Chropowatość powierzchni: najtańsza linia do napisania i najdroższa do utrzymania
Ra 0.8 µm zajmuje cztery znaki na rysunku i może podnieść cenę części ze stopu niklu o połowę. To najczęstszy zbędny koszt na rysunkach, które widzimy, wyprzedza tolerancję i znacznie wyprzedza wybór materiału.
Ile kosztuje każde wykończenie
Orientacyjnie, przy zachowaniu pozostałych warunków, dla tytanu lub nadstopu niklu:
| Ra | Jak się to osiąga | Koszt względny |
|---|---|---|
| 6.3 µm | Po frezowaniu, tylko przejście zgrubne | 0.8× |
| 3.2 µm | Zwykłe przejście wykańczające | 1.0× punkt odniesienia |
| 1.6 µm | Staranne wykańczanie, ostre narzędzia | 1.1–1.3× |
| 0.8 µm | Drobne przejście wykańczające, kontrolowane zużycie narzędzia | 1.4–1.8× |
| 0.4 µm | Bardzo lekkie przejścia lub szlifowanie | 2–3× |
| 0.2 µm | Szlifowanie | 3–5× |
| 0.05 µm | Docieranie lub polerowanie | 5–10× |
Stopnie nie są liniowe, a skok z 0.8 na 0.4 to miejsce, w którym proces zwykle musi się zmienić, a nie tylko zwolnić.
W stopach umacniających się odkształceniowo jest druga kara. Osiągnięcie drobnego wykończenia oznacza lekkie przejścia, a lekkie przejścia w stopie niklu grożą wygładzaniem zamiast skrawania, co utwardza powierzchnię i pogarsza wykończenie, zob. umocnienie odkształceniowe w nadstopach. Zatem drobne wykończenie w Inconelu to nie tylko wolniejsza praca, lecz technicznie trudniejsze do konsekwentnego osiągnięcia, a ta niepewność jest wyceniana.
Co osiąga każdy proces
| Proces | Praktyczny zakres Ra |
|---|---|
| Frezowanie, zgrubne | 3.2–12.5 µm |
| Frezowanie, wykańczające | 0.8–3.2 µm |
| Toczenie, wykańczające | 0.4–1.6 µm |
| Toczenie twarde, CBN | 0.2–0.8 µm |
| Rozwiercanie | 0.8–1.6 µm |
| Szlifowanie wałków | 0.1–0.8 µm |
| Szlifowanie płaszczyzn | 0.2–1.6 µm |
| Honowanie | 0.05–0.4 µm |
| Docieranie / polerowanie | 0.012–0.1 µm |
| Drutowa EDM | 0.8–3.2 µm |
Toczenie osiąga drobniejsze wykończenia niż frezowanie przy tym samym wysiłku, bo narzędzie jest w ciągłym kontakcie, a nie zostawia ślady w postaci łusek. Jeśli element można toczyć zamiast frezować, jego wykończenie jest tańsze.
Błąd: zapis ogólny
Tabliczka rysunkowa z zapisem „wszystkie powierzchnie Ra 0.8 µm, o ile nie podano inaczej” nakłada drobne wykończenie na każdą ściankę części, także na tył, boki, powierzchnie mocowania i elementy, których nikt nigdy nie dotknie.
Na pryzmatycznej obudowie tytanowej z dwudziestoma ściankami to może oznaczać tuzin zbędnych przejść wykańczających. Część działa identycznie przy Ra 3.2 µm na osiemnastu z nich.
Proszę napisać odwrotnie: gruby zapis ogólny i drobne wykończenia oznaczone na ściankach, które ich potrzebują. Domyślne powinno być to, co tanie, a wyjątkiem to, co drogie.
Gdzie drobne wykończenie naprawdę się opłaca
Powierzchnie uszczelniające. Rowki na o-ringi i płaszczyzny uszczelek mają realne wymagania co do wykończenia i zwykle podaje je norma publikowana przez producenta uszczelnienia. Proszę użyć tej liczby, a nie zgadywać.
Powierzchnie ślizgowe i łożyskowe. Tam, gdzie wał pracuje w otworze lub powierzchnia ściera się o inną.
Powierzchnie krytyczne dla zmęczenia. Chropowatość koncentruje naprężenia. Na cyklicznie obciążonej części tytanowej to prawdziwe wymaganie inżynierskie, a nie kosmetyczne, i tu liczy się także integralność powierzchni, nie tylko chropowatość.
Powierzchnie krytyczne dla korozji. Szorstka powierzchnia na części z duplexu lub stopu niklu zatrzymuje osady i inicjuje wżery.
Wszystko, co jest powlekane. Większość powłok określa wykończenie podłoża.
Widoczne powierzchnie kosmetyczne, jeśli część jest widoczna, ale proszę napisać „kosmetyczne”, aby zakład wiedział, że można to osiągnąć wykańczaniem, a nie obróbką.
Co określić poza Ra
Ra to średnia, a dwie powierzchnie o tym samym Ra mogą zachowywać się bardzo różnie. Dla powierzchni krytycznych warto rozważyć:
Rz: średnia wysokość nierówności. Lepiej niż Ra wychwytuje pojedyncze głębokie rysy, które zwykle psują uszczelnienie.
Kierunek śladów obróbki. Układ obwodowy lub osiowy ma znaczenie dla uszczelnień i zmęczenia. Proszę go określić tam, gdzie ma znaczenie.
Integralność powierzchni. Na częściach z nadstopów toczonych na twardo lub intensywnie obrabianych stan warstwy podpowierzchniowej może liczyć się bardziej niż chropowatość. Jeśli biała warstwa lub resztkowe naprężenia rozciągające byłyby problemem, proszę to napisać i podać sposób weryfikacji. Toczenie twarde czy szlifowanie omawia ryzyko białej warstwy.
Praktyczny wzór rysunku
Chropowatość ogólna: Ra 3.2 µm. Otwór Ø40 H7 i płaszczyzna A: Ra 0.8 µm, ślady obwodowe. Rowek o-ringu wg rysunku dostawcy uszczelnienia, Ra 0.4 µm, Rz 3.2 µm maks. Pozostałe powierzchnie: po obróbce.
Cztery linie i część kosztuje tyle, ile powinna. Proszę porównać to z jednym globalnym Ra 0.8 µm, które kosztuje więcej, a komunikuje mniej.
Źródło: chropowatość powierzchni.
Proszę przesłać rysunek. Jeśli zapis chropowatości kosztuje Państwa pieniądze, nic nie dając w zamian, znajdzie się to w pierwszej odpowiedzi.