"ترتبط خشونة السطح ارتباطًا وثيقًا بمعالجات تشطيب السطح. تهدف كل تقنية تشطيب سطحي إلى تقليل قيمة الخشونة عند المستوى المطلوب.
يُعد قياس خشونة السطح خطوةً أساسيةً في مراقبة جودة أي مشروع تصنيع. في Boda، نُدرك أهمية فهم تعقيدات خشونة السطح لأي شخص يتعامل مع الأجزاء المُشَكَّلة.
تؤثر هذه المعلمة على مواصفات العميل وأداء القطعة والالتزام العام بمعايير الصناعة.
يؤثر مستوى الخشونة على وظائف الأجزاء والمنتجات ومتانتها ومظهرها. لذلك، سنناقش معلمات خشونة السطح المختلفة، وطرق القياس، وأرقام درجات الخشونة، ومتغيرات الخشونة، وغير ذلك الكثير.
استخدم الانتهاء من سطح المعالجة من جزء يتم قياسها باستخدام قيمة خشونة السطح (Ra)، وعادة ما تكون بالميكرومتر.
تعطي هذه القيمة فكرة عن المخالفات والعيوب السطحية.
يؤثر مستوى الخشونة على وظائف ومتانة ومظهر الأجزاء والمنتجات.
لذلك، سوف نناقش معلمات خشونة السطح المختلفة، وطرق القياس، وأرقام درجة الخشونة، ومتغيرات الخشونة، وأكثر من ذلك بكثير.
ما هي خشونة سطح القطعة المصنعة؟
خشونة السطح هي المعلمة التي تقيس نعومة السطح للأجزاء الآلية. إنها طريقة ممتازة لتحديد نسيج السطح ومظهره الذي يميز عدم انتظام السطح. إنه نهج عددي ولا يرتبط باللمس أو الإدراك البصري.
تحدث المخالفات السطحية لأسباب مختلفة مثل عيوب التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الشائعة (أداة الانحراف والاهتزاز). تؤثر هذه المخالفات على الجوانب المختلفة للأجزاء. إذا لم يكن مستوى الخشونة عند المستوى المطلوب، فقد يؤدي ذلك إلى مشاكل في التجميع والتآكل والتآكل والمظهر وأشياء أخرى كثيرة.
يجب أن تكون عيوب السطح في أدنى حد ممكن لتقليل جداول المشروع وتكاليفه. لتحقيق ذلك، تأكد من العمل مع مورد آلات يلتزم بأعلى معايير مراقبة الجودة.
مع اعتماد ISO 9001، Boda يتبع بشكل صارم تصنيع DIN-2768-ناعم وDIN-2768-متوسط لإنتاج قطع ذات تحمل عالٍ وجودة لا تشوبها شائبة. كما نُجري فحصًا بصريًا شاملًا ونُقدم تقارير الجودة.
أمثلة على تشطيبات الأسطح
يعتبر Ra Surface Finish طريقة شائعة لوصف جودة تشطيب السطح في الهندسة والتصنيع. بعض الأمثلة على قيم إنهاء سطح Ra ونوع السطح الذي تتوافق معه هي كما يلي:
بطاقة معالجة خشونة السطح
- Ra 0.1 ميكرومتر: سطح مصقول فائق النعومة
- Ra 0.2-0.5 ميكرومتر: لمسة نهائية تشبه المرآة
- Ra 1.0-2.0 ميكرومتر: الساتان
- Ra 3.2 ميكرومتر: تشطيب صناعي قياسي
- Ra 6.3 ميكرومتر: سطح خشن مصبوب
- رع 12.5 ميكرومتر: سطح شديد الخشونة ومنسف
موضوع ذو صلة: كيف تتجنب الخشونة في ماكينة التفريز CNC؟ دليل 2024
لنبدأ مشروع جديد اليوم
الحساب العددي لقوام السطح
هناك ثلاث معايير أساسية لتحديد جودة النسيج ، وخشونة السطح ، والتموج ، والوضعية.
لمحة عن نسيج السطح
- تموج: يشير التموج إلى الانحراف الأمثل بمسافة واسعة عن السطح الطبيعي. يستخدم طول التموج لقياس تموج أي نسيج سطحي.
- بسط: ويشير إلى النمط السائد لنسيج السطح، والذي يمكن أن يكون متعامدًا أو دائريًا أو متوازيًا أو شعاعيًا أو متعدد الاتجاهات أو غير ذلك، اعتمادًا على الأداة وعملية التشغيل الآلي. على سبيل المثال، تنتج الخراطة CNC أنسجة دائرية.
- خشونة: يحدد الانحراف المتكرر أو العشوائي عن السطح الاسمي (الأساسي) خشونة السطح. كتوضيح ، يمثل الانحراف الكبير السطح الخشن ، والحد الأدنى للانحراف يعني السطح الأملس.
من بين هذه المعلمات الثلاثة ، يتم استخدام معلمة خشونة السطح في التصنيع للتحكم في جودة تشطيب السطح.
معلمات خشونة السطح
متوسط خشونة السطح "رع" تُستخدم لحساب قيمة الخشونة لأي سطح مُشغل آليًا. يتم تعريفه على أنه "متوسط انحراف ملف تعريف الخشونة عن سطح القاعدة (الاسمي)." يتم حسابه رياضيًا بقسمة طول الملف الشخصي من خلال دمج قيمة الخشونة المطلقة.
RMS هي معلمة أخرى تستخدم في الحساب العددي لخشونة السطح ، محسوبة بواسطة جذر متوسط التربيع للقمم المجهرية والوديان في السطح. ومع ذلك ، يتم استخدام "Ra" بشكل أساسي للتعبير عن خشونة السطح ، وهناك طرق مختلفة لقياس قيمتها.
رموز الخشونة
تُستخدم رموز إنهاء السطح للإشارة إلى المستوى المطلوب من التشطيبات السطحية على جزء مُشغل آليًا. توفر الرموز طريقة قياسية لتوصيل مواصفات تشطيب السطح للموردين والفنيين.
رموز الخشونة
بعض الأشياء الشائعة رموز الانتهاء من السطح المستخدمة في الصناعة وتشمل:
-
- RA (متوسط ارتفاع الخشونة): يشير إلى متوسط ارتفاع خشونة السطح ، ويقاس عادةً بالميكرومتر (ميكرومتر).
- Rz (أقصى ارتفاع خشونة): يشير إلى أقصى ارتفاع خشونة للسطح ، ويقاس عادةً بالميكرومتر (µm).
- RMS (الجذر التربيعي للخشونة): يشير إلى متوسط الانحراف لملف الخشونة عن الخط المتوسط ، ويقاس عادةً بالميكرومتر (µm).
- CLA (خط الوسط متوسط الخشونة): يشير إلى متوسط ارتفاع الخشونة للخط المركزي للسطح ، ويقاس عادةً بالميكرومتر (ميكرومتر).
- AA (متوسط الخشونة الحسابي): يشير إلى متوسط ارتفاع خشونة السطح ، ويُقاس عادةً بالميكروينش (in).
بالإضافة إلى هذه الرموز، توفر معايير الصناعة المختلفة مواصفات أكثر تفصيلاً لتشطيب الأسطح، مثل ISO 1302 وJIS B 0601.
من المهم ملاحظة أن اختيار رمز إنهاء السطح يعتمد على المتطلبات المحددة للوظيفة ، بما في ذلك نوع المادة وعملية التصنيع المستخدمة والنتيجة المرجوة. من المهم أيضًا توصيل مواصفات تشطيب السطح المطلوبة بوضوح ودقة لتجنب سوء الفهم أو الأخطاء في عملية التصنيع.
رموز إنهاء السطح
تُستخدم رموز إنهاء السطح للإشارة إلى المستوى المطلوب من التشطيبات السطحية على جزء مُشغل آليًا. توفر الرموز طريقة قياسية لتوصيل مواصفات تشطيب السطح للموردين والفنيين.
كيفية قياس متوسط خشونة السطح "رع"؟
الدقة مهمة لمصنعي القطع وتجارها ومستخدميها على حد سواء. تضمن خشونة السطح (Ra) مطابقة القطع لمعايير الأداء والجمال.
يمكن قياس خشونة السطح (Ra) باستخدام تقنيات مختلفة ، بما في ذلك المقياس المباشر ، وعدم الاتصال ، ومقياس بروفيلومتر ، وغير ذلك الكثير.
دعونا نراجع كل واحد بمزيد من التفصيل.
القياس المباشر (طريقة مسبار القلم)
إنها طريقة اتصال لقياس خشونة السطح تستخدم جهاز مسبار القلم. يتحرك اللوح أو الحذاء المرتبط بالقلم ببطء على السطح بواسطة اليد أو آلية المحرك ، متتبعًا الخطوط العامة. يوفر مسند القياس ، ويتحرك المسبار على السطح باستخدام انزلاق.
العمل على قياس Stylus-probe
أمثلة على قياساتنا
يسجل المسبار الشكل الهندسي الدقيق ، ويتحرك لأعلى ولأسفل بالنسبة لحركة الانزلاق بسبب خشونة السطح. يتتبع القلم القمم والوديان المجهرية ويحول الحركة الرأسية إلى إشارة كهربائية متغيرة بمرور الوقت ، تمثل المظهر الجانبي للسطح. يحسب استخدام ملف التعريف الانحراف عن سطح الإسناد ويعطي قيمة الخشونة "Ra".
القياس بدون تلامس
تتضمن طريقة قياس خشونة عدم التلامس الضوء أو الصوت بدلاً من المسبار والقلم ، والتي يمكن أن توفر المظهر الجانبي دون لمس سطح القياس. توفر المعدات الآلية لنهج قياس عدم التلامس القيمة الدقيقة للخشونة.
عمل قياس عدم الاتصال (كلوديو كامبانا ، 2007)
يتم استهداف ضوء الليزر أو الصوت بالموجات فوق الصوتية على سطح أجزاء القياس على طول اتجاهي X وY. بمجرد وصوله إلى السطح، ينعكس على الجهاز في شكل موجة. ثم يرسل الجهاز بيانات الشكل الموجي إلى الكمبيوتر، مما يؤدي إلى إنشاء ملف تعريف للسطح، والذي يوفر الخشونة بعد معالجة هذا الملف من خلال الكمبيوتر.
نهج المقارنة
إنه ليس نهجًا موضوعيًا مقارنة بالطرق الأخرى التي ناقشناها من قبل ، والتي تستند إلى الإحساس البصري للمشغلين والمهندسين. تتضمن طرق المقارنة استخدام عينات موجودة مسبقًا من نفس المواد التي تمت معالجتها بنفس المعدات والشروط.
بشكل عام، يصنع المصنعون عينات بمستويات خشونة مختلفة (Ra= 3.2 ميكرومتر، 1.6 ميكرومتر، 0.8 ميكرومتر، 0.4 ميكرومتر، 0.2 ميكرومتر) لجميع أنواع المواد ويستخدمونها لتأكيد خشونة الأجزاء التي تم إنشاؤها حديثًا. تتم المقارنة بناءً على جوانب مختلفة، مثل شدة علامات المعالجة، والتوهجات، والمزيد.
لنبدأ مشروع جديد اليوم
كيفية قياس جودة التشطيب السطحي؟
دور مختلف أنواع التشطيبات المعدنية في حياة المنتج مهم. يمكننا تقييم جودة تشطيب السطح باستخدام أجهزة دقيقة لقياس التموج والخشونة. هذا القياس يستحق الجهد المبذول لأنه يساعد الشركات على تجنب أعطال المنتجات المكلفة وإعادة العمل.
وفي الوقت نفسه، لا يمكن أن يكون قياس خشونة السطح وحده مفيدًا إلا إذا قمت بتفسير قيمة "Ra" وفقًا للمتطلبات والاستخدام المقصود للأجزاء.
على سبيل المثال، يمكن لجزء ذو مستويات خشونة عالية أن يجتاز اختبار مراقبة الجودة إذا كان ذلك لأداة ميكانيكية بسيطة مثل المطرقة.
| Ra (ميكرومتر) | التفسير والتطبيقات |
| 25 وأكثر من ذلك | سطح منخفض الدرجة للغاية مع علامات واضحة ومخالفات وعيوب واضحة. إنها مناسبة لاستخدام المواد التي تذهب إلى مزيد من المعالجة. |
| 12 | تشطيب منخفض الدرجة ، نتيجة التغذية الخشنة والتقطيع الثقيل. إنها مناسبة للأدوات الميكانيكية البسيطة. |
| 6.3 | يتم تشكيل الأجزاء بمعدل تغذية عالي وسرعة قطع عالية. إنه كبير ، حيث لا يتعرضون لضغوط شديدة واحتكاك. |
| 3.2 | إنه تشطيب قياسي كآلة. قد لا يزال يحتوي على بعض علامات القطع ومناسب للمنتجات الاستهلاكية. إنه مسموح به للأجزاء لتطبيقات التزاوج والاهتزاز والضغط. |
| 1.6 | تشطيب ناعم مع علامات نادرة لأدوات التشغيل ، مسموح بها لتطبيقات التركيب والاهتزاز والضغط العالي. |
| 0.8 | تشطيب ممتاز مثالي للدوران والختم والتطبيقات المعرضة للاهتزاز والضغط الشديد. |
| 0.4 | أفضل درجة إنهاء مناسبة للأجزاء عالية الدوران والتطبيقات الحساسة. قد يكون من المفيد الحفاظ على مستوى الخشونة هذا فقط إذا كان التشطيب ضروريًا للوظيفة. |
إذا كنت لا تزال غير متأكد من قيمة Ra المناسبة لتطبيقك، اتصل بخبيرنا لمعرفة كيف تحقق عمليات التشغيل الدقيق مواصفات Ra المضبوطة.
أرقام درجات الخشونة وقيمة Ra
تُصنّف أرقام درجة الخشونة تشطيبات الأسطح. يتوافق كل رقم درجة مع قيمة خشونة مُحددة. احتاجت الشركات إلى هذه القيم لتحديد متطلبات التشطيب الخاصة بها للحصول على أفضل قيمة مقابل المال.
تشير أرقام درجات الخشونة إلى معايير ISO لخشونة السطح ، والتي ترتبط بقيمة Ra وتتراوح من N1 إلى N12. يمثل رقم الدرجة الأدنى الجودة العالية للتشطيب. على سبيل المثال ، يكون السطح المصنف N1 أكثر نعومة ودقة من N2 ، وهكذا.
أرقام الصف & رع (بوسان ، 2001)
عوامل خشونة السطح المختلفة
تؤثر عوامل عديدة على خشونة السطح المُشَكَّل. أبرزها تقنية التشغيل، ونوع المادة، ومعايير القطع.
للحفاظ على قيمة الخشونة ضمن الحد المسموح به، من الضروري فهم هذه العوامل بدقة والتحكم فيها، وهي متطلبات تتولى Boda تلبيتها. لنستعرض بعضًا منها باختصار.
| المتغيرات | الوصف |
| جودة أداة التصنيع | ترتبط جودة عمليات التشطيب السطحي في التصنيع بجودة الأداة. إذا كان هناك أي تآكل في الأداة، فهذا يزيد بشكل كبير من قيمة خشونة سطح المعالجة. |
| عمق القطع | كلما كان القطع أعمق ، تخترق الأداة قطعة العمل أعمق ويصبح السطح أكثر خشونة. |
| معدل التغذية | نظرًا لأنه مرتبط بمسافة انتقال الأداة لكل وحدة زمنية ، فإن معدل التغذية يؤثر على خشونة السطح. عادةً ما ترفع معدلات التغذية المرتفعة من قيمة الخشونة. |
| قابلية تشغيل الشغل | ينتج عن التشغيل الآلي المنخفض لقطعة العمل صعوبة في المعالجة ، مما يساهم في ارتفاع قيمة الخشونة. من السهل الحفاظ على تشطيب عالي الجودة للسطح باستخدام مواد عالية الجودة. |
| سرعة القطع | تصبح الأداة وسطح المعالجة أكثر سخونة بسبب سرعة القطع المنخفضة ، مما يزيد من خشونة السطح. |
وتلخيصا
خشونة السطح يرتبط بوظائف الأجزاء الميكانيكية والجاذبية الجمالية والمتانة. يعد التحكم في قيمة الخشونة ضمن المستوى المطلوب أمرًا ضروريًا في مراقبة الجودة. علاوة على ذلك، من الضروري مراعاة عوامل التشغيل والاستخدام المقصود وقياس الخشونة وخصائص المواد للحصول على التشطيب المناسب للسطح.
تقدم Boda خدمات متنوعة لتشطيب الأسطح لمجموعة من الأجزاء والمنتجات. لدينا تكنولوجيا متطورة لقياس الخشونة ومهندسين خبراء للحفاظ على مراقبة الجودة.
إذا كنت بحاجة إلى خدمة تشطيب أسطح احترافية، من فضلك تواصل معنا. سوف نقدم العرف خدمة تشطيب السطح لمشروعك حسب متطلباتك.
الاسئلة المتكررة
لماذا خشونة السطح مهمة في التصنيع الهندسي؟
الخشونة هي أحد العوامل القوية في أداء الأجزاء الميكانيكية. إنه يؤثر على الوظائف والمتانة ويعطي فكرة أفضل طريقة للتشطيب. ينظم المصنعون الخشونة بشكل صارم لإنتاج مكونات أو منتجات موثوقة وفعالة.
ماذا يقصد بخشونة السطح؟
تُشير خشونة السطح إلى الانحرافات الدقيقة (المجهرية) على السطح. ويُقاس عادةً بمتوسط فرق الارتفاع بين الوديان والقمم.
ما هو تشطيب السطح 3.2 RA؟
يشير تشطيب السطح 3.2 Ra إلى متوسط خشونة 3.2 ميكرومتر (Ra). هذا التشطيب شائع الاستخدام في الآلات.
ما هو RA وRZ في خشونة السطح؟
يشير Ra إلى متوسط خشونة السطح بينما Rz هو متوسط أول خمسة اختلافات بين الذروة والوادي على طول عينة محدد.
كيف يتم قياس خشونة السطح؟
هناك تقنيات مختلفة لقياس خشونة السطح بما في ذلك التداخل البصري ومقاييس التلامس.
كيف يمكنني قياس قيمة خشونة السطح "Ra"؟
هناك عدة طرق وأدوات لقياس الخشونة. يمكنك استخدام مجموعة متنوعة من الاستراتيجيات ، بما في ذلك طرق المقارنة وأساليب المنطقة وطرق التنميط.
ما هي العوامل التي تؤثر على خشونة سطح الآلة؟
تؤثر سرعة القطع وعمق القطع ومعدل التغذية وجودة الأداة وإمكانية التشغيل الآلي ودرجة الحرارة على خشونة السطح.
ما هي رموز إنهاء السطح؟
رموز التشطيب السطحي هي تمثيلات رسومية تستخدم في الرسومات الفنية للتواصل مع الملمس السطحي المطلوب وجودة الجزء الميكانيكي.
إنها توفر طريقة موحدة لتحديد مستوى خشونة السطح وخصائص السطح الأخرى، مما يضمن أن الجزء الميكانيكي يلبي مواصفات التصميم والوظيفة المطلوبة.
كيف يتم تحديد إنهاء سطح CNC؟
يتم تحديد تشطيب السطح CNC باستخدام رموز تشطيب السطح القياسية وقيم الخشونة (على سبيل المثال، Ra) على الرسومات الفنية.
توفر هذه الرموز والقيم لمحترفي ماكينات CNC المعلومات اللازمة لتحقيق جودة السطح المطلوبة باستخدام أدوات القطع والسرعات والتغذية المناسبة.
ما هي قيم تشطيب السطح القياسية؟
تعتبر قيم التشطيب السطحي القياسية إرشادات توفرها معايير الصناعة (على سبيل المثال، ANSI/ASME B46.1 أو ISO 4287) لمساعدة المهندسين والمصممين في تحديد التشطيب السطحي المناسب للجزء الميكانيكي.
قد تختلف هذه القيم حسب المادة وعملية التصنيع والتطبيق، ولكنها بشكل عام تعمل كمرجع لتحقيق جودة السطح المطلوبة.
هل يمكنك تقديم بعض أمثلة تشطيب الأسطح؟
نعم، يمكننا ذلك. من أمثلة تشطيبات الأسطح:
- مصقول: Ra 0.05-0.2 ميكرومتر ، مناسب للتطبيقات التي تتطلب احتكاكًا منخفضًا أو جماليات عالية
- مُشَكَّلة: Ra 0.8-3.2 ميكرومتر ، شائعة في معظم الأجزاء المشكَّلة باستخدام الحاسب الآلي
- As-cast: Ra 12.5-50 ميكرومتر ، نموذجي للأجزاء التي تنتجها عمليات الصب
- Sandblasted: Ra 20-100 ميكرومتر ، تستخدم للأجزاء التي تتطلب نسيجًا خشنًا للربط أو الطلاء
قائمة المراجع
- بوسان ، ب. (2001). تقنيات قياس وتحليل خشونة السطح. طالب علمي.
- كلوديو كامبانا ، دينار بحريني (2007). قياس خشونة السطح غير المتصل. ResearchGate.
- (بدون تاريخ). الدليل الكامل لرموز إنهاء السطح ، والمخططات ، و RA ، و RZ ، والقياسات ، ووسائل الشرح.