Oppervlakteruwheid: de goedkoopste regel om te schrijven en de duurste om te halen
Ra 0,8 µm schrijf je met vier tekens op een tekening, en het kan de prijs van een onderdeel van nikkellegering met de helft verhogen. Het is de meest voorkomende onnodige kostenpost op de tekeningen die wij zien, vóór tolerantie en ruim vóór de materiaalkeuze.
Wat elke ruwheid kost
Ruwweg, als al het andere gelijk blijft, bij titanium of een nikkelsuperlegering:
| Ra | Hoe het wordt bereikt | Relatieve kosten |
|---|---|---|
| 6,3 µm | Zoals gefreesd, alleen voorbewerking | 0,8× |
| 3,2 µm | Normale nabewerking | 1,0× basis |
| 1,6 µm | Zorgvuldige nabewerking, scherp gereedschap | 1,1–1,3× |
| 0,8 µm | Fijne nabewerking, beheerste gereedschapsslijtage | 1,4–1,8× |
| 0,4 µm | Zeer lichte snedes, of slijpen | 2–3× |
| 0,2 µm | Slijpen | 3–5× |
| 0,05 µm | Lappen of polijsten | 5–10× |
De stappen zijn niet lineair, en de sprong van 0,8 naar 0,4 is meestal het punt waarop het proces moet veranderen in plaats van alleen langzamer te gaan.
Bij legeringen die verstevigen door vervorming komt er een tweede straf bij. Een fijne ruwheid halen betekent lichte snedes, en lichte snedes in een nikkellegering lopen het risico te walsen in plaats van te snijden. Dat verhardt het oppervlak en maakt de afwerking slechter; zie koudversteviging in superlegeringen (Engels). Een fijne afwerking op Inconel is dus niet alleen langzamer, maar ook technisch moeilijker om consistent te halen, en die onzekerheid wordt ingeprijsd.
Wat elke bewerking haalt
| Bewerking | Praktisch Ra-bereik |
|---|---|
| Frezen, voorbewerking | 3,2–12,5 µm |
| Frezen, nabewerking | 0,8–3,2 µm |
| Draaien, nabewerking | 0,4–1,6 µm |
| Harddraaien, CBN | 0,2–0,8 µm |
| Ruimen | 0,8–1,6 µm |
| Rondslijpen | 0,1–0,8 µm |
| Vlakslijpen | 0,2–1,6 µm |
| Honen | 0,05–0,4 µm |
| Lappen / polijsten | 0,012–0,1 µm |
| Draadvonken | 0,8–3,2 µm |
Draaien haalt met dezelfde inspanning een fijnere afwerking dan frezen, omdat het gereedschap continu contact heeft in plaats van ribbels te vegen. Kan een kenmerk worden gedraaid in plaats van gefreesd, dan is de afwerking goedkoper.
De fout: een algemene aanduiding
Een titelblok met “alle vlakken Ra 0,8 µm tenzij anders vermeld” legt een fijne afwerking op elk vlak van het onderdeel, inclusief de achterkant, de zijkanten, de opspanvlakken en de kenmerken die niemand ooit aanraakt.
Bij een prismatische titanium behuizing met twintig vlakken kan dat een dozijn onnodige nabewerkingen betekenen. Het onderdeel werkt precies hetzelfde met Ra 3,2 µm op achttien daarvan.
Schrijf het andersom: een grove algemene aanduiding, met fijne afwerkingen gemarkeerd op de vlakken die ze nodig hebben. De standaard moet zijn wat goedkoop is, en de uitzondering wat duur is.
Waar een fijne afwerking zijn kosten werkelijk waard is
Afdichtvlakken. O-ringgroeven en pakkingvlakken hebben echte ruwheidseisen, en die staan meestal in een norm die de fabrikant van de afdichting publiceert. Gebruik dat getal, geen schatting.
Glij- en lagervlakken. Waar een as in een boring loopt of een vlak tegen een ander slijt.
Vermoeiingskritische vlakken. Oppervlakteruwheid concentreert spanning. Bij een cyclisch belast titanium onderdeel is dit een echte technische eis, geen cosmetische, en het is ook waar de oppervlakte-integriteit, niet alleen de ruwheid, ertoe doet.
Corrosiekritische vlakken. Een ruw oppervlak op een onderdeel van duplex of nikkellegering houdt afzettingen vast en is een beginpunt voor putcorrosie.
Alles wat een coating krijgt. De meeste coatings schrijven een ruwheid van het basismateriaal voor.
Zichtbare cosmetische vlakken, als het onderdeel te zien is; maar schrijf dan “cosmetisch”, zodat het bedrijf weet dat het met een nabehandeling kan worden bereikt in plaats van door verspanen.
Wat u naast Ra kunt specificeren
Ra is een gemiddelde, en twee oppervlakken met dezelfde Ra kunnen zich heel verschillend gedragen. Overweeg voor kritische vlakken:
Rz: de gemiddelde hoogte van piek tot dal. Beter dan Ra in het opsporen van losse diepe krassen, en juist die laten een afdichting meestal falen.
Richting van de bewerkingssporen. Omtreks- of axiale sporen doen ertoe bij afdichtingen en bij vermoeiing. Specificeer het waar het ertoe doet.
Oppervlakte-integriteit. Bij hardgedraaide of zwaar verspaande onderdelen van superlegeringen kan de toestand onder het oppervlak belangrijker zijn dan de ruwheid. Zou een witte laag of resterende trekspanning een probleem zijn, zeg dat dan, en zeg hoe het wordt geverifieerd. Harddraaien of slijpen (Engels) behandelt het risico van de witte laag.
Een praktisch patroon voor de tekening
Algemene oppervlakteruwheid: Ra 3,2 µm. Boring Ø40 H7 en vlak A: Ra 0,8 µm, sporen in omtreksrichting. O-ringgroef volgens tekening van de afdichtingsleverancier, Ra 0,4 µm, Rz 3,2 µm max. Overige vlakken: zoals verspaand.
Vier regels, en het onderdeel kost wat het moet kosten. Vergelijk dat met één algemene Ra 0,8 µm, die meer kost en minder zegt.
Referentie: oppervlakteruwheid (Engels).
Stuur de tekening: u krijgt binnen 24 werkuren een offerte met prijs, en als een ruwheidsaanduiding u geld kost zonder iets op te leveren, staat dat in diezelfde offerte.