La rugosité de surface a longtemps été associée à l'attrait visuel d'un composant.Les spécialistes de la fabrication notent que la rugosité de la surface influence considérablement les coefficients de frottement, résistance à l'usure, résistance à la fatigue et efficacité de la lubrification.

Par exemple, un arbre tournant à l'intérieur des roulements nécessite une surface extrêmement lisse pour minimiser le frottement et prévenir une défaillance prématurée.les surfaces destinées à la peinture ou au collage peuvent nécessiter une rugosité contrôlée pour assurer une adhésion adéquate du revêtementLa sélection d'une rugosité de surface appropriée en fonction des exigences spécifiques de l'application est donc primordiale.

L'orientation principale de la texture de surface, connue sous le nom de "direction de texture", est déterminée par les processus d'usinage et les motifs de mouvement des outils.Cette direction affecte les modes d'usure et la distribution du lubrifiantDans les roulements coulissants, par exemple, la texture alignée parallèlement à la direction de coulissement maintient les films de lubrifiant plus efficacement, réduisant le frottement et l'usure.l'orientation de la texture perpendiculaire peut perturber les films de lubrifiant, augmentation du frottement.

Le contrôle de la hauteur et de la direction de la texture entre le sommet et la vallée constitue la pierre angulaire pour garantir que la fonctionnalité des composants respecte les spécifications de conception.représentant un aspect essentiel du contrôle de la qualité de l'usinage CNC.

Pour transformer les descriptions subjectives de "lissure" en normes objectives et reproductibles, les ingénieurs utilisent des paramètres spécifiques.représentant la moyenne arithmétique des écarts du profil de surface par rapport à la ligne centraleIl fournit un indicateur général fiable de la texture de la surface et sert de spécification par défaut sur la plupart des dessins techniques.

Cependant, les valeurs de Ra ne caractérisent pas entièrement toutes les caractéristiques de surface. Les surfaces avec des rayures occasionnelles ou des rainures profondes peuvent montrer des valeurs de Ra trompeuses en raison des effets de moyenne.Cette limitation a conduit au développement des valeurs de Rz, qui mesurent la hauteur maximale moyenne entre les sommets et les vallées.Il est donc particulièrement important pour les surfaces d'étanchéité où des imperfections microscopiques pourraient causer des fuites..

Les ingénieurs précisent la rugosité requise sur les plans techniques, tandis que les machinistes vérifient la conformité à l'aide de profilomètres.La sélection des valeurs Ra appropriées implique un équilibre entre les exigences de performance et les coûts de productionPour obtenir des surfaces plus lisses (valeurs Ra inférieures), il faut généralement des vitesses d'usinage plus lentes, des coupes plus fines,et souvent des post-traitements supplémentaires tels que le broyage ou le polissage, ce qui augmente le temps et les coûts de production..

Le tableau montre comment la diminution des valeurs de Ra est corrélée à l'augmentation des coûts relatifs.La sélection de la rugosité de surface nécessite donc une considération attentive des exigences de performance et des contraintes budgétaires pour identifier les points d'équilibre optimaux.

L'obtention de la rugosité de surface souhaitée résulte d'un contrôle précis des variables interdépendantes.La maîtrise de ces facteurs s'avère essentielle pour produire des composants de haute qualité qui répondent à la fois aux exigences fonctionnelles et budgétairesLes principaux éléments d'influence sont les paramètres de coupe, la géométrie de l'outil et la configuration de la machine.

Les paramètres de coupe représentent le groupe de variables les plus importants affectant la rugosité de la surface, comprenant la vitesse d'alimentation, la vitesse de coupe et la profondeur de coupe, chacun ayant une incidence substantielle sur la finition finale de la surface.

• Taux d'alimentation:La vitesse à laquelle l'outil avance le long de la pièce à usiner. Des vitesses d'alimentation plus faibles produisent des surfaces plus lisses en réduisant les marques de l'outil, mais des vitesses trop faibles peuvent provoquer le frottement de l'outil plutôt que la coupe.qualité de surface dégradante.
• Vitesse de coupe:La vitesse de rotation de la pièce à usiner. Des vitesses plus élevées améliorent généralement la finition de la surface en réduisant les vibrations et les bavardages, bien que des vitesses excessives puissent provoquer une surchauffe et une usure de l'outil.
• Profondeur de coupe:Les opérations de finition nécessitent des coupes peu profondes pour minimiser la pression et les vibrations de l'outil,Bien que des coupes trop peu profondes puissent à nouveau provoquer des frottements plutôt que des coupes.

La géométrie de l'insert de coupe s'avère cruciale.L'acuité de l'outil est tout aussi critique., dégradant considérablement la finition de surface.

• Radius du nez:Des rayons plus grands lissent les chemins des outils en créant des rainures plus larges et plus peu profondes, bien que des dimensions excessives puissent induire des vibrations.
• Poids de l'outil:Les outils plus tranchants produisent des coupes plus propres et des finitions plus fines, ce qui rend indispensable l'inspection et le remplacement réguliers des inserts usés.

Les propriétés du matériau comme la dureté et la ductilité influencent les réponses d'usinage.Alors que les matériaux extrêmement durs accélèrent l'usure des outils, les deux scénarios ont un impact négatif sur la finition de la surface..

• Dureté:Les matériaux plus durs nécessitent des outils plus résistants à l'usure et des vitesses de coupe / taux d'alimentation plus faibles.
• Ductilité:Les matériaux plus ductiles ont besoin d'outils plus tranchants et de vitesses de coupe plus élevées avec des taux d'alimentation plus faibles pour éviter les taches.

Toute vibration ou bruit lors de l'usinage se transmet directement aux surfaces des composants, créant des défauts.Les machines CNC bien entretenues, combinées à une serrure sûre de la pièce et à un dépassement minimal de l'outil, sont essentielles pour obtenir des finitions de surface fines.

• Rigidité de la machine:Une plus grande rigidité résiste mieux aux vibrations, ce qui permet des finitions plus fines.
• Partie de travail:Le serrage sécurisé empêche le mouvement pendant la coupe.
• Surplomb de l'outil:Des surplombs plus courts augmentent la rigidité et améliorent la qualité de la finition.

Pour traduire ces connaissances en pratique, considérons ces cinq techniques essentielles:

1. Réduction du taux d'alimentation:La méthode la plus efficace pour diminuer la hauteur de la marque de l'outil.
2. Accélération de la coupe:Des vitesses de fuseau plus élevées produisent des coupes plus propres, mais surveillez la surchauffe et l'usure des outils.
3. Utilisez des outils dont le rayon de nez est plus grand:Des rayons plus grands lissent les chemins des outils en aplatissant les crêtes microscopiques.
4. Maintenir la netteté des outils:Vérifiez et remplacez régulièrement les inserts usés pour préserver une action de cisaillement propre.
5. Optimiser la rigidité de la machine:Utilisez un dépassement minimal de l'outil et assurez-vous que la pièce est serrée en toute sécurité pour minimiser les vibrations.

Maîtriser le contrôle de la rugosité de surface dans le tournage CNC représente un aspect fondamental de la fabrication moderne, qui a un impact non seulement sur l'esthétique, mais aussi sur la fonctionnalité, la fiabilité et la longévité des composants de base.La clé réside dans la reconnaissance de la finition de la surface comme un résultat contrôlable plutôt qu'une réflexion tardiveEn comprenant les relations critiques entre les paramètres tels que Ra et Rz, les ingénieurs peuvent spécifier avec précision les exigences.

Bien que les surfaces ultra-lisses puissent sembler idéales, elles prennent plus de temps et coûtent plus cher.L'approche la plus efficace consiste à sélectionner la rugosité de surface pour répondre aux besoins fonctionnels sans sur-ingénieriePour cela, il faut une compréhension approfondie des facteurs clés influençant la vitesse de coupe, le taux d'alimentation, la géométrie de l'outil et la stabilité de la machine.les fabricants peuvent produire de manière cohérente des composants fiables dans toutes les applications, des poignées à haut frottement aux roulements à faible frottement;, assurant à la fois la qualité et le rapport coût-efficacité.

En résumé, le contrôle de la rugosité des surfaces de tournage CNC représente une technologie complète exigeant des connaissances théoriques solides et une expérience pratique des ingénieurs et des machinistes.Seulement en tenant compte de la performanceLes coûts et l'efficacité de la production peuvent permettre aux fabricants de fournir des composants qui répondent ou dépassent les attentes des clients.