當(dāng)兩個(gè)物體的表面接觸時(shí),表面光潔度的質(zhì)量對(duì)它們的工作效果和使用壽命有重大影響。以下是影響表面光潔度的一些因素:
1.溫度
體積受溫度影響。當(dāng)溫度升高時(shí),金屬會(huì)膨脹,而聚合物會(huì)變形。因此,部件的表面光潔度會(huì)受到被切割材料的溫度的影響。溫度高于每種材料在切割過(guò)程中的最佳溫度,往往會(huì)導(dǎo)致表面不平整,增加表面粗糙度,特別是在利用機(jī)械方法加工時(shí)。
2.切割技術(shù)
金屬刀片傳統(tǒng)上被用于切割儀器和機(jī)械。另一方面,激光和高壓水已成為傳統(tǒng)機(jī)械切割工藝的替代品??偟膩?lái)說(shuō),新技術(shù)產(chǎn)生了更顯著的成果,包括光滑的表面處理。與傳統(tǒng)切割技術(shù)相比,激光切割有許多優(yōu)勢(shì),如更高的切割精度和減少粗糙表面。水流切割機(jī)也有好處,如在小零件中進(jìn)行更高性能的表面處理。
3.材料去除率和進(jìn)給率
材料去除率(MRR)是每單位時(shí)間去除的材料量。它顯示從工件上去除一定量的材料需要多長(zhǎng)時(shí)間。進(jìn)給定義為刀具在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的每個(gè)刀具點(diǎn)沿工件移動(dòng)或進(jìn)入工件的距離。這兩個(gè)方面都會(huì)影響表面光潔度的質(zhì)量。
4.切削工具
一個(gè)部件的表面光潔度是由用于切割刀具的方式和質(zhì)量決定的。切削速度、進(jìn)給率都可以在切削機(jī)上修改。這些變量是根據(jù)被切割的材料類型和被制造的部件的尺寸來(lái)改變的,以避免表面過(guò)于粗糙。
5.切削深度和切削速度
垂直于加工表面,切削深度是每次走刀時(shí)刀具切削刃進(jìn)入工件材料的深度。切削速度是刀具的切削刃在給定時(shí)間內(nèi)移動(dòng)穿過(guò)工件表面的速度。如果切削速度過(guò)高,刀具可能會(huì)因過(guò)熱而變鈍。如果延長(zhǎng)切削速度,則加工時(shí)間會(huì)變長(zhǎng),從而導(dǎo)致生產(chǎn)率下降。
如何測(cè)量表面粗糙度?
表面粗糙度是量化表面不規(guī)則數(shù)量的一種方式。Ra參數(shù)表示在給定區(qū)域測(cè)量的所有表面高度的算術(shù)平均值。如上所述,它們分為三個(gè)特征:粗糙度、波紋度和平面度。這些因素會(huì)影響表面特征。
因此,有幾種測(cè)量表面粗糙度的方法。測(cè)量技術(shù)的主要類型有直接測(cè)量、比較測(cè)量、非接觸測(cè)量和過(guò)程測(cè)量。
1.直接測(cè)量法
此過(guò)程通過(guò)垂直于表面繪制筆尖并沿表面繪制來(lái)評(píng)估表面光潔度。另一種評(píng)估磁性材料表面粗糙度的方法是電感。在這種方法中,電感拾音器使用電磁輻射來(lái)測(cè)量到測(cè)試表面的距離。直接測(cè)量法可用于比較粗糙度水平的參數(shù)值。
2.比較測(cè)量法
由與待評(píng)估表面相同的設(shè)備、工藝和材料創(chuàng)建的表面粗糙度樣本用于比較技術(shù)。視覺(jué)和觸覺(jué)將樣品與已知的表面粗糙度進(jìn)行比較。由于過(guò)程的主觀性,此技術(shù)最適用于非關(guān)鍵應(yīng)用程序。
3.非接觸測(cè)量法
使用聲音或光,而不是在接觸方法中使用手寫(xiě)筆。光學(xué)儀器分為許多類別,包括共焦和白光干涉。電子顯微鏡技術(shù)也被使用,但所使用的設(shè)備受到其小視野的限制。
4.過(guò)程測(cè)量法
此方法允許在加工或其他過(guò)程中對(duì)表面進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè),這可以為操作員提供有價(jià)值的反饋。此外,過(guò)程測(cè)量方法可能會(huì)提供比其他方法更準(zhǔn)確的結(jié)果,因?yàn)樗鼈冊(cè)诟咏鼘?shí)際應(yīng)用的條件下測(cè)量表面。
其次,聲波也可用于確定表面光潔度。在超聲波散射中將超聲波脈沖發(fā)送到表面。超聲波在測(cè)試設(shè)備中被轉(zhuǎn)換和反射。因此,使用反射波計(jì)算表面粗糙度。
此外,光也可以通過(guò)將激光束照射到表面然后測(cè)量反射光的強(qiáng)度來(lái)測(cè)量表面粗糙度。表面越粗糙,光線越分散,反射光強(qiáng)度越低。