מדריך לגימור משטח

מדריך לגימור פני השטח
ג'ק שקר מומחה לעיבוד שבבי CNC

מתמחה ב כרסום CNC, מפנה CNC, הדפסת 3D, יציקת אורטאן, ו ייצור פח מתכת שירותים.


גימור פני השטח - הגדרה

בתהליכי ייצור, מהנדס תכנון מבטיח את איכות החלק המיוצר באמצעות שלושה פרמטרים חשובים.

  • ממדים
  • סובלנות
  • גימור פני השטח

פרמטרים אלו הם קריטיים לתפקוד החלק המיוצר. במאמר זה, אנו דנים בתכונות החשובות של תהליך גימור פני השטח.

גימור פני השטח, המכונה לעתים מרקם פני השטח או טופולוגיה של פני השטח על ידי מכונאים, הוא כימות ואפיון של מרקם המשטח. המרקם הזה הוא בעל חשיבות עליונה לתכונות הפיזיות המסוימות של המוצר הסופי. הבלאי והקרע של החלק המעובד, מאפייני החיכוך ודרישות הסיכה תלויים כולם במרקם של החלק, שבתורו מבוסס על תהליך גימור פני השטח. מרקם הגימור של פני השטח נכמת על ידי הפרמטרים הבאים: (תרשים גימור משטח מלא, טבלאות המרת סמלים וחספוס, nd)

  • הנחת המשטח
  • חספוס של פני השטח
  • גלי של פני השטח

מרקם הנחת

תהליכי עיבוד שונים מביאים לדפוסי פני שטח שונים שיכולים להיות אנכיים, אופקיים, עגולים או כל צורה אחרת. דפוסי פני שטח אלו ייחודיים לתהליך העיבוד המשמש לייצור החלק הזה, והתבנית הייחודית והדומיננטית הזו נקראת הנחת מרקם.

חספוס פני השטח

חספוס פני השטח, או פשוט חספוס, הוא המדד של אי הסדירות במשטח. זהו ההיבט הנמדד והמכומת ביותר של גימור פני השטח, וזו הסיבה שרוב הטכנאים מתייחסים לחספוס פני השטח כגימור פני השטח.

גליות פני השטח

בעוד שחספוס פני השטח מכמת את האי-סדירות במשטח ברמה עדינה יותר, גלי פני השטח מתמודדים עם אי-סדירות גסה. אי סדרים גסים אלו הם בקנה מידה גדול יותר מחספוס פני השטח, אך עדיין, הסולם קטן מספיק כדי להיחשב כפגם.

גימור פני השטח - יחידות

גימור פני השטח של חלק מעובד מתואר באמצעות כמה פרמטרים הנקראים יחידות גימור פני השטח. יחידות אלו מסייעות למהנדסי תכנון וכן לטכנאים להבין את גימור פני השטח הרצוי. יחידות אלה הן: (תרשים גימור משטח עיבוד, המרה, משווה, שיטה, תואר, Ra, Rz, RMS, nd)

חספוס ממוצע, Ra

היחידה הנפוצה ביותר לכימות חספוס היא החספוס הממוצע (Ra). חספוס ממוצע (Ra) הוא ממוצע אריתמטי בין שיא פרופיל החספוס לקו ממוצע. מכיוון שמדובר בממוצע אריתמטי, החספוס הממוצע מבטל את ההשפעה של חריגים כלשהם בצורה של קוצים מזדמנים.

עם זאת, פרופילי חספוס שונים יכולים להיות בעלי אותו חספוס ממוצע ולכן כדי לתאר לחלוטין את גימור פני השטח, אנו זקוקים לכמה פרמטרים נוספים.

עומק חספוס מרבי, Rmax

עומק החספוס המרבי הוא המרחק האנכי הגבוה ביותר בין השיא לשפל הנמוך ביותר באורך מדגם נבחר. מכיוון שהוא הערך הגבוה ביותר, עומק החספוס המרבי אינו תיאור מדויק של חספוס פני השטח שכן כל שריטה יכולה לגרום לערך מוגבר של חספוס פני השטח מהערך בפועל.

חספוס ממוצע, Rz

יחידת גימור משטח זו מועדפת ברחבי אירופה על פני חספוס ממוצע. במקום למדוד את המרחק בין קו השיא לקו הממוצע, החספוס הממוצע מודד את המרחק בין כמה גבהים ועומקי החספוס הגבוהים ביותר באורך המדגם ולאחר מכן ממוצע את הערך. פרמטר זה, לעומת זאת, אינו מדויק מכיוון שהוא מסתמך על הפסגות והעומקים הגבוהים ביותר.

Root Mean Square, RMS

ריבוע ממוצע, כפי שהשם מעיד, הוא יחידת הגימור של פני השטח הדומה לפרמטר החספוס הממוצע, אך במקום ממוצע של המרחק, היא לוקחת את הממוצע של הריבוע של המרחק בין גובה השיא לאורך הממוצע ולאחר מכן לוקחת את שורש ריבועי של הערך. ערך זה מייצג את חספוס פני השטח בצורה של גל סינוסואידי, כל אחד מייצג את המרחק מהקו הממוצע.
עם זאת, ריבוע בסיס הוא קירוב של חספוס פני השטח ואינו ייצוג ממשי של גימור פני השטח הסופי. זה מתייחס לחספוס הממוצע Ra, בפקטור של 1.1.

הֲמָרָה

להלן טבלה חשובה שתאפשר לקוראים להמיר בין יחידות גימור משטח שונות בהתאם לדרישות. (מדוע להשתמש בתרשים גימור משטח? | גימור משטח מתכת, nd)

גימור פני השטח - תהליכי עיבוד:

גימור פני השטח תלוי מאוד בתהליך העיבוד. לכן, חשוב ביותר לבחור את תהליך העיבוד הנכון עבור גימור פני השטח הנדרש, או בהתאם לצורך, יש להשתמש בטכניקות גימור משטח נוספות כדי לקבל מאפייני גימור פני השטח הרצויים. הטבלה הבאה תעזור לקוראינו להבין את ההשפעה של תהליך העיבוד על גימור פני השטח.


גימור משטח - סמלים ותוספים

סטנדרטים תעשייתיים שונים נמצאים במעקב ברחבי העולם. עם זאת, הרוב עוקב אחר תקני ארגון התקינה הבינלאומי (ISO) והאגודה האמריקאית של מהנדסי מכונות (ASME). שני התקנים מפורטים להלן:

ISO תקן גימור משטח 1302

תקן זה קיים בכל העולם למעט ארצות הברית של אמריקה. (תרשים גימור משטח מלא, סמלים וטבלאות המרות חספוס, nd)

ASME תקן גימור משטח

תקן זה נהוג בעיקר בארה"ב.