CNC加工中表面粗糙度的选择与应用

CNC加工中表面粗糙度的选择与应用

CNC加工以其高精度和高效率著称，但加工过程中不可避免地会在零件表面留下细微切痕，从而影响表面粗糙度。本文将详细介绍CNC加工中的表面粗糙度概念、实现方法以及不同等级的应用场景，帮助读者更好地理解和选择合适的表面粗糙度参数。

什么是表面粗糙度？

数控加工后的表面粗糙度是对零件表面平均纹理的测量。定义表面粗糙度有不同参数，常见的是Ra（平均粗糙度），它由表面高度和深度差异算出，显微镜下以微米为单位。表面粗糙度与表面光洁度概念不同，精加工技术虽可改善机加工零件表面光洁度，但表面粗糙度指零件加工后的表面纹理。

如何实现不同的表面粗糙度？

零件加工后的表面粗糙度非随机的，而是经控制达到特定标准的，即该值是预先设定的，但不能随意指定。制造行业有被广泛接受的Ra值标准，如ISO 4287规定的，在数控加工中可明确指定，其范围从25微米到0.025微米，以满足不同需求。

我们提供四种表面粗糙度等级，这些等级也是数控加工应用的典型值：

• 3.2 μm Ra
• 1.6 μm Ra
• 0.8 μm Ra
• 0.4 μm Ra

不同加工对表面粗糙度要求不同。特定要求下才去指定较低粗糙度，因较低Ra值需更多加工工艺和更严格质量控制，会增加成本和时间。所以需特定粗糙度时，通常不先进行后处理操作，因其难精确控制，可能影响零件尺寸公差。

在某些加工中，表面粗糙度会影响零件功能、性能和耐用性，直接关系到摩擦系数、噪音、磨损、发热和粘合性。这些因素重要性因场合而异，所以在部分情况中表面粗糙度可能不重要，但在有些就非常重要，像高张力、高应力、高振动环境，需精确配合和顺畅移动的组件、快速旋转部件、医疗植入物等。不同条件对表面粗糙度要求不同。

下面将介绍粗糙度等级，以及为您的应用选择合适的 Ra 值所需了解的所有信息

3.2 μm Ra

这是常用的表面处理参数。它适用于大多数零件，足够光滑，但含有明显的切痕。除非另有规定，否则默认采用这种表面粗糙度。

3.2 μm Ra 的加工切痕

3.2 μm Ra为承受应力、负载和振动零件的最大表面粗糙度建议值，负载轻、运动慢时也可用于运动表面配合，加工需高速、细进给、轻切削。

1.6 μm Ra

通常，使用该选项仅有轻微切割痕迹可见。此Ra值适用于紧密配合、受力零件以及缓慢移动、轻负载表面，但不适用于快速旋转和剧烈振动部件。这种表面粗糙度是在受控条件下经高速、细进给、轻切削加工而成。

价格：对于标准铝合金（如 3.1645），该选项会使生产价格增加约 2.5%。随着零件的复杂程度增加，价格也会增加。

0.8 μm Ra

这种高等级表面光洁度生产时需严格控制，成本高，用于应力集中零件，偶尔运动且负载轻时可用于轴承。

价格：对于标准铝合金（如 3.1645），该选项会使生产价格增加约 5%。随着零件的复杂程度增加，价格也会增加。

0.4 μm Ra

这种更精细（“更不粗糙”）的表面粗糙度代表高质量表面处理，适用于承受高张力或应力的零件，轴承和轴等快速旋转部件也需要，因其制造工序繁琐，仅在平滑度至关重要时才会选用。

价格：对于标准铝合金（如 3.1645），该选项会使生产价格增加约 11-15%。随着零件的复杂程度增加，价格也会增加。