La rugosité de surface quantifie les déviations microscopiques dans la géométrie d'une pièce usinée.Même les surfaces usinées de précision révèlent des sommets et des vallées. Ces minuscules imperfections constituent une rugosité de surface.Dans l'usinage CNC, les chemins des outils, les mécanismes d'enlèvement des matériaux et de nombreuses variables laissent des traces caractéristiques qui influencent les performances des pièces.

Cette propriété physique mesurable décrit les caractéristiques de la texture après l'usinage primaire ou les processus de finition (comme le sablage ou le polissage).2021 définir les principaux paramètres de quantification des irrégularités de surface.

Les fabricants s'appuient sur des mesures standardisées pour caractériser la texture de surface:

• Ra (graisse moyenne arithmétique):Le paramètre le plus courant représentant l'écart moyen par rapport au profil de surface moyen.
• Rz (hauteur maximale moyenne):Mesure la différence moyenne entre les sommets les plus élevés et les vallées les plus profondes sur les longueurs d'échantillonnage.
• RP (hauteur maximale du profil):Identifie le sommet le plus élevé par rapport à la ligne moyenne.
• Rv (profondeur maximale de la vallée du profil):Enregistre la vallée la plus profonde sous la ligne moyenne.
• La couche (direction de la texture de surface):Décrit l'orientation prédominante des motifs de surface.

Parmi ceux-ci, le Ra (mesuré en micromètres) sert de référence universelle. Les valeurs inférieures indiquent des surfaces plus lisses.

La rugosité de la surface a une influence profonde sur plusieurs aspects de la performance des pièces:

• Caractéristiques de frottement:Les surfaces plus rugueuses augmentent le frottement statique pour une meilleure adhérence, tandis que les finitions plus lisses réduisent le frottement dynamique des composants en mouvement.
• Adhérence du revêtement:Les vallées microscopiques améliorent la rétention du revêtement en fournissant des points d'ancrage mécaniques.
• Qualité esthétique:La texture de la surface détermine les propriétés de réflexion de la lumière, affectant l'apparence visuelle des finitions mates aux miroirs.
• Coûts de fabrication:L'obtention de valeurs Ra plus faibles nécessite des vitesses d'usinage plus lentes, des passages multiples et souvent des opérations secondaires, ce qui a un impact significatif sur l'économie de la production.

Il faut également tenir compte de la conductivité électrique, des performances d'étanchéité, des propriétés hygiéniques et des caractéristiques optiques.Le niveau de rugosité optimal dépend entièrement de l'application prévue de la pièce.

Les procédés CNC produisent généralement une rugosité de surface comprise entre 0,1 μm Ra (ultra-lissé) et 6,3 μm Ra (usinage standard).

Cette finition commerciale par défaut montre des marques d'outil visibles, mais offre une fonctionnalité adéquate pour la plupart des applications.Recommandé pour les composants structurels et les pièces non critiques dont la finition de surface n'affecte pas les performances.

Applications typiques:Cadres de machines, couvertures de moteurs automobiles, équipements d'outils industriels.

Grâce à des paramètres de coupe optimisés, il augmente les coûts d'environ 2,5% par rapport au niveau de base.

Applications typiques:Barres de piston hydraulique, boîtes de vitesses basse vitesse, fixations de précision, boîtiers électroniques.

Cette finition de qualité supérieure nécessite un usinage minutieux et des passages de finition légers.

Applications typiques:Des engrenages de précision, des vannes hydrauliques, des instruments médicaux, des composants de bijoux.

La finition CNC la plus fine exige un usinage méticuleux, souvent suivi d'un polissage.

Applications typiques:Des roulements aérospatiaux, des cylindres pneumatiques, des composants optiques, des moules de précision.

Le choix de la valeur Ra appropriée nécessite un équilibre entre trois facteurs clés:

Considérez les exigences opérationnelles de la pièce ¥ si elle nécessite un minimum de frottement, une adhérence maximale, une adhérence optimale du revêtement ou des propriétés optiques spécifiques.Les composants dynamiques bénéficient généralement de finitions plus lisses, tandis que les assemblages statiques peuvent nécessiter une rugosité contrôlée.

Pour les pièces décoratives ou les composants visibles, la texture de surface a un impact significatif sur l'attrait visuel.6 μm Ra) produisent une apparence mate.

Des valeurs de Ra inférieures nécessitent plus de temps d'usinage, des outils spécialisés et souvent des opérations secondaires.Évaluer si les avantages de performance justifient les coûts de fabrication supplémentaires pour votre application spécifique.

Plusieurs facteurs influencent les finitions de surface possibles:

• Vitesse de coupe:Des vitesses plus élevées améliorent généralement la qualité de la finition, mais peuvent augmenter la production de chaleur.
• Taux d'alimentation:Des flux plus lents permettent un retrait plus précis des matériaux pour des surfaces plus lisses.
• Profondeur de coupe:Les passages plus peu profonds minimisent la déviation et les vibrations de l'outil.

• Géométrie des outils:Les bords tranchants avec des angles de râpe optimaux produisent des coupes plus propres.
• Condition de l'outil:Les outils usés dégradent la qualité de la surface et augmentent la rugosité.
• Matériau des outils:Les matériaux d'outils plus durs (carbure, diamant) maintiennent la netteté plus longtemps.

Les vibrations de la machine, la fixation de la pièce et le contrôle de la température ont tous une incidence sur la texture de la surface.

Les caractéristiques de la pièce comme la dureté, l'expansion thermique et la tendance au durcissement influencent les finitions de surface possibles.

Les opérations secondaires peuvent encore affiner la texture de la surface:

• Pour le polissage ou le broyage:Élimine progressivement le matériau pour obtenir des finitions miroir.
• Le soufflage de perles:Crée des textures mates uniformes grâce à l'impaction abrasive.
• Le brossage:Produit des finitions directionnelles en satin à l'aide de pinceaux abrasifs.

Bien qu'ils soient souvent utilisés de manière interchangeable, ces termes ont des significations distinctes:

• Roughness de surface:Décrit quantitativement les irrégularités de texture microscopiques (mesurées en Ra, Rz, etc.)
• Finition de surface:Comprend à la fois la texture et l'état général de la surface, y compris les traitements appliqués (anodisation, revêtement, peinture)

Plusieurs techniques permettent de vérifier la qualité de la texture des surfaces:

• Profilomètres de contact:Utilisez des styles à pointe de diamant pour tracer physiquement les contours de la surface.
• Méthodes sans contact:Utilisez des lasers ou des systèmes optiques pour des surfaces délicates.
• Microscopie de la force atomique:Fournit une résolution de niveau nanométrique pour des surfaces ultra-précises.
• Échantillons de comparaison:Une correspondance visuelle avec des échantillons de rugosité standardisés.

La rugosité de surface représente une dimension critique de la qualité de l'usinage CNC, influençant les performances fonctionnelles, les coûts de fabrication et l'esthétique du produit.critères de sélection, et méthodes de contrôle, les ingénieurs peuvent optimiser les pièces pour leurs applications prévues.Une spécification et une vérification appropriées de la texture de surface garantissent que les composants répondent aux exigences techniques et aux attentes de qualité.