機械加工部品の表面仕上げを改善する方法

金属やプラスチックの機械加工は、部品製造​​において大きな役割を果たします。多くの場合、最終用途には機械加工された表面仕上げで十分ですが、部品の表面は鋳造や成形ではなく切断されるため、美的または機能的な目的のために、標準の (機械加工されたままの) 表面仕上げを変更する必要がある場合があります。 .これには、より精密な機械加工または二次プロセスの使用が必要になる場合があります。

表面粗さの測定

表面粗さの最も広く使用されている尺度は、Ra、または平均表面粗さです。マイクロインチ単位で平均表面平面からの偏差を測定します。例えば、鋳鉄製のフライパンの粗い表面のRaは約2,000です。ハッブル宇宙望遠鏡の鏡の超滑らかな表面は、達成できる限りゼロに近いものです (ただし、人間の髪の毛のサイズの 50 分の 1 未満の欠陥が見つかり、修復が必要でした)。機械加工部品は、これら 2 つの数値の中間に位置する傾向があります。

当社の標準的な表面仕上げではツール マークが見えますが、ラッピングやグレインなどの後処理を追加すると、より滑らかな部品を作成できます。 .

場合によっては、機械加工された表面の粗さは許容されます。通常、審美的な理由から、機械加工された表面よりも粗い表面が好まれます。つや消し仕上げは反射をなくし、跡が目立ちにくくなります。しかし、マット仕上げは機械加工だけでは実現できません。そのためには、ビーズ ブラストやセラミック基板とのタンブリングなどの二次プロセスが必要です。

より滑らかな表面

機械加工された部品の表面をより滑らかに仕上げるには、いくつかの方法があります。表面仕上げの最初の要因は、機械加工プロセス自体によって決定され、速度と滑らかさのバランスを取ることができます。部品をより早く必要とする場合、Ra は 60 から 65 になると予想されます。より長いターンアラウンドで作業できる場合、その数値は潜在的な Ra 32 に下がります。

パーツから何が期待できますか?機械加工されたすべての部品のエッジを壊します（デバリングします）。機械加工されたすべてのプラスチック部品は機械加工されたままの状態で残されるため、目に見える工具の跡が残る場合があります。一方、一部の金属パーツはより多くの選択肢を提供します。精密機械加工された部品にはしばしば鋭いエッジがあり、注意して取り扱う必要があることを覚えておくことが重要です。

ビード ブラストは、均一でマットな仕上がりになるため、機械加工部品の一般的な表面仕上げオプションです。

すべての設計仕様を詳細に確認したい場合は、これらの CNC フライス加工ガイドラインで必要なすべての情報が得られます。

それでも、Ra 60 のより高い粗さは、私たちが通常「粗い」と考えるものではありません。 Ra が 60 の場合、表面にツールの渦巻きが見られますが、ざらざらした感じはありません。表面の変化を見るには顕微鏡が必要です。場合によっては、用途によっては、この程度の粗さによって可動部品の摩耗が増加し、部品に応力がかかる部分が弱くなることがあります。腐食が部品に足場を築くことさえ可能にするかもしれません。そこで二次プロセスの出番です。

後処理仕上げ

二次仕上げ工程は非常に重要であり、完成した機械加工部品のレベルを向上させるための複数のオプションがあります。機械加工された表面は、通常、研磨またはラッピングによって平滑化されます。この 2 つは似ていますが、使用する機器が異なります。いずれの場合も、部品は、所望の表面平滑性が達成されるまで、一連のますますきめの細かい研磨材を横切って繰り返し引き伸ばされます。適用されるステップの数に応じて、グレイン加工は Ra 4 から 32 の間の最終表面仕上げを達成できます。ラッピングは、2 から 16 の間の表面 Ra を生成できます。グレイニングまたはラッピングのいずれかによって達成できる相対的な滑らかさには重複がありますが、価格を含むさまざまな要因があり、いずれかのプロセスを選択することができます.

金属部品と同様に、機械加工されたプラスチック部品は、さまざまなプロセスを使用して表面仕上げを調整できます。ビードブラストによってプラスチック部品が損傷する可能性があることに注意してください。ただし、より一般的には、プラスチック部品につや消し仕上げが必要な場合は、射出成形が使用されるため、金型自体がビード ブラストされて、結果の部品により粗い仕上げが与えられます。

より光沢のある仕上げを行うには、機械加工されたプラスチック部品を湿式サンディングで研磨します。メタルグレイン加工と同様に、目的の仕上げが得られるまで、徐々に細かいグリットを適用します。 There is one other treatment method for smoothing machined plastic surfaces, particularly those of clear plastics in optical applications. Machining, even with fine tools, will usually cloud the surface of a clear plastic part, something that would be unacceptable if the part is something like a lens. In those cases, flame polishing applies just enough heat to flatten the light-scattering “hills and valleys” on the part surface. This lets light pass through the part as it should, rather than be scattered by the microscopic “geography” of its surface. To the naked eye, the part’s appearance will change from cloudy to clear.

Whatever the desired finish of your machined part—whether more matte or more polished than “as-machined”—there may be several ways to achieve it. These can include the choice of machining process itself or using secondary processes. The best approach for any part really depends on your application, timeframe, production volume, budget, and the exact finish you need. Because changes to machined parts can be done fairly quickly, you may be able to try several options and see which one works best for you. Our interactive quotes with manufacturability feedback provide useful information in making those decisions, but sometimes you may need help from our support engineers to narrow down your choices. We’re here to help.

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