CNC加工是一種高度精確和精密的製造工藝，可以製造出公差小至0.025毫米的零件。由於它是一種基於減法的製造方法，在零件的加工過程中難免會在成品表面留下細微的切痕，這在一定程度上導致了表面的粗糙度。
什麼是表面粗糙度？
表面粗糙度是對零件表面平均紋理的測量，這裡指的是數控加工後的表面粗糙度。有不同的參數用於定義表面粗糙度，其中Ra（平均粗糙度）是比較常見的。Ra是通過計算表面高度和深度之間的差異得出的。在顯微鏡下進行測量時，Ra通常以微米（×10⁻⁶ m）為單位進行量化。需要明確的是，表面粗糙度與表面光潔度是兩個不同的概念。儘管透過如陽極氧化、噴砂和電鍍等精加工技術可以改善機加工零件的表面光潔度，但表面粗糙度特指零件加工後直接呈現的表面紋理。
如何實現不同的表面粗糙度？
通常零件加工後的表面粗糙度並非隨機產生，而是經過精心策劃和控制以達到特定標準。這意味著表面粗糙度值是預先設定的。然而，這並不意味著可以隨意指定任何值。在製造行業中，存在一系列被廣泛接受的Ra值標準，如ISO 4287所規定，這些標準在數控加工過程中可以明確指定。這些標準值的範圍廣泛，從25微米到0.025微米不等，以滿足不同製造和後處理操作的需求。
我們提供四種表面粗糙度等級，這些等級也是數控加工應用的典型指定值：
- 3.2 μm Ra
- 1.6 μm Ra
- 0.8 μm Ra
- 0.4 μm Ra
不同的應用對表面粗糙度有著不同的要求。只有在特定需求下，才會指定較低的表面粗糙度。這是因為較低的Ra值意味著需要更多的加工操作和更嚴格的質量控制，這將不可避免地增加加工成本和時間。因此，在需要特定表面粗糙度的情況下，通常不會首選後處理操作，因為這些操作難以精確控制，可能會對零件的尺寸公差產生不利影響。
在某些應用中，表面粗糙度對零件的功能、性能和耐用性具有顯著影響。它直接關係到零件在使用過程中的摩擦係數、噪音水平、磨損程度、發熱情況以及粘合性。這些因素的重要性因具體的應用場景而異。因此，儘管在某些情況下，零件的表面粗糙度可能並不顯得那麼關鍵，但在許多其他應用中，它卻起著至關重要的作用。這些應用場景包括但不限於高張力、高應力和高振動環境、需要精確配合和順暢移動的組件、快速旋轉的部件以及醫療植入物等。正如之前所述，不同的應用對表面粗糙度有著各不相同的嚴格要求。
下面將介紹 Xometry擇冪所提供的粗糙度等級，以及為您的應用選擇合適的 Ra 值所需了解的所有信息。
3.2 μm Ra
這是標準的商用機器表面處理。它適用於大多數消費零件，足夠光滑，但含有明顯的切痕。除非另有規定，否則默認採用這種表面粗糙度。
3.2 μm Ra 是建議用於承受應力、負載和振動的零件的最大表面粗糙度。當負載較輕、運動緩慢時，它也可用於運動表面的配合。加工時要高速、細進給、輕切削。
1.6 μm Ra
通常情況下，使用該選項只會有輕微可見的切割痕跡。此 Ra 值建議用於緊密配合和受力零件，對於緩慢移動和輕負載表面也足夠。但它不適用於快速旋轉部件和劇烈振動部件。這種表面粗糙度是在受控條件下，通過高速、細進給和輕切削加工出來的。
價格：對於標準鋁合金（如 3.1645），該選項會使生產價格增加約 2.5%。隨著零件的複雜程度增加，價格也會增加。
0.8 μm Ra
這種表面光潔度被認為是高等級的，生產時需要非常嚴格的控制，因此成本較高。適用於應力集中的零件。當運動偶爾發生、負載較輕時，可用於軸承。
價格：對於標準鋁合金（如 3.1645），該選項會使生產價格增加約 5%。隨著零件的複雜程度增加，價格也會增加。
0.4 μm Ra
這種表面粗糙度達到更精細的級別（技術術語稱之為「更不粗糙」），代表非常高品質的表面處理。特別適用於承受高張力或應力的零件，軸承和軸等快速旋轉部件也需要這種表面粗糙度。由於製造此表面粗糙度所需工序更繁瑣，因此僅在平滑度至關重要的情況下才會選擇使用。
價格：對於標準鋁合金（如 3.1645），該選項會使生產價格增加約 11-15%。隨著零件的複雜程度增加，價格也會增加。
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