1. Concepto de rugosidad
Una vez procesadas las piezas, la herramienta, el borde recrecido y las rebabas de la escala causarán picos y valles grandes o pequeños en la superficie de la pieza de trabajo. La altura de estos picos y valles es muy pequeña y, por lo general, solo se puede ver con una lupa. Esta característica de forma geométrica microscópica se denomina rugosidad de la superficie.
2. Parámetros de evaluación de la rugosidad
Se representa mediante tres códigos Ra/Rz/Ry más números. Habrá requisitos de calidad de superficie correspondientes en los dibujos mecánicos. Generalmente, la superficie con una rugosidad superficial Ra<0.8um is called: mirror surface.
Desviación media aritmética del contorno Ra: la media aritmética del valor absoluto de la desviación del contorno dentro de la longitud de muestreo L
Altura de diez puntos de irregularidad microscópica Rz: suma del valor promedio de las 5 mayores alturas de pico de contorno y el valor promedio de las 5 mayores profundidades de valle de contorno dentro de la longitud de muestreo l
Altura máxima del contorno Ry: la distancia entre la línea superior del pico del contorno y la línea inferior del valle del contorno dentro de la longitud de muestreo L
3. Medición y marcado de rugosidad
La rugosidad de la superficie se puede evaluar cuantitativamente midiendo los valores de Ra, Rz y Ry con instrumentos electrónicos u ópticos. En la producción real, la rugosidad se suele identificar comparando la muestra con la superficie procesada basándose en la visión y el tacto humanos.
Método de marcado: utilice símbolos para marcar las características de la superficie procesada en el plano de la pieza. Es un símbolo básico. No tiene sentido utilizar este símbolo solo. Cuando se agrega el valor del parámetro, significa que la superficie se puede obtener mediante cualquier método.
4. Grados de rugosidad obtenidos mediante diversos procesos de procesamiento mecánico
Para conocer el valor numérico y las características superficiales de la rugosidad de la superficie, el método de obtención y los ejemplos de aplicación, consulte la siguiente tabla.
5. Influencia de la rugosidad superficial en el rendimiento de las piezas mecánicas
La rugosidad de la superficie tiene una gran influencia en la calidad de las piezas, centrándose principalmente en la resistencia al desgaste, las propiedades de adaptación, la resistencia a la fatiga, la precisión de la pieza de trabajo y la resistencia a la corrosión de las piezas.
5.1. Influencia en la fricción y el desgaste. La influencia de la rugosidad de la superficie en el desgaste de las piezas se refleja principalmente en los picos y las crestas. El contacto entre dos piezas es en realidad el contacto de algunos picos. La presión en el punto de contacto es muy alta, lo que puede provocar que el material fluya en una forma plástica. Cuanto más rugosa sea la superficie, más severo será el desgaste.
5.2 Influencia en las propiedades de ajuste. Solo existen dos formas de ajuste entre dos componentes: ajuste por interferencia y ajuste por holgura. En el caso del ajuste por interferencia, los picos de la superficie se aplastan durante el montaje, lo que reduce la interferencia y la resistencia de la conexión del componente; en el caso del ajuste por holgura, a medida que los picos se suavizan continuamente, la holgura aumenta. Por lo tanto, la rugosidad de la superficie afecta la estabilidad de las propiedades de ajuste.
5.3 Efecto sobre la resistencia a la fatiga. Cuanto más rugosa sea la superficie de la pieza, más profunda será la indentación, menor será el radio de curvatura de la depresión y más sensible será a la concentración de tensiones. Por lo tanto, cuanto mayor sea la rugosidad superficial de la pieza, más sensible será a la concentración de tensiones y menor será su resistencia a la fatiga.
5.4 Efecto sobre la resistencia a la corrosión. Cuanto mayor sea la rugosidad superficial de la pieza, más profunda será su depresión. De esta manera, el polvo, el aceite lubricante deteriorado y las sustancias corrosivas ácidas y alcalinas se acumulan fácilmente en estas depresiones y penetran en la capa interna del material, agravando la corrosión de las piezas. Por lo tanto, la reducción de la rugosidad superficial puede mejorar la resistencia a la corrosión de las piezas.
6. Métodos para mejorar el acabado superficial
Hay dos tipos principales: agregar procesos correspondientes y mejorar los procesos existentes.
Agregar procesos correspondientes: agregar pulido, rectificado, raspado, laminado y otros procesos no solo puede mejorar el acabado sino también mejorar la precisión; además, la tecnología de laminado ultrasónico, que está disponible tanto en el país como en el extranjero, combina la fluidez del metal y el plástico, que es diferente del endurecimiento por trabajo en frío del laminado tradicional, puede mejorar la rugosidad en 2-3 niveles y mejorar las características de rendimiento integrales del material.
Mejoras en el proceso original:
6.1 Selección razonable de la velocidad de corte. La velocidad de corte V es un factor importante que afecta la rugosidad de la superficie. Al procesar materiales plásticos, como acero de medio y bajo contenido de carbono, las velocidades de corte más bajas tienden a producir escamas, y las velocidades medias tienden a formar bordes acumulados, lo que aumentará la rugosidad. Evitar esta zona de velocidad reducirá el valor de la rugosidad de la superficie. Por lo tanto, la creación constante de condiciones para aumentar la velocidad de corte siempre ha sido una dirección importante para mejorar el nivel del proceso.
6.2 Selección razonable de la velocidad de avance. El tamaño de la velocidad de avance afecta directamente la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo. En términos generales, cuanto menor sea la velocidad de avance, menor será la rugosidad de la superficie y más lisa será la superficie de la pieza de trabajo.
6.3 Selección razonable de los parámetros geométricos de la herramienta. Ángulo de ataque y ángulo posterior. Aumentar el ángulo de ataque puede reducir la deformación por extrusión y la fricción del material cuando se corta, y también reducir la resistencia total al corte, lo que favorece la eliminación de viruta. Cuando el ángulo de ataque es constante, cuanto mayor sea el ángulo posterior, menor será el radio romo del filo de corte y más afilada la hoja; además, también puede reducir la fricción y la extrusión entre la cara posterior de la herramienta y la superficie mecanizada y la superficie de transición, lo que favorece la reducción del valor de rugosidad de la superficie. Aumentar el radio del arco de la punta de la herramienta r puede reducir su valor de rugosidad de la superficie; reducir el ángulo de ataque secundario Kr de la herramienta también puede reducir su valor de rugosidad de la superficie.
6.4 Seleccione los materiales adecuados para las herramientas. Se deben seleccionar herramientas con buena conductividad térmica para transferir el calor de corte a tiempo y reducir la deformación plástica en el área de corte. Además, la herramienta debe tener buenas propiedades químicas para evitar que la herramienta tenga afinidad con el material que se está procesando. Cuando la afinidad es demasiado grande, es muy fácil producir filos acumulados y cascarilla, lo que da como resultado una rugosidad superficial excesiva. Si la superficie está recubierta de carburo o material cerámico, se formará una película protectora de óxido en la hoja durante el corte, lo que puede reducir el coeficiente de fricción entre la hoja y la superficie mecanizada, por lo que es beneficioso para mejorar el acabado de la superficie.
6.5 Mejorar el rendimiento del material de la pieza de trabajo. La tenacidad del material determina su plasticidad. Cuanto mejor sea la tenacidad, mayor será la posibilidad de deformación plástica. Durante el mecanizado, mayor será la rugosidad superficial de la pieza.
6.6 Elija el fluido de corte adecuado. La selección correcta del fluido de corte puede reducir significativamente la rugosidad de la superficie. El fluido de corte tiene funciones de refrigeración, lubricación, eliminación de virutas y limpieza. Puede reducir la fricción entre la pieza de trabajo, la herramienta y las virutas, eliminar una gran cantidad de calor de corte, reducir la temperatura del área de corte y eliminar las virutas finas a tiempo.
