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No campo da engenharia mecânica, a tecnologia de serrilhado é comum e crítica. Usando ferramentas específicas, texturas ou padrões regulares podem ser criados na superfície de uma peça de trabalho. Por meio do tratamento especial da roda de serrilhado, diferentes materiais podem ser processados em produtos de vários formatos e padrões, como engrenagens, rolamentos, etc. Este processo não apenas melhora o valor estético da peça de trabalho, mas também melhora significativamente sua funcionalidade e desempenho. O serrilhado é amado por mais e mais engenheiros por seu charme único e é aplicado a vários campos. Então, qual é o objetivo final da tecnologia de serrilhado? Como ela é produzida e aplicada em diferentes campos? Este artigo explorará os múltiplos significados de serrilhamento em profundidade e mostrará sua ampla aplicação em vários setores.
O que é serrilhamento?
Serrilhamento é, na verdade, um método de usinagem de precisão que cria padrões e linhas exclusivos na superfície de peças mecânicas manualmente ou em um torno. O serrilhamento pode fazer com que as peças mecânicas produzam texturas côncavas e convexas, de modo a atingir propósitos estéticos e práticos. Essa textura serrilhada aumenta significativamente o coeficiente de atrito na superfície do componente, garantindo assim a estabilidade e as propriedades antiderrapantes do produto ou objeto. O serrilhamento pode dar aos componentes diferentes características de aparência e textura. Ao mesmo tempo, o serrilhado é uma experiência visual única que é atraente e muitas vezes mais atraente do que uma única superfície lisa.
Além disso, a serrilha é um método clássico de redução de material, que cria um efeito texturizado aplicando uma certa quantidade de pressão ou raspando o material na superfície da peça de trabalho. Neste artigo, explicaremos como usar o método de serrilha para fabricar peças cilíndricas com características especiais de formato e padrão. O design da ferramenta de serrilha geralmente tem um padrão exclusivo e, quando usada em uma peça mecânica cilíndrica, pode apresentar um padrão semelhante em sua superfície, como listras diagonais ou retas. A máquina de serrilha também pode ser usada para a formação de outras formas complexas e peças estruturais especiais. Como resultado, temos a capacidade de criar uma textura exclusiva na superfície do produto usando ferramentas de serrilha com padrões exclusivos.
Qual é o propósito do serrilhado?
No campo da usinagem e fabricação, a tecnologia de serrilhado desempenha um papel significativo, e seus principais usos são os seguintes:
- Melhor aderência: o processo de serrilhado cria uma textura de superfície e melhora o coeficiente de atrito para uma pegada mais segura, como um cabo de chave de fenda, reduzindo o risco de escorregamento.
- Adicione estética: a tecnologia de serrilhado cria um efeito visual único, melhora a aparência e a qualidade do produto e torna o produto se destaca.
- Segurança antiderrapante:Em ambientes úmidos ou oleosos, a superfície serrilhada remove a umidade e a graxa, como chaves,para reduzir o risco de deslizamento e garantir uma operação segura.
- Operação otimizada: O design serrilhado faz com que a ferramenta gire ou segure mais suavemente e melhora a eficiência do trabalho, como botões e alças na usinagem.
- Vida útil estendida: O processo de serrilhado melhora a resistência ao desgaste da superfície, resiste ao desgaste diário, prolonga a vida útil do produto e reduz os custos de manutenção.
Quais são os diferentes tipos de padrões de serrilhado?
O padrão de serrilhado varia de acordo com o funcional e necessidades estéticas da peça de trabalho, e é feito por serrilhado com ferramentas especiais e rodas de serrilhado. A escolha do padrão certo é crítica para o uso final do produto, e os padrões de serrilhado comuns são os seguintes:
- Serrilhado reto: Formação de sulcos paralelos na superfície da peça de trabalho, usado principalmente para melhorar a aderência e frequentemente usado quando texturas complexas não são necessárias. A operação é rolar com uma ferramenta serrilhada no torno para formar um sulco reto uniforme, que é adequado para cabos de ferramentas, botões, etc., e é fácil de segurar.
- Serrilhado diagonal: A linha do sulco é inclinada na superfície da peça de trabalho, o padrão é mais dinâmico e o efeito visual é melhor. Processado por ferramentas de rolo, ele tem aderência e estética, sendo comumente encontrado em artigos de decoração de consumo, como canetas, cabos, etc.
- Serrilhado para a direita: A superfície tem uma crista diagonal que se inclina para cima da esquerda para a direita, que é usinada por ferramentas de serrilhado em equipamentos como tornos. Usado para melhorar a aderência ou a aparência, como ferramentas manuais, cabos de ferramentas, etc.
- Serrilhado para a esquerda: Em contraste com o destro, a linha da crista se inclina para baixo da esquerda para a direita, o mesmo princípio, mas espelhado na direção. É adequado para peças que exigem uma orientação de textura específica e é usado para melhorar a aderência, bem como a rotação para a direita, como cabos de ferramentas.
- Serrilhado em diamante (serrilhado cruzado): Um padrão em forma de diamante que forma um cruzamento e é feito por dois conjuntos de rodas de serrilhado inclinadas invertidas pressionadas no material. Ele tem uma pegada forte e é usado em cabos de ferramentas, barras de halteres e outros lugares escorregadios, e é comumente usado em várias indústrias.
- Serrilhamento em espiral:Um padrão em espiral é formado ao longo da superfície da peça de trabalho, e a roda de serrilhamento é rolada em um ângulo para melhorar o atrito de peças giratórias ou de aperto firme, e também pode ser usada para estética.
- Anel anular: Formado na circunferência da peça de trabalho no formato de sulcos paralelos concêntricos, com um torno ou máquina especial, prensado ou laminado por ferramentas de serrilhamento. É fácil de processar e pode melhorar a aderência de objetos cilíndricos, comumente encontrados em cabos de ferramentas e barras de halteres.
- Serrilhado côncavo:O padrão é dobrado para dentro para formar um formato côncavo e é gravado por uma roda de serrilhado especial.É adequado para cabos de ferramentas, guidões de bicicleta, etc., que precisam ser segurados confortavelmente, e não é fácil cansar as mãos após uso prolongado.
- Serrilhado convexo: Há um padrão circular que se projeta para fora e é gravado por uma roda de serrilhado especial. É adequado para cabos de ferramentas que exigem uma pegada suave e firme, etc., e pode reduzir os pontos de pressão das mãos.
- Serrilhado quadrado: Formando um padrão de grade quadrada, que é cortado ou enrolado com uma ferramenta de serrilhado com um formato de dente específico. Pega forte, usada para cabeças de parafusos, maçanetas e outros lugares escorregadios.
- Serrilhado chanfrado:Há um padrão de crista oblíqua, feito com uma ferramenta de serrilhado com dentes oblíquos. Melhora a aderência de objetos cilíndricos, adequado para cabos de ferramentas, etc., e tem um melhor efeito de manuseio ao girar.
Qual a diferença entre serrilhado diamantado e serrilhado cruzado?
A seguir está uma tabela de comparação de serrilhado diamantado e serrilhado cruzado, que fornece uma análise detalhada das diferenças entre os dois a partir de múltiplas dimensões:
| Comparar dimensões | Serrilhado em forma de diamante | Serrilhado cruzado |
|---|---|---|
| Definição e morfologia do padrão | Um tipo de serrilhado reticulado, a superfície é cruzada diagonalmente para formar uma saliência ou dente regular em forma de diamante, geralmente em um ângulo de 45° ou 30°, enfatizando simetria e decoração. | Uma variante do serrilhado de crista reta, o grão é uma linha reta que cruza verticalmente para formar uma ranhura ou protuberância em forma de cruz, com maior foco na aderência funcional. |
| Método de processamento | São necessárias rodas de serrilhamento especiais, e materiais duros (como aço inoxidável) precisam usar ferramentas de corte de duas rodas para obter linhas claras por meio de corte oblíquo e laminação múltipla. | Usando rodas de serrilhamento de grão reto, o padrão cruzado é formado por meio de uma única extrusão ou corte, e a ferramenta é mais versátil. |
| Cenários típicos de aplicação | Dispositivos portáteis de alto atrito (corrimãos de metrô, equipamentos de ginástica), superfícies decorativas, antiderrapantes e bonitas. | Cabos de ferramentas, maçanetas, joias e outros cenários que exigem funções antiderrapantes básicas têm um design simples e prático. |
| Visuais | As formas de diamante brilhantes e dispostas regularmente realçam a textura metálica, tornando-a adequada para designs que exigem alto reconhecimento. | O padrão de cruz reta é simples e claro, a pegada é visualizada, mas a decoração é fraca e tende a ser utilitária. |
| Desafios do processo | Ao usinar materiais duros, a pressão radial é alta, o que requer ferramentas especiais e controle de processo, e o custo é alto. | A textura é simples e tem ampla adaptabilidade ao material, mas o design complexo pode enfraquecer a estrutura do material. |
| Diferenças na percepção do usuário | Quando segurada, a pele é inserida em cavidades circulares para distribuir a pressão, confortável e antiderrapante; Visualmente mais refinado e de alta qualidade. | Os relevos de grão reto fornecem atrito direto, mas bordas afiadas podem aumentar o risco de arranhões e são menos decorativas. |
O serrilhado em forma de diamante é melhor em termos de decoração e conforto, e é adequado para designs que precisam equilibrar beleza e funcionalidade; O serrilhado cruzado é baseado em pegada simples e eficiente, que é mais adequada para cenas com altos requisitos de antiderrapante, mas baixos requisitos decorativos.Existem diferenças significativas na complexidade do processamento, custo e experiência do usuário final.
Quais materiais exigem parâmetros especiais de serrilhado?
A seguir está um resumo dos parâmetros especiais necessários para serrilhado de ligas de alumínio (6061-T6), aço inoxidável (316L) e plásticos de engenharia (POM):
| Material | Parâmetros especiais de serrilhado |
|---|---|
| Liga de alumínio (6061-T6) | 1.Pré-resfriamento: Deve ser pré-resfriado a -10°C para evitar que o material grude no faca. 2.Taxa de avanço: A taxa de avanço deve ser controlada em ≤0,1 mm/rev para garantir a qualidade do processamento. 3.Dureza do rolo: A dureza dos rolos precisa atingir HRC 62+ para lidar com as características de dureza das ligas de alumínio. |
| Aço inoxidável (316L) | 1.Óleo de corte: Óleo de corte vulcanizado precisa ser aplicado para reduzir o aumento de temperatura local de 800°C durante o processamento. 2.Compensação de pressão: A pressão precisa ser aumentada para 1200N/cm². para compensar o endurecimento do aço inoxidável. |
| Plásticos de Engenharia (POM) | 1.Temperatura do rolo: A temperatura do rolo deve ser mantida a 80°C, e o processo de laminação a quente deve ser adotado. 2.Limite de profundidade da tatuagem: A profundidade do grão deve ser limitada a 0,2 mm para evitar rachaduras no material. |
Nota de análise:
- Alumínio Liga (6061-T6): Devido à viscosidade das ligas de alumínio, o pré-resfriamento é necessário. Ao mesmo tempo, controlar a taxa de avanço e a dureza do rolo pode garantir estabilidade e qualidade da superfície durante a usinagem.
- Aço inoxidável (316L): O fenômeno de endurecimento por trabalho do aço inoxidável é óbvio, portanto, é necessário aumentar a pressão de usinagem. A aplicação de óleo de corte vulcanizado pode efetivamente reduzir a temperatura de usinagem, reduzir o desgaste da ferramenta e a deformação da peça de trabalho.
- Plásticos de Engenharia (POM):O material POM é sensível à temperatura, e o processo de laminação a quente pode melhorar a eficiência e a qualidade do processamento. Limitar a profundidade do grão é para evitar rachaduras no material devido à deformação excessiva.
Quais são os custos ocultos do serrilhamento inadequado?
No processo de serrilhamento, se não for feito corretamente, uma série de custos ocultos serão incorridos, refletidos principalmente nos seguintes aspectos:
Perda de ferramenta
Ao usinar peças de aço com rolos de carboneto de tungstênio, a vida útil da ferramenta é muito curta, e geralmente é de apenas 200 a 300 peças, e a ferramenta precisa ser trocada com frequência, o que aumenta muito o custo. Além disso, toda vez que uma ferramenta é substituída, não só custa comprar uma nova ferramenta, mas também é preciso parar a linha de produção, o que aumenta o custo de substituição da ferramenta devido ao desgaste e ao tempo de inatividade em 0,15 a 0,35 por peça de trabalho.
A taxa de defeitos aumenta
Para peças de trabalho com requisitos de alta precisão, como peças de automóveis, se o padrão de serrilhado estiver desalinhado em mais de 0,05 mm, ele só poderá ser descartado, e a taxa de descarte aumentará repentinamente. Além disso, o retorno elástico do material geralmente resulta em profundidade insuficiente de serrilhado, o que pode levar a rejeições de até 12%, aumentando ainda mais os custos.
Produtividade reduzida
Trocas frequentes de ferramentas, ajustes constantes de equipamentos,e o aumento do tempo de inatividade está diminuindo a eficiência geral da produção. Esses produtos defeituosos precisam ser retrabalhados ou reproduzidos, o que consome muitos recursos de produção e torna o progresso da produção mais lento.
Custo do controle de qualidade
Para garantir a precisão do padrão serrilhado, é necessário realizar a inspeção de qualidade com mais frequência, e o custo da inspeção aumentará naturalmente. Além disso, mais pessoas precisam ser organizadas para ajustar o equipamento e lidar com produtos defeituosos, e os custos de mão de obra também aumentaram.
Desperdício de material
Há cada vez mais peças defeituosas e sucateadas, materiais são desperdiçados e o custo das matérias-primas também está aumentando. Com mais sucata, o gerenciamento de estoque se torna mais complexo e os custos de estoque aumentam.
Perda de confiança do cliente
Com tantos problemas na produção, é fácil levar a atrasos na entrega, e a satisfação do cliente definitivamente sofrerá. Se a taxa de defeitos for alta, haverá mais reclamações de clientes e a reputação da empresa será prejudicada.
Custos de manutenção do equipamento
O equipamento é constantemente ajustado e ferramentas são substituídas, e o equipamento se desgasta mais rápido, e o custo de manutenção e reparo é maior. Para poder substituí-los a tempo, mais peças de reposição tiveram que ser estocadas, e o custo do inventário aumentou em outra quantia.
Quais são as alternativas quando o serrilhado falha?
No caso defalha do serrilhado, podemos considerar as seguintes alternativas:
Microjateamento
O microjateamento usa partículas de alumina de 60 a 80 mesh para atingir uma rugosidade de superfície de Ra 2,5 a 4,5μm. Do ponto de vista da relação custo-benefício, é 40% mais barato do que o serrilhado, então se você tem um orçamento limitado, é uma boa escolha. No entanto, sua resistência à abrasão não é ideal, apenas um terço do serrilhado, então é ideal usá-lo em locais onde a resistência ao desgaste não é alta.
Textura de gravação a laser
A gravação a laser com um laser de fibra de 20 W pode atingir uma velocidade de varredura de 3000 mm/s. É muito preciso e pode obter texturas de logotipo personalizadas com uma precisão de 0,05 mm, o que é útil para aquelas aplicações que exigem alta precisão, como o design de textura de aparência de produtos eletrônicos de última geração. Além disso, tem a flexibilidade de projetar uma ampla variedade de texturas e padrões complexos, o que é especialmente adequado para necessidades de personalização personalizadas, seja uma forma artística única ou um estilo de design de nicho.
Gravação química
A gravação química é o uso de uma solução química para gravar a superfície da peça de trabalho para formar a textura desejada. É adequado para uma ampla gama de materiais, como aço inoxidável comum, liga de alumínio e outros materiais metálicos. O custo é relativamente baixo, mas é necessário prestar atenção ao tratamento de resíduos químicos líquidos, afinal,problemas de proteção ambiental não podem ser ignorados, e o processo de tratamento de resíduos químicos líquidos deve ser rigorosamente controlado para evitar poluição ao meio ambiente.
Usinagem eletroquímica
Este tipo de usinagem é a formação de uma textura na superfície da peça de trabalho por meio de uma reação eletroquímica. Sua vantagem está em sua alta precisão e na capacidade de executar texturização fina de formas complexas. Da perspectiva da proteção ambiental, é relativamente ecologicamente correto e não produzirá uma grande quantidade de resíduos poluentes. No entanto, a desvantagem é que o investimento em equipamento é relativamente alto, e é necessário investir uma grande quantia de dinheiro no estágio inicial para comprar equipamento profissional.
Textura de usinagem
Com a ajuda de ferramentas de máquinas CNC, fresagem, gravação e outros métodos são usados para texturização. Pode atingir texturização de alta precisão e é adequado para projetos de produção de alto volume. No entanto, também há o problema do alto investimento em equipamentos, mas se o projeto exigir alta precisão e for produzido em grandes quantidades, a longo prazo, esse método ainda pode garantir a qualidade do produto e a eficiência da produção.
Revestimento de superfície
Revestimento de superfície é a pulverização ou deposição de um revestimento texturizado na superfície da peça de trabalho. Uma ampla gama de materiais de revestimento pode ser usada, como cerâmicas, polímeros, etc. Sua resistência ao desgaste variará de acordo com os diferentes materiais de revestimento,portanto, é necessário escolher o material de revestimento apropriado de acordo com o cenário de aplicação específico, como revestimento cerâmico pode ser selecionado em peças industriais que exigem alta resistência ao desgaste; Em algumas aplicações onde estética e resistência à corrosão são necessárias, revestimentos de polímero podem ser mais adequados.
Impressão a quente
Impressão a quente é o processo de criação de uma textura na superfície da peça de trabalho aplicando calor e pressão. É principalmente adequado para materiais não metálicos, como plásticos, borracha, etc. O custo é relativamente baixo e a eficiência é muito alta na produção em massa, e os produtos com a mesma textura podem ser copiados rapidamente, por isso são amplamente usados na produção em larga escala de produtos plásticos e de borracha.
Resumo
O propósito do serrilhado é muito mais do que simples decoração de superfície. É uma combinação perfeita de funcionalidade e valor estético. Ao aumentar o atrito, fornecer efeitos decorativos, garantir a função antiderrapante, otimizar a experiência operacional e melhorar a durabilidade, o serrilhado desempenha um papel importante em muitos campos, como máquinas, decoração de casa e equipamentos de ginástica. Com o desenvolvimento da tecnologia CNC, a precisão e a consistência da tecnologia de serrilhado serão ainda mais aprimoradas, e seus cenários de aplicação continuarão a se expandir,trazendo continuamente inovação e valor para todas as esferas da vida.
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Perguntas frequentes
1. O que é serrilhado? Qual é sua finalidade?
Serrilhado é um processo de usinagem de metais que forma texturas irregulares regulares ou irregulares na superfície de uma peça de trabalho por meio de ferramentas de laminação e é comumente encontrado em peças mecânicas, cabos de ferramentas e outros cenários. O objetivo principal é melhorar a funcionalidade (por exemplo, antiderrapante, antirrotação, melhorar a estabilidade da pegada) e a estética (para dar ao produto um efeito decorativo exclusivo por meio do design de textura para melhorar o reconhecimento visual). Por exemplo, em ambientes úmidos, as superfícies serrilhadas reduzem significativamente o risco de deslizamento; Em instrumentos de precisão, as texturas serrilhadas podem melhorar a precisão operacional e a experiência do usuário.
2. Qual é a importância do serrilhado?
A importância do serrilhado se reflete nas dimensões duplas de segurança e valorização. No nível funcional, ele garante a estabilidade de ferramentas e peças mecânicas em operação de alta frequência, aumentando o coeficiente de atrito da superfície e evita erros de operação ou acidentes causados por deslizamento; No nível estético, o serrilhado pode dar a um produto uma sensação de sofisticação e reconhecimento de marca, por exemplo, ferramentas de ponta geralmente mostram qualidade por meio da textura do serrilhado, aumentando assim a capacidade premium do mercado. Além disso, o serrilhado esconde marcas de processamento,melhora o acabamento da superfície e aprimora a textura geral.
3. Quais são os dois motivos para o serrilhado?
Os dois principais motivos para o serrilhado são: orientados pela função (por exemplo, antiderrapante, antiafrouxamento para garantir estabilidade operacional) e orientados pelo design (para aumentar o valor agregado do produto por meio da estética textural). No nível funcional, o serrilhado pode otimizar a experiência de interação humano-computador, por exemplo, o design do serrilhado de botões e alças pode reduzir significativamente a fadiga operacional; No nível de design, texturas serrilhadas personalizadas podem se tornar identidade de marca, como em interiores de carros ou acessórios de luxo, a serrilha é frequentemente usada para transmitir detalhes do processo e tonalidade da marca, formando uma competitividade diferenciada.
4. Quais são as vantagens da serrilha?
As vantagens da serrilha incluem: maior atrito (antiderrapante e antiderrapante, melhora a segurança operacional), resistência ao desgaste e durabilidade (a textura melhora a dureza da superfície e prolonga a vida útil) e estética e requintada (por meio de textura personalizada para aumentar o valor agregado do produto e aumentar o apelo de mercado).
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