят различни изисквания за Ra без противоречие¹².

Приемайте ги като общи ориентири, а не като гарантирани граници — същият източник посочва, че действителната грапавост зависи от материала, геометрията, инструмента, състоянието на машината и параметрите на процеса¹². Цех, който предлага Ra 0.8 µm за фрезована повърхност, твърди резултат с оптимизирани параметри, а не резултат по подразбиране^12,16.

Може ли елементът да излезе от основната операция или му трябва вторична стъпка?

Това е решението за маршрута, което променя офертата. Според източниците достигане на приблизително Ra 0.4 µm или по-фино изисква вторична операция като шлифоване или притриване, а не основно фрезово или стругово минаване^{6,13 28} (стойност, съобщена от доставчик).

Ra 0.8 µm е на границата: един доставчик съобщава, че го постига директно от машината с остри твърдосплавни инструменти, шпиндел с високи обороти и оптимизирани подавания, без вторично шлифоване¹⁹, а друг съобщава същата стойност при алуминиеви лицеви панели с 0.5 mm сферични фрези при 12,000 RPM с обилно охлаждане¹⁸.

Оптимизираните параметри са механизмът зад тази граница. Малка дълбочина на рязане и бавно подаване дават по-гладко качество от стандартните параметри на същата машина⁶, така че разликата между Ra 1.6 µm и Ra 0.8 µm от основната операция е до голяма степен времеви цикъл, а не втора настройка¹² (стойност, съобщена от доставчик).

Под това детайлът напуска машината. Когато насочвате елемент към шлифоване или притриване, поискайте от доставчика да потвърди постигнатия Ra върху действителния елемент, а не процесния диапазон, защото източниците описват диапазоните качествено и не ги обвързват с конкретен материал, твърдост или радиус на върха^12,13.

Как да запишете изискването за Ra, така че цехът да не подмени с по-евтин процес

Качеството на повърхността в чертежите се задава чрез ISO 1302 или ASME Y14.36M, а вариантът на символа носи намерението за отнемане на материал^5,26.

Основна отметка позволява всякакъв метод; кръг в V означава, че отнемане на материал не е разрешено, което е начинът да защитите повърхност във вид след леене или коване; черта върху V означава, че отнемането на материал е задължително и недокосната леярска повърхност не е приемлива²⁶.

Ако оставите основния символ върху уплътнителна повърхност, не сте казали на цеха дали може да я шлифова. Системата с N-класове ви дава втора опора.

ISO 1302 определя класове от N1 до N12, всеки с двойно по-голяма стойност на Ra от предходния²⁷, а N7 съответства приблизително на Ra 1.6 µm, докато N8 съответства приблизително на Ra 3.2 µm^{4 12} (стойност, съобщена от доставчик). Поставянето на класа до стойността на Ra премахва двусмислието кой диапазон имате предвид.

Имайте предвид, че съответствието между N-клас и Ra тук идва от справочни страници, а не от самия текст на стандарта^4,27. Струва си да попълните още едно поле: дължината на отсечката.

Ако не е зададена отсечка, по подразбиране се приема 0.8 mm и това покрива Ra от 0.1 µm до 2 µm — повечето шлифовани, хонинговани и фино обработени повърхности²⁶. За притривана или полирана повърхност под този диапазон чертежът трябва да посочи по-къса отсечка, за да измерва инструментът за контрол правилното нещо²⁶.

Само Ra или Ra плюс Rz?

Ra е средноаритметичната стойност на височините на профила по дължината на измерването, затова е най-използваният параметър в чертежите¹⁶. Слабостта му е точно това осредняване: една дълбока драскотина може да се осредни и проверката по Ra пак да мине¹⁶.

Rz е средната стойност на петте най-високи върха и петте най-дълбоки падини в дължината на извадката и се съобщава приблизително 4–5 пъти по-голям от стойността на Ra, така че улавя тези изолирани особености¹⁶.

Ако повърхността е уплътнителна, отвор за лагер или нещо, при което една дълбока падина причинява теч или концентратор на напрежение, поставете и двата параметъра в чертежа и посочете кой управлява приемането¹⁶. Ако повърхността е козметична или конструктивна, само Ra обикновено е достатъчно, а добавянето на Rz само добавя разходи за контрол¹⁶.

Входящ контрол: превръщане на сертификата в измерено число

Проверката се извършва с уреди за грапавост или профилометри, а изследванията Gauge R&R по AIAG MSA се цитират като практиката, която прави измервателните данни точни и възпроизводими^17,18. Нито един от двата източника не дава количествена стойност на неопределеността на измерването, затова методът трябва да се фиксира договорно, а не да се приема за даденост.

• ✓Изисквайте стойността на Ra да е измерена с калибриран профилометър или уред за грапавост, а не изведена от процеса.
• ✓Поискайте използваните дължина на отсечката и дължина на оценяване и потвърдете, че съвпадат с означението в чертежа.
• ✓Попитайте дали изследване Gauge R&R покрива измерването на грапавостта, и поискайте резултата.
• ✓За гранична стойност като Ra 0.8 µm поискайте постигнатата стойност върху действителния елемент, а не процесния диапазон.
• ✓Потвърдете, че измерването е направено върху зададената повърхност след всяка вторична операция, а не върху заготовката преди финишната обработка.

Когато материалът е твърд, пълнен или иначе труден

Един и същ процес не дава еднакъв Ra при различните материали. Според източниците марката на материала, съдържанието на пълнител и твърдостта променят обработваемостта и поведението на повърхността, като ефектът е описан качествено, а не като стойности на Ra по твърдост^20,24.

За закалена и цементирана стомана описаният отговор е класът на инструмента: пластините CBN са проектирани за изисквания към повърхността и размерния толеранс при по-високи параметри на рязане^2,21. Състоянието на инструмента е другият лост и той е този, който можете да включите в план за контрол.

Според източниците износените инструменти увеличават грапавостта на повърхността с 200–300% и създават наварена стружка, която разваля качеството при алуминий¹⁸. Биене на инструмента над 0.002 in TIR, според източниците, оставя следи от вибрация¹⁸.

И двете са точки от контрола на процеса, а не от чертежа, затова им е мястото в плана за контрол на доставчика редом до изискването за Ra^6,18.

Ако детайлът ви е от пълнена или високотвърда марка, поискайте от доставчика постигнатия Ra за точно този материал, вместо да приемате общия диапазон, защото нито един източник в този набор не дава таблица Ra спрямо твърдост или Ra спрямо обработваемост^20,24.

Какво да попитате, преди да се ангажирате с процеса

Два въпроса, на които доказателствата не могат да отговорят, трябва да дойдат от офертата: срок на изпълнение и минимална поръчка за шлифоване и полиране, както и пример с измерен Ra и цена за сравним елемент. Нито един източник в този набор не предоставя тези данни^12,28.

• ✓Поискайте срок на изпълнение и минимална поръчка конкретно за стъпката шлифоване или полиране, а не за детайла като цяло.
• ✓Поискайте измерена стойност на Ra и реалната разлика в цената за сравним елемент от предишна поръчка.
• ✓Попитайте кой процес смята да използва цехът за всяко изискване за Ra и потвърдете, че съответства на избрания от вас диапазон.
• ✓Попитайте дали предложената цена предполага постигане на Ra от основната операция или изисква вторична стъпка.
• ✓Поискайте разликата в цената между зададения от вас Ra и един клас по-грапав, за да видите какво купува по-финото число.

Къде източниците се разминават за границата Ra 0.8 µm и Ra 0.4 µm

Двата спора са за това къде спира основната операция и къде започва вторичната стъпка. И двете страни остават видими тук, защото отговорът зависи от инструмента и параметрите на цеха, а не от универсално правило^6,13,16,19.

Запишете означението, после проверете маршрута в офертата.

Before you request a quote

• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.