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Acabados superficiales definen el aspecto final de las piezas tras el mecanizado. Además del aspecto, también influye en la solidez de la pieza, su resistencia al desgaste y su funcionalidad.
¿Qué son el acabado superficial y la rugosidad en detalle? ¿Cuáles son los factores que afectan al acabado superficial? ¿Cómo se puede medir la rugosidad superficial? Siga leyendo mientras le ofrecemos respuestas y otra información importante sobre acabados superficiales y rugosidad.
¿Qué es el acabado superficial y la rugosidad en el mecanizado?
El acabado superficial consiste en alterar la superficie de una pieza para mejorar su aspecto, estética y funcionalidad. El proceso implica eliminar o añadir materiales a la superficie de la pieza mecanizada. Varios factores influyen en el tipo de acabado superficial ideal para una pieza, como la herramienta utilizada en el mecanizado, los parámetros de mecanizado y el material mecanizado.
Otro factor que determina el tipo de acabado superficial y la rugosidad de una pieza es el lugar en el que se va a utilizar. Por ejemplo, las piezas que forman un sello, se mueven unas contra otras o tienen que encajar estrechamente entre sí suelen recibir consideraciones especiales de acabado superficial. Además, la máquina es el factor determinante, y el mecanizado CNC de 5 ejes produce mejores acabados que sus homólogos.
3 elementos que componen el acabado superficial
A veces, el término acabado superficial es ambiguo, ya que engloba diferentes elementos. Entre los elementos que componen el acabado superficial se incluyen:
Lay
La disposición define el patrón dominante y su orientación en la superficie de una pieza. El Lay se crea normalmente durante el proceso de fabricación. Además, la disposición puede ser isótropa (no direccional), circular, cruzada, radial o paralela.
Ondulación
La ondulación define las variaciones periódicas del acabado superficial y la rugosidad presentes en una pieza. Este elemento suele ser el resultado de mecanizado de socavados defectos causados por la vibración o la deflexión y la deformación por el calor y el frío. Estos defectos superficiales periódicos son suficientemente pequeños, breves y regulares, lo que los diferencia de los defectos superficiales.
Se crea un perfil de ondulación basado en la medición sobre una longitud de evaluación. El perfil de ondulación no incluye irregularidades de la superficie resultantes de variaciones de forma, planitud o rugosidad. La distancia entre picos de las ondas se denomina distancia de ondulación (Wsm), mientras que los parámetros de ondulación media o total determinan la altura de las ondas.
Rugosidad
También conocida como rugosidad superficial, se refiere a las imperfecciones en la geometría de la superficie. Dado que el acabado superficial y la rugosidad son las características del acabado superficial que se describen, miden y calculan con más frecuencia, muchas personas utilizan el término "Acabado superficial" para referirse a la rugosidad.
Tipos comunes de acabados superficiales
Acabado superficial es uno de los aspectos más importantes de Mecanizado CNC ya que mejora el aspecto e influye en la funcionalidad. Hay varios tipos de acabados superficiales, pero los más comunes son:
1. Mecanizado
Las piezas mecanizadas acaban de salir de la línea de producción y contienen ligeras marcas de herramientas, una cantidad media de abrasión superficial y una textura particular o aspecto acabado. De acuerdo con el caso de uso, la rugosidad superficial media (Ra) de un componente es la diferencia entre su rugosidad superficial de mecanizado real y la ideal.
Dejar la superficie de una pieza mecanizada con CNC "Tal como está mecanizada" es bastante beneficioso, especialmente cuando se consiguen tolerancias dimensionales estrictas y uniformidad en varias unidades.
Sin embargo, en el lado negativo, las piezas o productos con este acabado superficial y rugosidad mecanizados mediante CNC suelen presentar marcas visibles de herramientas en su superficie. Suelen estar expuestas a las fuerzas ambientales debido a su clara falta de revestimiento protector.
2. Granallado
El chorreado con microesferas es un método de acabado y rugosidad de superficies que utiliza una pistola de aire a presión para chorrear componentes con minúsculas microesferas de vidrio. Este procedimiento mejora principalmente la estética al producir un acabado mate, satinado o de textura ligera. Es un tipo de acabado primario que modifica mecánicamente la superficie para cambiar o borrar las marcas de mecanizado mediante la eliminación del material sobrante, dejando una superficie lisa a su paso.
El acabado uniforme y texturado del granallado es una ventaja. Este acabado y rugosidad de la superficie mecanizada tiene poco impacto en las tolerancias, pero puede afectar a las dimensiones críticas de la superficie, por lo que es mejor no cubrir las características clave de la superficie.
3. Recubrimiento en polvo
El recubrimiento en polvo es el método de aplicar polvo mediante electricidad estática a la superficie de los componentes. La principal diferencia entre el recubrimiento en polvo y la pintura en spray es que se utiliza polvo seco en lugar de líquido. El polvo utilizado se adsorbe uniformemente en la superficie de los componentes mecanizados antes de ser cocido en las piezas en el horno.
Esto produce un revestimiento robusto, resistente al desgaste y a la corrosión, más duradero que las técnicas convencionales de revestimiento por pulverización. Los recubrimientos en polvo son duraderos y muy respetuosos con el medio ambiente. Proporcionan a la superficie un acabado y una rugosidad uniformes y sin goteos, mejorando su resistencia mecánica, a la corrosión y al envejecimiento.
4. Superficie de anodizado
Anodización es un acabado de superficies metálicas que consiste en engrosar la capa de óxido natural de una pieza mecanizada mediante CNC. Además de engrosar, este proceso también hace que el material sea más duradero, más denso y no conductor de la electricidad.
El primer paso del proceso consiste en sumergir el componente que actúa como ánodo en un baño electrolítico ácido. El siguiente paso consiste en colocar un cátodo en el tanque que contiene el baño electrolítico e introducir electricidad. Con la introducción de electrolitos, la combinación de los átomos de la aleación y los iones de oxígeno del electrolito cubre el acabado superficial y la rugosidad de las piezas. Esto mejora la resistencia al desgaste de las piezas.
5. Superficie de pulido
En el acabado superficial de piezas mecanizadas se utilizan tres tipos principales de pulido: pulido convencional, pulido al fuego y pulido al vapor.
El pulido convencional consiste en alisar una superficie utilizando un abrasivo. Mejora enormemente la durabilidad de las piezas, aunque existe el riesgo de que se astillen o agrieten al utilizar este acabado superficial.
El pulido a fuego consiste en utilizar una llama abierta a una temperatura y ángulo específicos para fundir la capa superficial de una pieza. El pulido a fuego facilita la reducción de crestas y protuberancias formadas durante el mecanizado.
El pulido al vapor es ideal para el acabado y la rugosidad de las superficies de plástico, ya que ayuda a aclarar los plásticos opacos y sin brillo. El resultado final tras el pulido al vapor suele ser una superficie brillante y lisa. Es mejor lijar las piezas mecanizadas con imperfecciones extremas antes de aplicar el acabado superficial de pulido al vapor.
Es importante tener en cuenta que el pulido suele requerir habilidad para no dañar el producto, por lo que es mejor dejarlo en manos de profesionales cualificados.
Factores que afectan al acabado superficial
El acabado superficial no suele ser sencillo, ya que hay factores que afectan al resultado de la pieza acabada superficialmente. Estos factores incluyen;
Material mecanizado
El acabado superficial y la rugosidad posibles de un material dependen principalmente del tipo de material mecanizado. Los materiales duros, como los metales, son lisos; por el contrario, el acabado superficial de los materiales más blandos, como los plásticos, es más rugoso.
Avance y herramienta de corte
Mientras el dispositivo de fijación del CNC mantiene la pieza en su sitio, la velocidad de avance influye en el acabado superficial del mecanizado CNC, ya que aumenta el número de pasadas que la herramienta realiza sobre el material. En otras palabras, cuando la velocidad de avance es alta, suele producirse un acabado superficial más rugoso, mientras que una velocidad de avance más baja da como resultado un acabado más suave.
Además, el mecanizado CNC de piezas con romos Corte CNC Las herramientas más afiladas a menudo producen un acabado superficial y una rugosidad inferiores en comparación con el corte con una herramienta más afilada.
Profundidad de corte
La profundidad de corte influye en el acabado superficial de la pieza. Una menor profundidad de corte da como resultado un acabado superficial uniforme o más suave, mientras que un corte grande podría dar como resultado un acabado más irregular.
Tabla de acabados superficiales Símbolos, unidades, leyendas y normas
Al leer o preparar dibujos técnicos, es posible que se encuentre con muchos gráficos, símbolos y leyendas de acabado superficial. Representan el aspecto de una superficie después del mecanizado.
Unidades de superficie
Sin un conocimiento profundo de estas unidades, puede resultar complicado medir el acabado y la rugosidad de las superficies. Estas unidades incluyen:
Rz
Rz calcula la diferencia media entre los cinco mayores picos y valles. Para esta medición se utilizan cinco duraciones de muestreo diferentes, con el fin de eliminar posibles imprecisiones.
Ra
Ra es un indicador del acabado y la rugosidad general de una superficie. Es un número sin unidades que expresa la altura media de picos y valles en una determinada longitud de imperfecciones superficiales.
RMS
La rugosidad media de una superficie se mide utilizando una superficie denominada superficie de magnitud media de rugosidad RMS. La magnitud de rugosidad RMS de la superficie se toma como un número absoluto para construir esta superficie.
Rmax
Las anomalías como rebabas y raspaduras que Ra por sí solo no puede ver son más perceptibles para Rmax.
Rugosidad del perfil (PE)
Medida en términos de la profundidad del valle más profundo o la altura o el pico más alto, la rugosidad del perfil mide el tamaño y la distribución de las imperfecciones presentes en la superficie de las piezas.
Tolerancias de perfil (PT)
Las desviaciones permitidas de un perfil nominal se conocen como tolerancias de perfil. Son cruciales para garantizar que las piezas encajen correctamente y funcionen según lo previsto.
Suavidad del perfil (PS)
La anchura de la región más plana del acabado superficial y la rugosidad o el grosor de su región más fina son las unidades convencionales de medida de la suavidad del perfil.
Símbolos de acabado superficial
Estos símbolos de acabado superficial representan el aspecto de una superficie tras su mecanizado. Cada uno de estos símbolos denota un significado particular y puede utilizarse para expresar diversas características de un acabado superficial. Entre ellos se incluyen:
- Símbolo gráfico básico de la textura superficial
- El símbolo gráfico ampliado que indica la retirada de material necesaria
- Un símbolo gráfico ampliado que indica la retirada de material no permitido
- Símbolo gráfico de textura superficial
Gráfico de rugosidad superficial
La tabla de acabado superficial de mecanizado proporciona instrucciones importantes para calibrar las características estándar de acabado superficial y rugosidad. Los fabricantes la consultan constantemente para garantizar la calidad del producto durante el proceso de fabricación.
Tabla de conversión de acabados superficiales
La tabla de conversión de acabado superficial y rugosidad compara las diferentes escalas de rugosidad utilizadas durante el proceso de fabricación.
Símbolos de superficie
- a: Requisito de textura de superficie única
- a & b: Dos o más requisitos de textura superficial
- c: Método de fabricación
- d: Disposición y orientación de la superficie
- e: Prestación por mecanizado
¿Cómo medir la rugosidad superficial?
La rugosidad superficial (Ra) define el grado de suavidad del perfil de una superficie. Existen varios sistemas de medición de la rugosidad superficial.
Métodos de medición directa
Este método utiliza un palpador para medir el acabado y la rugosidad de una superficie. El proceso consiste en pasar el palpador en ángulo perpendicular a la superficie del material y, a continuación, determinar los parámetros de rugosidad mediante un perfil registrado.
Métodos sin contacto
En este método, el operario utiliza luz o sonido para medir la rugosidad de la superficie. Este método suele implicar el uso de instrumentos de luz o sonido como la luz confocal y la luz blanca para enviar un pulso ultrasónico a la superficie de la pieza. El instrumento con sensores captaría los reflejos causados por la superficie irregular para la medición.
Métodos de comparación
El método de comparación utiliza muestras con parámetros de rugosidad conocidos. En este caso, el proceso es bastante sencillo, aunque requiere mucha habilidad. En este caso, el fabricante utiliza los sentidos visual y táctil para comparar la rugosidad superficial de una pieza recién mecanizada con la de una muestra con un parámetro de rugosidad superficial ya conocido.
Métodos de inductancia (técnica en proceso)
Este método requiere inductancia, ya que utiliza materiales magnéticos para medir el acabado superficial y la rugosidad de un material. El captador de inductancia utiliza energía electromagnética para determinar la distancia a la superficie. A continuación, utilizando el valor paramétrico calculado, es posible calcular parámetros de rugosidad comparativos.
Elija la rugosidad adecuada para su proyecto
He aquí algunos factores a tener en cuenta a la hora de elegir la rugosidad superficial adecuada para su proyecto.
Presupuesto del proyecto
El presupuesto de su proyecto es uno de los principales factores determinantes a la hora de elegir el acabado superficial y la rugosidad. Para proyectos de bajo presupuesto expuestos a pulido, pintura u otros acabados superficiales, 3,2 μm de acabado superficial Ra podría ser su mejor apuesta, aunque 1,6 μm mostraría menos cortes. Cuando el presupuesto es amplio, ir a por Mecanizado de prototipos CNC y acabados superficiales más suaves como 0,4 y 0,8 μm es perfecto.
Aplicación del producto
La aplicación del producto es otro factor a tener en cuenta a la hora de elegir el acabado superficial de mecanizado adecuado. Para productos de alta precisión y tolerancia dimensional, lo mejor es optar por acabados superficiales de alta calidad y más suaves. Por ejemplo, las piezas que servirían como superficies móviles requerirían un acabado superficial como el recubrimiento en polvo, ya que ayuda a reducir la fricción. Mientras que el anodizado es más adecuado para productos expuestos a fuerzas corrosivas durante largos periodos.
Acabado superficial adicional
El hecho de que el producto tenga o no un acabado y una rugosidad superficiales adicionales también determinaría el tipo de rugosidad superficial adecuado. Cuando no se puede obtener un acabado superficial adicional, suele ser mejor asegurarse de que la superficie sea lo más lisa posible, ya que mejora la estética y la funcionalidad del producto.
Xcmachining cumple sus requisitos de acabado superficial de piezas mecanizadas
Conocer la velocidad a la que se endurece la superficie de un material específico conduce a un mejor conocimiento del acabado superficial. En XinCheng, tenemos grandes conocimientos y experiencia en mecanizado, incluyendo mecanizado CNC, fundición a presión, fundición en vacío, moldeo por inyecciónfabricación de chapa, etc.
Además, en XinCheng puede estar seguro de obtener el acabado superficial y la rugosidad deseados, ya que proporcionamos informes exhaustivos de inspección dimensional. Además, realizamos diversos procedimientos de acabado, como granallado, galvanoplastia, anodizado, pulido, recubrimiento en polvo, cepillado, etc. Garantizamos acabados superficiales que satisfacen sus necesidades específicas.
Conclusión
Obtener el acabado y la rugosidad adecuados en el proceso de mecanizado es casi tan importante como mecanizar la pieza con precisión. La razón es que el acabado superficial adecuado no solo influye en la estética y la durabilidad de la pieza, sino que también determina su resistencia a la corrosión.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Cuál es la diferencia entre acabado superficial y acabado de superficie?
El acabado superficial describe los atributos, la textura superficial general y la calidad de una superficie. El acabado superficial, por el contrario, describe el proceso de alteración de la superficie para producir el acabado deseado.
¿Qué significa un acabado de 32 superficies?
La rugosidad superficial típica es de 32 micropulgadas o un acabado superficial de 32. Equivale a 1/32 de pulgada tener una rugosidad de 32 micras. El acabado superficial más suave y cercano a un acabado de 32 es un acabado de 6 superficies.
¿Qué diferencia Ra y Rz en la tabla de rugosidad superficial?
Ra representa la distancia media entre picos y valles. También cuantifica la desviación de la superficie con respecto a la línea media dentro de una longitud de muestreo. Por otro lado, Rz ayuda a determinar la separación vertical entre el pico más alto y el valle más profundo. Esto se consigue en cinco intervalos de muestreo, tras los cuales se promedian las distancias observadas.
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