매끄러운 표면 마감 설명: Ra, Rz, 차트 및 비용 절감 사양 팁

측정 가능한 라 값 없이 "매끄러운 표면 마감"을 지정하는 것은 일상적인 제조 작업을 재작업으로 전환하는 가장 쉬운 방법 중 하나입니다. 지난 달 200개짜리 스테인리스 스틸 캐비닛 주문이 바로 이러한 이유로 거부되었습니다. 모든 굽힘 각도는 0.5도 이내로 측정되었으며 모든 구멍 위치는 정확했으며 모든 패널은 평탄도 설명선과 일치했습니다. 문제는 표면이었습니다. 굽힘 반경의 다이 자국, 백 게이지 클램프가 끌리는 긁힘, 한쪽 면에 희미한 롤러 자국이 있었습니다. 도면에는 "매끄러운 표면 마감"이라고 적혀 있었는데, 이는 검사관이 보는 것과 작업 현장이 다른 것을 의미했습니다. 이 기사에서는 매끄러운 표면 마감이 실제로 무엇을 의미하는지, 측정 방법, 성형 장비가 영향을 미치는 부분, 필요하지 않은 정밀도를 지불하지 않고 이를 지정하는 방법에 대해 설명합니다.

매끄러운 표면 마감은 실제로 무엇을 의미합니까?

표면 마감은 단일 숫자가 아닙니다. 엔지니어링 측면에서 표면 질감에는 세 가지 구성 요소가 있습니다.

거칠기 - 절삭 공구, 연삭 휠 또는 성형 다이에 의해 남겨진 미세하고 밀접하게 간격을 둔 불규칙성.
물결 모양 - 기계 진동, 공구 편향 또는 불균일한 재료 두께로 인해 발생하는 더 거칠고 넓은 간격의 기복.
누워 - 기계가공 또는 압연으로 인해 보이는 선과 같은 표면 패턴의 지배적인 방향.

그림 1. 등각 투영 뷰에 표시된 표면 질감의 세 가지 구성 요소.

가장 많이 인용되는 매개변수는 Ra , 평균선에서 프로파일의 산술 평균 편차입니다. 일반 가공에서 매끄러운 표면 조도는 일반적으로 0.4~1.6μm Ra(16~63μin, 1μm는 39.37μin)입니다. 0.4 µm Ra 미만에서는 연삭, 호닝 또는 래핑이 필요합니다. 3.2 µm Ra 이상에서는 표면이 눈에 띄게 거칠게 느껴집니다.

Rz 샘플링 길이에 대한 평균 피크 대 밸리 높이인 는 Ra가 평균을 내는 고립된 피크와 밸리를 포착하기 때문에 Ra와 함께 보고됩니다. 표면의 Ra는 낮지만 여전히 피로 수명을 단축시키는 날카로운 노치를 포함할 수 있습니다. 이것이 바로 Rz가 하중을 받는 부품에 중요한 이유입니다.

실제 부품에서 표면 마감이 중요한 이유

마감은 부품의 외관에만 중요한 것이 아닙니다. 부품의 작동 방식이 변경됩니다.

마찰 및 마모: 매끄러운 슬라이딩 표면은 접촉 하중을 고르게 분산시키고 마모 입자를 적게 방출하므로 더 오래 지속됩니다.
씰링: 개스킷과 O-링은 약 0.8 µm Ra 표면에 적절하게 안착됩니다. 3.2 µm Ra에서는 미세 누출 경로가 눈에 띄게 증가합니다.
피로 강도: 모든 스크래치는 응력 집중입니다. 0.4μm Ra의 지표면은 반복 하중 하에서 3.2μm Ra의 회전 표면보다 훨씬 더 많은 하중 주기를 견뎌냅니다.
코팅 접착력: 페인트 및 분체 코팅에는 작은 앵커 프로파일이 필요합니다. 매우 매끄러운 표면은 코팅 박리를 유발할 수 있으므로 대부분의 코팅업체는 가장 낮은 Ra를 추구하기보다는 표면 프로파일을 제어합니다.
외관: 눈에 보이는 스테인레스 스틸, 알루미늄 및 코팅 패널은 표면 품질로 판단됩니다. 여기서 대부분의 "매끄러운 마감"에 대한 논쟁이 시작됩니다.

일반 공정의 일반적인 Ra 값

매끄러운 표면 마감을 설명하기 위해 아래 표에는 표준 제조 공정에 대한 Ra 범위의 크기 순서가 나와 있습니다. 실제 결과는 재료, 툴링, 절삭유 및 기계 상태에 따라 달라집니다.

표 1. 공정별로 달성 가능한 일반적인 표면 거칠기(Ra) 각 범위의 더 미세한 값에는 최적화된 매개변수와 날카로운 도구가 필요합니다.
프로세스	라(μm)	Ra(μin)	상대 비용
랩핑	0.012–0.4	0.5–16	높음
호닝	0.1~0.8	4~32	높음
연삭	0.1~1.6	4~63	중간~높음
밀링 마무리	0.4~3.2	16~126	중간
선회를 마친다	0.4~3.2	16~126	중간
드릴링	0.8~6.3	32~250	낮음
톱질	1.6~12.5	63~500	낮음

Ra의 크기가 3배 이상 크기 때문에 동일한 비교를 로그 척도에서 읽기가 더 쉽습니다.

그림 2. 로그 눈금으로 표시된 공정별 일반적인 Ra 범위.

코일 공급 냉간 압연 강판, 스테인리스 강 또는 알루미늄 시트의 경우 표면 마감은 압연기에 의해 설정되며 일반적으로 0.5~1.5μm Ra 범위에 있습니다. 성형 공정은 마감을 개선하기보다는 보존합니다. 이는 가공과는 다른 과제입니다.

표면 마감을 측정하는 방법

표준 작업 현장 장비는 스타일러스 프로파일로미터입니다. 팁 반경이 2~10μm인 다이아몬드 스타일러스는 일정한 속도로 표면을 가로질러 이동하며 수직 모션은 Ra, Rz 및 관련 매개변수가 계산되는 프로파일로 변환됩니다.

종종 간과되는 세부 사항 중 하나가 바로 컷오프 길이입니다. 거칠기는 긴 물결 모양을 필터링한 후 계산되며, 필터 컷오프는 관심 있는 형상 간격과 일치해야 합니다. 일반 가공의 경우 0.8mm가 일반적인 기본값입니다. 미세한 중첩 표면의 경우 0.25mm; 거친 용접 또는 화염 절단 표면의 경우 2.5mm. 컷오프가 잘못된 경우 보고서의 Ra 값은 귀하가 생각하는 바를 설명하지 않습니다.

형상 크기에 적합한 컷오프 길이를 선택합니다.
누워 방향에 수직으로 측정합니다.
필요한 평가 길이에 걸쳐 Ra 및 Rz를 기록합니다.
도면공차뿐만 아니라 공정능력과도 비교해보세요.

작업자가 올바른 컷오프 및 스케일에 대해 사용하는 한 작업 현장에서 빠른 점검을 위해 교정된 비교 시편(0.8, 1.6, 3.2, 6.3 µm Ra)이 가장 실용적인 방법으로 남아 있습니다.

판금 성형 장비 및 표면 마감

프레스 브레이크, 전단기, 플레이트 롤은 표면 마감을 향상시키지 않습니다. 그들은 그것을 보존하거나 손상시킬 수만 있습니다. 대부분의 제조 공장에서 표면에 대한 불만은 이 세 가지 기계 중 하나에서 발생합니다.

벤딩 머신

프레스 브레이크에서는 시트의 눈에 보이는 면이 펀치와 다이 사이에 눌려집니다. 툴링 긁힘, 스테인레스 스틸 마모 및 다이 자국은 고객이 보는 곳에 정확히 나타납니다. 안 전기 유압식 서보 CNC 판금 벤딩 머신 수동 유압 밸브보다 더 일관성 있게 램 속도와 위치를 제어하므로 굽힘 중에 공작물 슬라이드와 공구 압력 피크가 줄어듭니다. 더 느리고 더 제어된 클램핑을 통해 작업자는 보호 필름이나 폴리우레탄 공구를 찢지 않고 사용할 수 있어 완성된 표면을 깨끗하게 유지할 수 있습니다. 툴링이 마모되거나 기계의 반복성이 부족하면 모든 부품에 동일한 결함이 나타납니다. 굽힘선 결함을 자세히 살펴보려면 다음 가이드를 참조하세요. 구부릴 때 금속이 깨지는 이유 .

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전기 유압 서보 CNC 유압 판금 벤딩 머신 제조업체 Nantong Pacific CNC Machine Tool Co., Ltd는 중국 맞춤형 we67k 시리즈 전기 유압 서보 CNC 유압 판금 벤딩 머신입니다. 제품보기 →

전단 기계

전단은 특징적인 가장자리를 남깁니다. 상단에는 롤오버, 중앙에는 광택 영역, 하단에는 버가 있습니다. 블레이드 클리어런스가 주요 변수입니다. 여유 공간이 너무 많으면 버가 더 커지고 가장자리가 찢어진 것처럼 보입니다. 간격이 너무 적으면 칼날이 빨리 마모되고 가장자리가 부서집니다. 에이 CNC 유압 단두대 전단 기계 유압식 홀드다운 및 조정 가능한 블레이드 간격을 사용하면 더 깨끗하고 작은 버가 생성됩니다. 이는 부품이 절곡기에 도달하기 전에 디버링이 덜 발생함을 의미합니다.

Hydraulic Guillotine Shearing Cutting Machine Suppliers, Company

유압 단두대 전단 절단기 공급 업체, 회사 Nantong Pacific CNC Machine Tool Co., Ltd는 중국 맞춤형 유압 단두대 전단 절단기 공급업체이자 유압 단두대입니다... 제품보기 →

플레이트 롤링 기계

롤링 기계는 롤 표면을 플레이트에 직접 옮깁니다. 롤 표면의 칩, 피트 또는 용접 스패터는 모든 가공물에 각인되며 고르지 못한 유압으로 인해 플레이트가 미끄러져 사전 굽힘 중에 흠집이 발생합니다. 에이 3롤러 범용 유압 롤링 기계 균형 잡힌 압력을 사용하면 플레이트가 고르게 움직이며 플레이트 끝 부분의 핀치 마크가 최소화됩니다.

3-Roller Universal Hydraulic Rolling Machine Suppliers, Company

3-롤러 범용 유압 롤링 기계 공급자, 회사 Nantong Pacific CNC Machine Tool Co., Ltd는 중국 맞춤형 W11s 시리즈 3롤러 범용 유압 롤링 기계 공급업체 및 회사입니다. 제품보기 →

전체적으로 올바른 장비를 선택하고 유지 관리합니다. 판금 성형 장비 굽힘, 전단 및 롤링의 경우 "매끄러운 표면 마감"이 불량품이 되는 것을 방지하는 가장 확실한 방법입니다. 기계 상태는 기계 유형만큼 중요합니다. 연삭된 툴링 표면, 깨끗한 롤, 올바르게 조정된 블레이드 간격이 실제로 부품에 영향을 미칩니다.

비용을 늘리지 않고 표면 마감 지정

도면에서 가장 비용이 많이 드는 네 단어는 "매끄러운 표면 마감"입니다. 왜냐하면 이 단어들은 설계자, 기계공, 검사자에게 서로 다른 의미를 갖기 때문입니다. Ra의 모든 개선에는 대가가 따릅니다. 3.2μm Ra에서 1.6μm Ra로 이동하려면 추가 마무리 단계가 필요할 수 있습니다. 1.6μm에서 0.4μm Ra로 가는 것은 종종 연삭 또는 호닝과 추가 설정, 검사 및 사이클 시간을 의미합니다. 관계는 비선형적입니다.

그림 3. 일반적인 업계 경험을 바탕으로 표면 거칠기와 가공 비용 간의 관계 예시.

전체 부품이 아닌 기능적 표면에만 마감을 지정하십시오.
선호하는 표준 값을 사용하십시오: 0.2, 0.4, 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 µm Ra. 사용자 정의 값은 사용자 정의 설정을 강제합니다.
중요한 경우 필요한 누워 방향을 명시하십시오. 슬라이딩 표면을 가로지르는 연삭 흔적은 약간 높은 Ra보다 더 나쁠 수 있습니다.
외관이 실제 요구사항인 경우 측정 가능한 용어로 작성하십시오. "다이 자국, 스크래치 및 롤러 자국이 없음"은 성형 공정에서 생성할 수 없는 Ra 값을 요구하지 않고도 확인할 수 있습니다.

표면 마감 FAQ

Q1. 가공에서 매끄러운 표면 조도란 무엇입니까?

매끄러운 표면 마감은 일반적으로 Ra 0.4~1.6μm(16~63μin) 범위의 가공된 표면을 의미합니다. 즉, 촉감이 매끄럽고 눈에 띄는 결함은 없지만 정상적인 공정 상태를 나타냅니다. 판금에서는 밀 마감이 이미 매끄러워졌습니다. 성형 과정에서는 단순히 보존해야 합니다.

Q2. 표면조도 Ra란 무엇인가요?

Ra 또는 평균 거칠기는 중심선에서 측정된 프로파일의 산술 평균 편차입니다. 측정과 비교가 간단하기 때문에 전 세계적으로 가장 일반적인 표면 마감 값입니다. 미터법 도면에는 µm을 사용하고 북미 도면에는 µin을 사용하십시오. 1μm는 39.37μin과 같습니다.

Q3. Ra 대 Rz — 어떤 매개변수를 사용해야 합니까?

일상적인 품질 관리 및 공정 모니터링에 Ra를 사용하세요. Rz는 Ra의 평균을 구하는 가장 깊은 계곡과 가장 높은 봉우리의 높이를 포착하기 때문에 표면이 밀봉되어야 하고 피로에 저항해야 하며 날카로운 노치를 피해야 하는 경우 Rz를 사용합니다.

Q4. 절단된 판금의 가장자리가 거친 원인은 무엇입니까?

일반적으로 과도한 블레이드 간격 또는 무딘 블레이드입니다. 재료 두께에 대한 올바른 간격, 날카로운 블레이드 및 견고한 기계 프레임은 더 작은 버(burr)와 더 깨끗한 가장자리를 생성합니다. 칼날 간격을 조절할 수 있는 CNC 단두대 가위는 이 문제를 직접적으로 해결합니다.