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CNC加工における一般的な表面処理プロセスの分析
CNC加工された部品の表面粗さとは,加工後の表面質感の平均不規則性を表します.通常は"Ra" (算数平均粗さ) を用いて定量化されます.材料の表面の微小精度を測定する表面の荒さは,部品の外観に直接影響するだけでなく,その物理的特性と応用性能にも大きく影響します.
適正な表面品質を達成するために,技術者は適切なツールを選択し,入力速度,切断速度,表面の荒さを効果的に制御するために切断深さ部品の機能性,信頼性,使用寿命の要件を満たすことを保証します.
一般的な表面粗さ等級とCNC加工におけるそれらの応用
CNC加工では,部品の表面粗さがランダムに形成されるのではなく,異なるアプリケーション要件に基づいて特に制御されます.異なる使用ケースは,組立精度を確保するために表面粗さに対する要求が異なります.下記は,いくつかの一般的な表面荒さグレードとその適用範囲です.
Ra 3.2 μmこれは最も一般的な商用レベルの加工表面で,ほとんどの消費者部品に適しています.目に見えるツールマークは,裸眼で存在し,通常,CNC加工のためのデフォルト粗さ標準として使用されますこのグレードは,適度な振動,負荷,ストレスの対象の部品に適しており,軽い負荷と遅い動きを経験するペアリング表面に使用されます.
Ra1.6 μmこれは,表面の滑らかさを要求しない一般部品のために機械産業で使用される標準である.軽いツールマークは依然として見えるが,表面はRa 3.2 μmよりも細い.一般的な機械部品や性能要求が低い構造部品に使用されます特に低速で軽量で動く部品には適していません.高速回転や高振動環境には適していません.
Ra 0.8 μmこれは,厳格な加工制御を必要とするより高い粗さ級です.コストは比較的高いものの,ストレスの多い領域のキーパーツに適しています.自動車部品や消費者用電子機器でよく見られるこのグレードは,軽い負荷と間歇的な動きを経験する軸承部品にも適しています.
Ra 0.4 μmこの表面グレードは鏡の仕上げに近いもので,特に高度な表面精度,美学性,滑らかさを要求する精密部品に使用されます.高速回転部品 (e) に適しています摩擦と磨きを効果的に軽減する.しかし,このグレードは通常,より洗練された加工とより厳格な品質管理を必要とします.生産コストと生産サイクルを大幅に増加させる.
CNC加工における一般的な表面処理プロセスの分析
特定のアプリケーションのニーズと材料の特性に基づいて,製品設計者は異なるCNC表面処理方法を選択します.下記は,金属材料と非金属材料の両方の一般的な表面処理方法です.:
1.機械的な表面処理プロセス
1.1 自然表面 (処理なし)CNC加工後の作業部品の自然表面状態を意味する.通常,ツールマークや軽微な欠陥が目に見える.平均粗さは約Ra3.2μmである.後の磨きや磨きが部品の寸法容量に影響を与える可能性があることに注意することが重要です..
1.2 砂吹き低滑らかな金属部品のための経済的で実用的な表面処理方法. 表面に小さなガラス玉を撃つ高圧銃を使用することを含む.欠陥を取り除き,均質なマットまたはスムーズな質感を作り出す.
1.3 ブラッシュした仕上げ細いブラシや磨き媒体を用い,表面に均質で片方向の質感を生成する細工方法.特にアルミ,銅,不oxidable steel のような金属に適しています.,金属の天然色を保ち 独特の質感を与えます
1.4 磨き砂磨砂式砂吹きとしても知られるこのプロセスは,表面汚染物,酸化物層,または質感加工および前塗装準備のために高速砂粒子を使用します.それは様々な金属と硬い材料に適しています.
1.5 磨き磨き車や複合物を用いて 部品に高光沢の仕上げを施し 鏡効果を生成します 医療機器,食品機械,美学を向上させるため耐腐食性がある
1.6 鳴き声模様のある道具が作業部件の回転表面に適用され,規則的な防滑質感を生成する方法.しばしば握り力を高めるために使用されるこの方法は,銅などの金属に適しています.鉄鋼アリミニアムとアルミニウムの両方の美学的な機能的なデザイン.
1.7 磨き表面から微小量の物質を除去するために,磨き車や他の磨材を使用し,より高レベルの滑らかさと精度を達成します.表面汚染をさらに除去したり,荒らさを改善する必要がある部品に適しています..
2.化学表面処理プロセス
2.1 消化ステンレス鋼やその他の金属の標準化化学処理で,特定の溶液に浸し,表面から自由鉄を除去し,均質な保護フィルムを形成する.腐食耐性を向上させる.
2.2 クロマート処理アルミニウム,亜鉛,カドミウム,マグネシウムなどの金属に適しています. 作業部品は,クロム酸または他の化学溶液に浸透して保護変換フィルムを形成し,粘着力を高め,電気隔熱耐腐食性がある
2.3 振動溶けた亜鉛に鋼やその他の基質を浸し,亜鉛と鉄の合金層と純粋な亜鉛層を形成する.この費用対効果の高いプロセスは,酸化と腐蝕を防止し,部品の大規模生産に適しています.
2.4 ブラックオキシドコーティング鉄金属を酸化塩溶液に浸し込み 化学的に黒い鉄酸化物保護層を形成します 建築部品や消費者電子機器に広く使用されています腐食耐性とマットな仕上げの両方を提供する.
2.5 蒸気磨き表面を溶かす化学蒸気によって高い光輝と透明性を達成するために,プラスチック部品 (PCやアクリルなど) に使用されます.この方法は一般的に自動車ライトに適用されます.医療機器高い美学的な魅力や光伝達性を要求する他の製品.
3.電気化学表面処理プロセス
3.1 アノード化主にアルミニウム部品に使用され,アノダイジングは,天然オキシド層を厚くするために電解プロセスを含んでおり,腐食耐性,耐磨性,表面硬さを向上させます.染めもサポートしています消費電子機器と工業機器に広く使用されています.
3.2 電圧塗装金属イオンが電流を用いて作業物の表面に堆積され,均質な金属コーティングを形成するプロセス.導電性,耐腐蝕性,装飾的な外見一般的な塗装材料には,銅,ニッケル,金,銀が含まれます.
3.3 電気のないニッケル塗装化学ニッケル塗装としても知られるこのプロセスは,鋼,アルミ,または他の基板に均質なニッケル・リン合金層を堆積させる化学的還元を伴う.耐腐蝕性も優れ 覆いも均一特に複雑なジオメトリを持つ部品には
3.4 電解磨き表面上の微小な突出物を除去するためにアノード溶解を伴う. 表面を滑らかで輝くようにし,清潔さと耐腐蝕性を向上させる.この 方法 は,高度 な 衛生 基準 を 要求 する 部品 に は 広く 用い られ て い ます医療機器や食品加工機器など
3.5 粉末塗装電気静止的に金属表面に熱固体または熱塑性粉末を噴射し,その後熱または紫外線の下で固化して強い保護膜を形成する.この方法は,優れた装飾を提供します耐腐食性があり,環境に優しい特性があり,様々な金属囲みや構造部品に適しています.
4.熱処理 表面処理
4.1 焼却金属を再結晶化温度まで熱し,その後ゆっくり冷却 (通常は砂や炉冷却で) し,硬さを減らし,強度と柔らかさを向上させる.そして,その後冷たい作業の性質を向上させる.
4.2 熱処理材料の微小構造を変化させるため,加熱,保持,冷却を含む一連の操作,それによって強度,硬さ,耐磨などの機械的特性を改善する.広く模具と構造部品製造に使用されています.
4.3 テンパリング適した温度まで 熱し直し 一定の期間 保持し 耐力と強度を 均衡させるために ゆっくり冷却します材料が壊れやすくならないようにする.
CNC 加工 部品 の 表面 処理 を 適正 に 選べる の は どう です か
選択された表面処理が設計要件と応用シナリオに適合することを確保するために,次の主要な要因を考慮する必要があります.
材料の特徴表面処理に反応する材料は異なります.例えば,アルミ部品は,アノイド化や粉末塗装に適しています.ステンレス鋼は,腐食耐性を高めるためにしばしば消化を使用します.ブラックオキシドやホットディップのガルバン化に適しています.
機能要求事項部品の機能に基づいてプロセスを選択します.例えば,腐食性環境にさらされた部品では,アノジスや電圧塗装,高耐磨条件では,炭化物化やテンパーリングを選択できます.銅導電性を向上させる部品の電圧塗装.
外見 に 関する 要求表面処理は製品の外観に影響を与えます. 磨きや電圧塗装は高光沢な仕上げを達成することができ,砂吹きや粉末塗装はマットまたはサテン質を創造することができます.製品の位置や顧客の要求に基づいて適切な効果を選択する.
コスト コントロール異なるプロセスには異なるコストがあります.例えば,粉末コーティングは大量生産で良いコストパフォーマンスを提供します.コスト,生産サイクル時間,最適なソリューションを選択するための性能要件.
リードタイム要求アノード化や電圧塗装などのプロセスは 通常,より長いサイクル時間がありますが, 磨きなどの機械処理は比較的速くなります.より速いプロセスが優先されるべきですしかし,十分な時間があり,高精度が必要であれば,より詳細なプロセスを選択することができます.
CNC加工表面粗さ測定方法
部品の表面が要求される品質と性能基準を満たしていることを確認するために,様々な測定技術を使用して粗さ,質感,異なる視点から一般的な方法は以下の通りです.
視覚検査最も直接的で効率的な初期スクリーニング方法で 裸眼または拡大鏡を使用して 傷や穴などの 明らかな欠陥を特定します
プロフィロメーター接触式測定装置で,表面に沿って探査機を使って移動し,部品のマイクロプロフィールを記録する.この方法は,粗度パラメータ,プロフィール特性,そして加工の一貫性高精度で,厳格な表面品質基準を必要とする部品に適しています.
表面粗さ測定器この装置は,表面上の微小な不規則性を測定するために特別に設計され,Ra,Rzなどの粗さパラメータを計算し,客観的で数値的な結果を提供します.これは,CNC加工部品の表面品質を評価するために最も一般的に使用される標準方法の1つです.
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