Độ nhám bề mặt là yếu tố khá quan trọng trong yêu cầu về thông số chi tiết của sản phẩm gia công cơ khí. Tuỳ vào yêu cầu và mục đích sử dụng mà mỗi loại sản phẩm sẽ gia công có độ nhám bề mặt khác nhau. Mời bạn đọc cùng VNJ Precision về độ nhám bề mặt qua bài viết sau đây.
Độ nhám bề mặt là gì?
Độ nhám bề mặt hay còn được gọi là độ bóng bề mặt. Sau khi gia công, hầu hết bề mặt chi tiết sản phẩm, thậm chí gia công chi tiết nhỏ nhìn có vẻ sáng bóng nhưng thực chất lại công không bằng phẳng một cách lý tưởng mà vẫn có những mấp mô.
Những hình học mấp mô trên bề mặt này là kết quả của quá trình biến dạng dẻo của lớp vật liệu kim loại trên bề mặt chi tiết gia công sau quá trình cắt gọt lớp kim loại và rất nhiều nguyên nhân khác.
Tiêu chí đánh giá độ nhám bề mặt
Độ nhám, hay độ nhẵn bóng bề mặt thường được đánh giá qua 2 chỉ tiêu sau:
- Sai lệch trung bình Ra
- Chiều cao nhấp nhô Rz
+ Sai lệch trung bình số học của profile Ra, được đo bằng µm. Là trung bình số học các giá trị tuyệt đối của profile (hi) trong khoảng chiều dài chuẩn (L).
Chú ý: Chỉ tiêu Ra thường dùng để đánh giá độ nhám bề mặt cấp 5 đến cấp 11.
+ Chiều cao trung bình của profile Rz, cũng được đo bằng µm. Là trị số trung bình của tổng các giá trị tuyệt đối của chiêu cao 5 đỉnh cao nhất (ti) và chiều sâu của 5 đáy thấp nhất (ki) của profile trong khoảng chiều dài chuẩn (L).
Chú ý: Chỉ tiêu Rz thường dùng để đánh giá độ nhám bề mặt cấp 1 đến cấp 5 và cấp 13, 14. Tiêu chuẩn Việt Nam chia độ nhẵn bề mặt ra làm 14 cấp độ.
Trong đó cấp 14 là cao nhất (bề mặt nhẵn bóng nhất) như bảng sau đây:
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công
Các phương pháp gia công khác nhau cũng ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt khác nhau.
- Gia công bào thô đạt Ra: 12.5 – 25; cấp chính xác IT12 – IT14.
- Gia công bào, phay tinh đạt Ra: 3.2 – 6.3; cấp chính xác IT11 – IT13
- Mài tinh đạt Ra: 0.8 – 1.6; cấp chính xác IT6 – IT8.
- Đánh bóng thường đạt Ra: 0.2 – 1.6; cấp chính xác IT6
Ngoài ra, còn có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của chi tiết sau gia công, dưới đây là những nguyên nhân phổ biến nhất:
- Thông số hình học của dụng cụ cắt.
- Tốc độ cắt.
- Lượng chạy dao.
- Chiều sâu cắt
- Vật liệu gia công
- Các rung động của hệ thống gia công.
Ký hiệu và chữ viết tắt của biểu đồ độ nhám bề mặt
Bạn sẽ bắt gặp những ký hiệu, những chữ viết tắt của biểu đồ độ nhám bề mặt như Ra, Rsk, Rq, Rku, Rz..chúng là đơn vị được sử dụng để đo độ hoàn thiện bề mặt.
Ra là độ nhám bề mặt trung bình (µm) là giá trị trung bình tuyệt đối của profin (hi) trong chiều dài chuẩn L. Thường được sử dụng để đánh giá độ nhám cấp 5 tới cấp 11.
Rmax – khoảng cách dọc từ đỉnh đến vị trí đáy thấp nhất.
Rz- chiều cao tối đa trung bình (µm)
Chiều cao trung bình của profileRz, cũng được đo bằng µm. Là trị số trung bình của tổng các giá trị tuyệt đối của 5 đỉnh cao nhất (ti) và 5 đáy thấp nhất (ki) trong chiều dài chuẩn L. Thường được dùng đánh giá độ nhám cấp 1 tới cấp 5 và cấp 13,14.
Các phương pháp kiểm tra độ nhám bề mặt
Có các phương pháp sau được sử dụng để kiểm tra độ nhám bề mặt
Phương pháp so sánh mẫu
Phương pháp kiểm tra độ nhám này được thực hiện qua tìm dò hoặc bằng mắt, với chi tiết gia công được so sánh với một mẫu bề mặt tiêu chuẩn. Điều kiện để thực hiện phương pháp so sánh mẫu là mẫu so sánh và chi tiết gia công phải cùng vật liệu và cùng phương pháp gia công, ví dụ như tiện theo chiều dọc. So sánh tìm dò được thực hiện với móng tay hoặc miếng nhỏ bằng đồng. So sánh bằng mắt sẽ thuận lợi hơn khi nhìn đúng góc chiếu của ánh sáng và sử dụng kính lúp.
Sử dụng thiết bị đo độ nhám
Các loại máy đo độ nhám thực hiện quá trình đo độ nhám bằng phương pháp đo biên dạng (phương pháp cắt tìm dò), ghi lại sự mấp mô của bề mặt bằng một đầu dò có độ nhạy cao.
Kỹ thuật quang học
Quan sát phóng đại bề mặt sản phẩm dưới các thấu kính, kính hiển vi…. Những kỹ thuật này dựa trên sự phản xạ ánh sáng từ bề mặt, tán xạ ánh sáng hoặc khuếch tán, và công nghệ hồng ngoại (laze). Chúng rất hữu ích trong các ứng dụng mà đầu đo stylus tiếp xúc với bề mặt là không mong muốn. Một số kỹ thuật cho phép vận hành tốc độ rất cao, do đó làm cho việc kiểm tra 100% trở nên khả thi. Tuy nhiên, các kỹ thuật quang học không phải lúc nào cũng mang lại các giá trị tương quan tốt với các phép đo độ nhám được thực hiện bởi loại dụng cụ đo stylus.
Vì sao cần quan tâm tới độ nhám bề mặt?
Tại những đơn vị chế tạo, gia công người ta luôn phấn đấu tối ưu độ nhám bề mặt với sai số thấp nhất. Trên thực tế nó ko chỉ tương tác tới thẩm mỹ mà còn là khả năng kết nối giữa những yếu tố với nhau.
Độ nhám bề mặt ảnh hưởng tới máy
Độ bóng bề mặt tương tác tới chất lượng làm việc của yếu tố máy. Bởi những yếu tố ghép động như ổ trượt, sống dẫn hay con trượt,… mang yêu cầu cao về thông số độ trượt tương ứng. Lúc đó nếu độ nhám càng to, việc trượt và bôi trơn trên bề mặt sẽ đặc trưng khó khăn.
Không kể đó tác động của ngoại lực cùng bề mặt nhám sẽ tạo thành một lực ma sát to lúc vận hành. Điều này ko chỉ làm giảm hiệu suất công việc mà còn là nguyên nhân khiến cho máy bị nóng lúc vận hành. Ngoài ra ma sát lớn cùng nhiệt độ cao mang thể làm biến dạng bề mặt xúc tiếp khiến cho những yếu tố máy dễ bị ăn mòn trong quá trình sử dụng.
Độ nhám bề mặt ảnh hưởng tới khả năng kết nối giữa những linh kiện
Để giải quyết phần nhám của những yếu tố, người ta thường san phẳng chúng. Do đó độ nhám lớn sẽ tạo thành phần dôi cho những yếu tố máy. Điều này dĩ nhiên sẽ làm tăng kích thước linh kiện, gây cản trở cho quá trình lắp đặt, kết nối.
Do đó việc mua lựa Rz ưa thích đóng vai trò rất quan yếu. Cụ thể bạn mang thể mua lựa Rz thông qua công thức sau:
- Đường kính lắp ghép mang ф >50mm nên mua Rz trong khoảng từ 0.1 tới 0,15 δ.
- Đường kính lắp ghép mang ф từ 18 tới 50mm nên mua Rz trong khoảng từ 0.15 tới 0,2 δ.
- Đường kính lắp ghép mang ф <18mm nên mua Rz trong khoảng từ 0.2 tới 0,25 δ.
Độ nhám bề mặt càng nhỏ, bề mặt càng nhẵn
Đối với những sản phẩm, linh kiện cao cấp, người ta luôn đòi hỏi độ nhẵn tuyệt đối. Điều này ko chỉ tương tác tới tính thẩm mỹ mà còn giúp hạn chế ăn mòn. Thực tế cho thấy, vật mang độ nhám càng cao càng khó bị gỉ.
Trong gia công cơ khí thì chất lượng bề mặt của chi tiết sau gia công là rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, khả năng hoạt động và tính thẩm mỹ của sản phẩm. Để đánh giá được chất lượng bề mặt, người ta sử dụng thông số độ nhám làm tiêu chuẩn.
Tại VNJ Precision, chúng tôi sẽ gia công cơ khí để tạo ra sản phẩm với chất lượng, yêu cầu của khách hàng. Sản phẩm sau khi cắt sẽ được làm nhẵn, gia công để đảm bảo tính thẩm mỹ cũng như chất lượng của sản phẩm trước khi giao hàng cho khách. Vì thế, khách hàng hoàn toàn an tâm khi thực hiện các đơn hàng gia công cơ khí tại xưởng cơ khí VNJ Precision.
