راهنمای انتخاب زبری سطح
اندازه‌گیری زبری سطح
زبری سطح، رایج‌ترین اصطلاحی است که در زمینه پرداخت سطح کاربرد دارد. زبری سطح، معیاری برای توصیف بی‌نظمی‌ها و پستی بلندی‌های کوچک روی سطح است. این پستی بلندی‌ها در نتیجه فرایندهای تولید نظیر ماشینکاری ایجاد می‌شود. زبری سطح را می‌توان به عنوان قله‌ها و دره‌های کوچکی که توپوگرافی سطح را تشکیل می‌دهند، در نظر گرفت.
برای تعیین زبری سطح، باید بتوان بی‌نظمی‌ها و پستی بلندی‌های روی سطح را به صورت پارامترهای کمی و قابل اندازه‌گیری تعریف نمود. برای این منظور، از پارامترهایی نظیر Ra (زبری متوسط)، Rz (میانگین حداکثر ارتفاع)، و Rmax (حداکثر فاصله قله تا دره) بهره گرفته می‌شود.
زبری سطح میانگین Ra
زبری سطح میانگین (Ra) متداول‌ترین روش محاسبه پرداخت سطح است و به طور معمول بر اساس واحد میکرومتر (µm) یا میکرواینچ (µin) بیان می‌شود.
زبری سطح میانگین یا Ra، یک پارامتر اساسی در ارزیابی زبری سطح است. این پارامتر نشان دهنده میانگین مقادیر مطلق ارتفاع پروفیل زبری سطح است که از یک خط میانگین اندازه‌گیری می‌شود.
به عبارت ساده‌تر، Ra همان میانگین ارتفاع تپه‌ها و دره‌ها در بافت یک سطح است. زبری سطح متوسط (Ra) یک ایده کلی از صافی سطح به دست می‌دهد و می‌تواند در کاربردهایی که نحوه تماس سطح، سایش و روانکاری اهمیت دارد، مورد استفاده قرار گیرد.
انتخاب زبری سطح مناسب بر اساس کاربرد
در سامانه وایزرکم، امکان انتخاب پنج مقدار مختلف برای زبری سطح فراهم شده است. این مقادیر زبری سطح معمولاً در صنعت متداول هستند و در ماشینکاری قطعات CNC کاربرد دارند:
- 6.3 میکرومتر (Ra) - خشن
- 3.2 میکرومتر (Ra) - استاندارد
- 1.6 میکرومتر (Ra) - خوب
- 0.8 میکرومتر (Ra) - بسیار خوب
- 0.4 میکرومتر (Ra) - عالی
برای کاربردهای صنعتی مختلف، زبری سطح متفاوتی مورد نیاز است. باید دقت شود که مقادیر زبری سطح پایین (کیفیت سطح بالا) فقط در صورت لزوم باید استفاده شوند.
زیرا هرچه مقدار زبری سطح Ra کمتر باشد، به عملیات ماشینکاری پیچیده‌تر با تعداد پاس‌های بیشتر و کنترل کیفیت بیشتری نیاز خواهد بود. زبری سطح پایین می‌تواند به طور قابل توجهی باعث افزایش هزینه و زمان خدمات ماشینکاری شود.
در شکل مقابل، مقادیر مختلف زبری سطح در فرایند فرزکاری و تراشکاری CNC با عکس‌برداری از بافت سطح قطعه مقایسه شده است.
هر چه زبری سطح کمتر باشد، سطحی صاف و بدون خطوط ماشینکاری ایجاد خواهد شد.
زبری سطح به طور قابل توجهی بر عملکرد و دوام قطعات در کاربردهای عملی تأثیر می‌گذارد. زبری سطح بر پارامترهایی نظیر اصطکاک، تولید صدا، سایش، گرما و چسبندگی قطعه در حین کار تاثیر دارد. اهمیت این عوامل بسته به کاربرد قطعه متفاوت است. بنابراین زبری سطح قطعه ممکن است در برخی کاربردها بی اهمیت باشد، اما در بسیاری از موارد دیگر امری حیاتی باشد. در سامانه وایزرکم این امکان فراهم شده است تا کاربر بر اساس نیاز خود، زبری سطح مورد نیاز برای قطعه خود را انتخاب کند و نتایج تغییرات زمان و هزینه خدمات ماشینکاری را در همان لحظه به صورت آنلاین مشاهده و مقایسه کند. در ادامه به بررسی مقادیر زبری سطح که در وایزرکم ارائه می‌شود پرداخته شده است و هر آنچه که برای انتخاب مقدار Ra مناسب برای پروژه خود باید بدانید بیان شده است.
زبری سطح 6.3 میکرومتر (Ra) - خشن
ویژگی: سطح زبر که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است.
کاربرد: مناسب برای قطعاتی که زیبایی ظاهری اهمیت ندارد مانند ماشین آلات سنگین و تجهیزات کشاورزی. اغلب در قطعاتی که نیاز به اصطکاک یا چسبندگی زیاد دارند یافت می‌شود.
در زبری سطح 6.3 میکرومتر (Ra)، رد خطوط ماشینکاری بر روی قطعه قابل ملاحظه و مشاهده است و معمولاً با لمس انگشت قابل حس است. برای ماشینکاری چنین قطعاتی از ابزارهای برشی بزرگ‌تر با نرخ پیشروی بالاتر استفاده می‌شود؛ که کاهش هزینه ماشینکاری را در پی دارد. اگر زبری سطح، چه در کاربرد و چه در زیبایی ظاهری برای قطعه شما اهمیتی ندارد، پیشنهاد می‌شود برای تولید اقتصادی‌تر و کاهش هزینه‌های ماشینکاری از چنین زبری سطحی استفاده شود.
زبری سطح 3.2 میکرومتر (Ra) - استاندارد
ویژگی: سطح با زبری سطح اندک
کاربرد: در اجزای مکانیکی با حساسیت کمتر مانند قطعات عمومی، قطعات غیر متحرک و قطعات سازه رایج است.
زبری سطح 3.2 میکرومتر (Ra) یک استاندارد تولید برای بسیاری از قطعات تجاری است. این مقدار از زبری سطح برای اکثر قطعات مکانیکی مصرفی مناسب است و به اندازه کافی صاف است، اما علائم و خطوط ماشینکاری بر روی آن قابل مشاهده است.
در سامانه وایزرکم، زبری سطح 3.2 میکرومتر (Ra) به عنوان زبری سطح استاندارد به طور پیش‌فرض اعمال می‌شود. اما کاربر می‌تواند بنا به کاربرد قطعه، مقادیر زبری سطح دیگری را انتخاب کند. با انتخاب زبری سطح جدید، زمان و هزینه خدمات ماشینکاری CNC به صورت آنلاین و در لحظه آپدیت شده و به کاربر نمایش داده می‌شود.
زبری سطح 3.2 میکرومتر (Ra)، حداکثر زبری سطح پیشنهادی برای قطعات در معرض تنش، نیرو و ارتعاش است. همچنین این مقدار زبری سطح می‌تواند برای سطوح متحرک جفت شونده، زمانی که بارگذاری سبک و حرکت کند است، استفاده شود.
زبری سطح 1.6 میکرومتر (Ra) - خوب
ویژگی: بافت قابل توجه اما هنوز نسبتا صاف
کاربرد: ساخت قطعات عمومی، قطعات پمپ و اجزای هیدرولیک
در زبری سطح 1.6 میکرومتر (Ra) فقط علائم برش کمی بر روی قطعه قابل مشاهده است. این مقدار از زبری سطح Ra برای قطعات تحت فشار توصیه می‌شود و برای سطوح متحرک با حرکت آهسته و بارگذاری سبک کافی است. با این وجود، برای قطعات با چرخش سریع و قطعات در معرض لرزش شدید مناسب نیست.
زبری سطح 0.8 میکرومتر (Ra) - خیلی خوب
ویژگی: زبری سطح استاندارد برای بسیاری از کاربردهای مهندسی دقیق
کاربرد: رایج در ساخت قطعات خودرو و هوافضا
زبری سطح 0.8 میکرومتر (Ra)، زبری سطح پایینی محسوب می‌شود که در آن پرداخت سطح قطعات مناسب است. دست‌یابی به این زبری سطح، نیاز به کنترل دقیق برای تولید دارد و هزینه ماشینکاری را افزایش می‌دهد. این زبری سطح، برای قطعاتی که در معرض تمرکز تنش هستند استفاده می‌شود.
زبری سطح 0.4 میکرومتر (Ra) - عالی
ویژگی: سطح صاف با بافت جزیی که با بررسی دقیق قابل مشاهده است.
کاربرد: در ماشین آلات دقیق و قطعات مکانیکی حساس
از نظر فنی، زبری سطح 0.4 میکرومتر (Ra) کمترین زبری و بالاترین کیفیت سطحی است که در فرایندهای ماشینکاری متداول نظیر فرزکاری و تراشکاری CNC می‌توان به دست آورد.
این مقدار از زبری سطح برای قطعاتی که تحت تنش یا فشار زیاد هستند مناسب است. همچنین برای قطعات با دوران سریع مانند یاتاقان‌ها، بلبرینگ‌ها و شفت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برای دست‌یابی به این زبری سطح، لازم است تا از ابزارهای کوچک‌تر و تعداد پاس‌های ماشینکاری بیشتری استفاده شود؛ که زمان و هزینه ماشینکاری را به شدت افزایش می‌دهد. بنابراین این مقدار زبری سطح تنها باید برای قطعات حساس که صافی سطح از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، مورد استفاده قرار گیرد.
مقایسه زبری سطح Ra در فرایندهای مختلف
جدول تبدیل زبری سطح
