Cuando la disposición de la superficie importa

Para algunas piezas mecanizadas, el rendimiento satisfactorio depende de la orientación correcta de la "capa". Obtener la disposición incorrecta y las consecuencias pueden incluir fallas prematuras y costos de garantía. Aquí hay una introducción a la disposición de la superficie y por qué es importante.

Dirección de mecanizado y disposición

“Lay” es el término dado a la direccionalidad del acabado superficial. Describe la dirección del patrón o textura dominante.

Por ejemplo, considere un eje girado en un torno. La herramienta de corte deja un surco poco profundo en la superficie a medida que retira el metal. Esta ranura gira en espiral a lo largo del eje como la rosca de un tornillo, solo que menos profunda y con un paso más fino.

Si se mecaniza la cara del eje, ocurre lo mismo:la herramienta corta una ranura, esta vez casi como la de un disco LP antiguo.

Entonces, ¿cuál es la disposición en estas superficies? En el diámetro del eje, corre alrededor de la circunferencia perpendicular al eje. Pase una uña por el eje en dirección axial y notará las ranuras. Pase la misma uña alrededor del eje y se sentirá suave.

Esta direccionalidad también es evidente en la cara del extremo del eje. Aquí la superficie es suave en la dirección circunferencial pero rugosa en la orientación radial.

Lay y Rugosidad de la Superficie

La rugosidad de la superficie se define como la frecuencia más corta de las superficies reales en relación con los valles. En un espejo esta desviación es casi nada; sobre papel de lija es visible a simple vista.

Este no es el lugar para discutir las medidas de rugosidad de la superficie:digamos que hay muchas. La relevancia para la disposición es que la disposición clara o visible significa que la rugosidad de la superficie es diferente cuando se mide en dirección longitudinal o transversal.

Esto se puede cuantificar por la relación de aspecto de la textura. Esencialmente, esta es la relación de la rugosidad a lo largo ya lo largo de la disposición.

Medición de la rugosidad de la superficie

La rugosidad generalmente se mide con un lápiz óptico. Dibujar esto a lo largo de una pequeña longitud de la superficie produce un gráfico de desplazamiento vertical frente a la distancia horizontal.

En nuestro ejemplo anterior de eje maquinado, al pasar la aguja por el eje en la dirección axial se revelarán las ranuras dejadas por la herramienta de corte. Gire el lápiz óptico 90° y tire de él a lo largo de la ranura y el desplazamiento vertical será mucho menor.

Impacto en la función de la pieza mecanizada

En una sola pieza, la rugosidad de la superficie y la disposición determinan la apariencia y no mucho más. La luz que incide sobre la superficie en la dirección de la colocación se reflejará directamente, haciéndola lucir brillante. La luz de la dirección transversal será dispersada por las ranuras de mecanizado, dando a la pieza una apariencia opaca.

Donde la disposición importa es cuando dos superficies entran en contacto. Cuando esto sucede, la dirección de colocación de las dos superficies determina la fricción entre ellas.

Volviendo al ejemplo del eje, si se juntan dos tornillos de manera que las roscas engranen, se necesita un esfuerzo considerable para deslizar uno axialmente sobre el otro. Esto se debe a que los picos y valles entrelazados resisten el movimiento. Pero en la dirección de los hilos se deslizarán fácilmente.

Lay también influye en la fricción a través de su efecto sobre la lubricación. Esto se debe a cómo la superficie retiene una película de aceite. Cualquier superficie áspera o texturizada puede contener aceite en los valles, pero cuando se combina con un tendido, permite un movimiento casi sin fricción en la dirección del tendido.

Aplicaciones de ingeniería laica

Lay es relevante siempre que un diseño requiera que una superficie mecanizada se deslice sobre otra, pero se destacan dos ejemplos en particular:cojinetes de elementos deslizantes y orificios de cilindros.

En los rodamientos, la disposición determina la fricción a través de la direccionalidad de la rugosidad de la superficie y la retención del lubricante. Del mismo modo, en un cilindro, la disposición retiene el aceite y ayuda a garantizar un movimiento suave del pistón o los anillos del pistón. Sin embargo, una característica particular de los cilindros es que a menudo se rectifican.

El bruñido es un proceso de mecanizado especializado que pone una textura específica en la superficie del orificio. En una sección transversal, esto generalmente se ve como valles poco profundos separados por grandes mesetas. Aquí el objetivo es minimizar el consumo de aceite, los escapes y, por supuesto, la fricción.

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