في مجال التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، تعتبر خشونة السطح "مقياسًا غير مرئي" لقياس الأداء الوظيفي والقيمة الجمالية للأجزاء - بدءًا من الخصائص المضادة للبكتيريا للأجهزة الطبية وحتى موثوقية أختام الفضاء الجوي، وغالبًا ما تحدد اختلافات النسيج على مستوى الميكرون- نجاح المنتج أو فشله. مع ترقية احتياجات التصنيع الدقيقة، أصبحت كيفية تحقيق التوازن بين كفاءة التصنيع ومؤشرات الخشونة الرئيسية مثل Ra (الارتفاع المتوسط الحسابي) وRz (الحد الأقصى للذروة-إلى-ارتفاع الوادي) تحديًا أساسيًا يتعين على المهندسين التغلب عليه. نجحت تقنية CNC الحديثة في التحكم في تشطيب السطح الذي يقل عن 0.4 ميكرومتر من خلال التحسين الذكي لمسار الأداة، وضبط معلمات القطع الديناميكي، وعمليات التلميع على مستوى النانو-، مع التخلص من علامات الأدوات الشائعة والنتوءات في الآلات التقليدية. ستحلل هذه المقالة تأثير الخشونة على الأجزاء الدقيقة من منظور التطبيقات العملية.
ماذا يعني عمليا إذا كانت الخشونة أكبر أو أصغر؟ وبعبارة أخرى، ما هو التأثير الجسدي الذي يجلبه؟ على سبيل المثال، بالنسبة لسطح تزاوج المحمل، ما الذي يؤثر على اختيار Ra3.2 أو Ra1.6؟ إذا كنت معتادًا على اختيار قيمة الخشونة وفقًا للتوصية اليدوية أو التجربة، ولم تفكر أبدًا في هذا السؤال. ثم آمل أن يفتح هذا المقال عقلك.
لن نختار الخشونة عرضًا. إن اختيار خشونة معينة يجب أن يكون لتلبية وظيفة معينة وتحسين أداء معين.
بالنسبة لجزء واحد، بالإضافة إلى التأثير على مظهر الجزء وملمسه، فإن حجم الخشونة يعني بشكل أساسي حجم تركيز الإجهاد. ومن الناحية المجهرية (كما هو موضح في الصورة السابقة)، كلما كانت الخشونة أكبر، كلما زاد فرق ارتفاع الحفر وزادت الأخاديد. في المنطقة المعرضة لأحمال إجهاد الشد العالية، يوجد تركيز إجهاد في الأخاديد، وهو أيضًا مصدر الشقوق. لذا، إذا كنت ترغب في تحسين قوة التعب، عليك اختيار خشونة صغيرة.
في كثير من الأحيان، يتم استخدام الخشونة للمطابقة بين جزأين. هنا، يمكن أن تؤثر الخشونة على العديد من العوامل، مثل معامل الاحتكاك، والتآكل، والتشوه، والتوصيل الحراري، والتسرب، والالتصاق، وما إلى ذلك.
كلما كانت الخشونة أصغر، قل معامل الاحتكاك ومقاومة الاحتكاك. يلزم وجود خشونة بسيطة بين الأجزاء سريعة الدوران-، مثل بين العناصر المتدحرجة ومجاري المجاري المائية للمحامل.
مع خشونة صغيرة، فإن "القمم الصغيرة" المجهرية لن تكون عالية جدًا أو عديدة. عندما يكون هناك اهتزاز أو ضغط مرتفع بين الجزأين، لن يكون هناك أي تغيير في صلابة الاتصال والتغيير الجزئي-في مطابقة الأبعاد بسبب تسطيح وتشوه الضغط في القمم، مما سيؤدي أيضًا إلى تقليل حدوث تآكل الحركة الدقيقة-.(MID هي إحدى الشركات الرائدة في مجال توفير خدمات معالجة الأجزاء الدقيقة باستخدام الحاسب الآلي، مع التركيز على تزويد العملاء بحلول لخشونة السطح.)
كلما كانت الخشونة أصغر، كان توافق السطح بين الجزأين أفضل، وكان تأثير توصيل الحرارة أفضل، وكلما زادت متطلبات الخشونة في بعض الأماكن التي تحتاج إلى تحسين تبديد الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الخشونة الصغيرة ستقلل أيضًا من احتمالية تسرب الزيت.
بالنسبة للالتصاق، يمكن أن يوفر السطح الخشن مساحة أكبر للمادة اللاصقة، مما يساعد على تحسين قوة الترابط، ولكن إذا كان السطح خشنًا جدًا، فقد تقل مساحة التلامس الإجمالية، وقد يتم احتجاز الهواء على سطح المفصل، وبالتالي إضعاف قوة الترابط. لذا اختر معتدلاً.
باختصار، يختلف اختيار الخشونة من تطبيق لآخر. قد لا يهم في بعض التطبيقات والمواقع، لكنه مهم في المناسبات والتطبيقات المذكورة أعلاه. قبل اختيار الخشونة، يجدر التفكير في غرضي.(الاسم: iMechanics机械)
