Imaginez que vous teniez un composant métallique méticuleusement conçu avec une finition miroir qui semble lisse au toucher.imaginez une autre pièce avec une surface légèrement rugueuse qui fournit un frottement fiableCes expériences tactiles distinctes découlent d'un paramètre de fabrication crucial: la rugosité de la surface.La rugosité de la surface n'affecte pas seulement l'apparence d'un composant, mais aussi directement sa fonctionnalité.Comment pouvons-nous comprendre et contrôler la rugosité de la surface? Comment choisir la finition de surface appropriée pour les besoins spécifiques du projet?Cet article fournit une analyse approfondie de la rugosité de surface dans l'usinage CNC pour aider à créer des produits supérieurs.

La rugosité de surface mesure les irrégularités microscopiques sur la surface d'un composant.Des écarts plus importants entraînent des surfaces plus rugueusesCes écarts ne se réfèrent pas à des erreurs de forme macroscopiques, mais à des pics et des vallées microscopiques.

Dans l'usinage CNC, la rugosité de surface est cruciale car elle affecte directement la façon dont les composants interagissent avec leur environnement.amélioration de la résistance à l'usurePar conséquent, la compréhension et le contrôle de la rugosité de la surface sont essentiels pour assurer une performance optimale de la pièce.

La rugosité de la surface influence de manière significative les performances et la fonctionnalité de la pièce de plusieurs façons:

• Frottement et usure:Les surfaces plus lisses ont des coefficients de frottement plus faibles, ce qui réduit l'usure.Les surfaces lisses sont essentielles pour prolonger la durée de vie et améliorer l'efficacité opérationnelle.
• Performance d'étanchéitéLa rugosité de la surface affecte l'efficacité de l'étanchéité: les surfaces rugueuses peuvent provoquer des fuites, tandis que les surfaces lisses offrent une meilleure étanchéité, ce qui est essentiel pour les systèmes hydrauliques et pneumatiques.
• Résistance à la fatigueLes surfaces rugueuses peuvent créer des concentrations de stress, accélérant l'initiation et la propagation des fissures de fatigue, réduisant ainsi la durée de vie des pièces.
• Adhérence du revêtement:La rugosité de surface influence la résistance à l'adhérence des revêtements, peintures ou adhésifs.mais une rugosité excessive peut entraîner une application inégale ou un décollement.
• L'esthétique:La rugosité de la surface a un impact direct sur l'apparence. Les surfaces lisses offrent généralement un meilleur lustre et un meilleur attrait visuel, tandis que les surfaces rugueuses semblent ternes.comme l'électronique grand public ou les intérieurs automobiles, nécessitent une attention particulière à la rugosité de la surface.

La mesure la plus courante de la rugosité de surface est la "rugosité moyenne", généralement exprimée par "Ra." La valeur de Ra représente la moyenne arithmétique des distances absolues entre les points du profil de surface et une ligne médianeEn termes simples, des valeurs Ra plus faibles indiquent des surfaces plus lisses, tandis que des valeurs plus élevées indiquent des finitions plus rugueuses.

Les autres paramètres courants de rugosité de surface sont les suivants:

• Rz:Hauteur maximale du profil, en mesurant la distance verticale entre le sommet le plus élevé et la vallée la plus basse dans la longueur d'évaluation.
• RP:Hauteur du sommet, mesure de la distance verticale du sommet le plus élevé à la ligne médiane.
• Rv: Je ne sais pas.Profondeur de la vallée, mesure de la distance verticale de la vallée la plus basse à la ligne médiane.
• Rmax:Hauteur maximale du profil, représentant la plus grande distance verticale entre les sommets et les vallées dans la longueur d'évaluation.
• RMS:Racine moyenne carrée rugosité, calcul de la racine moyenne carrée des distances des points de profil à la ligne du centre.

Pour mieux comprendre la rugosité de la surface, il est important de connaître ces termes communs:

• Ra (graisse moyenne arithmétique):La moyenne arithmétique des distances absolues entre les points de profil et la ligne centrale est le paramètre de rugosité de surface le plus utilisé.
• Rz (graisse maximale de hauteur):La distance verticale entre le sommet le plus élevé et la vallée la plus basse dans la longueur d'évaluation.
• RP (hauteur maximale du sommet):La distance verticale entre le sommet le plus élevé et la ligne centrale dans la longueur d'évaluation.
• Rv (profondeur maximale de la vallée):La distance verticale de la vallée la plus basse à la ligne médiane dans la longueur d'évaluation.
• Rmax (hauteur maximale du profil):La plus grande distance verticale entre les sommets et les vallées dans la longueur d'évaluation.
• RMS (grossesse carrée moyenne de la racine):La racine moyenne du carré des distances entre les points du profil et la ligne médiane.

Le choix d'une rugosité de surface appropriée nécessite de prendre en considération plusieurs facteurs:

• Fonctionnalité de la pièce:Les composants coulissants ont besoin de surfaces lisses pour réduire le frottement, tandis que les applications à haut frottement nécessitent des finitions plus rugueuses.
• Matériau:Les matériaux présentent des caractéristiques d'usinage distinctes, certains obtiennent des surfaces lisses plus facilement, tandis que d'autres sont mieux adaptés aux finitions rugueuses.
• Processus d'usinageLes différents procédés donnent des niveaux de rugosité différents. Le broyage et le polissage de précision créent des surfaces très lisses, tandis que le sablage produit des textures plus rugueuses.
• Coût:La rugosité des surfaces est corrélée aux coûts d'usinage.
• Pour la post-traitement:Si les pièces nécessitent des traitements supplémentaires tels que le revêtement ou la peinture, l'impact de la rugosité de la surface sur ces processus doit être pris en compte.

Les plages de rugosité de surface courantes comprennent:

• 3.2 μm Ra:Convient à la plupart des composants présentant des traces d'usinage visibles mais un toucher lisse, idéal pour les applications nécessitant une faible rugosité de surface.
• 10,6 μm Ra:Convient pour les pièces nécessitant un contrôle modéré de la rugosité, avec moins de marques d'usinage et une sensation plus lisse utilisée dans les composants coulissants et les joints.
• 00,8 μm Ra:Pour les pièces de haute précision avec des traces d'usinage visibles minimales et des surfaces très lisses, adaptées aux instruments de précision et aux éléments optiques.
• 0.4 μm Ra:Pour les composants de très haute précision avec des finitions miroir et sans traces d'usinage visibles, utilisés dans l'électronique grand public et les pièces aérospatiales.

Différents procédés CNC permettent d'atteindre des gammes de rugosité différentes:

Note: Ces plages sont approximatives; la rugosité réelle de la surface dépend des paramètres du matériau, de l'outillage et de la coupe.

Différentes méthodes de contrôle de la rugosité de surface:

• Sélection des processus appropriés:Les différentes techniques produisent des niveaux de rugosité différents. Le broyage de précision produit des surfaces lisses, tandis que le sablage produit des textures rugueuses.
• Réglage des paramètres de coupe:La vitesse de coupe, le taux d'alimentation et la profondeur influent sur la rugosité.
• Choisir les bons outils:Le matériau de l'outil, sa géométrie et sa netteté influencent la qualité de la surface.
• Utilisation de réfrigérants:Les liquides de refroidissement réduisent la température de coupe et l'usure des outils, améliorant ainsi la finition de la surface.
• Pour la post-traitement:Des traitements supplémentaires tels que le sablage, le polissage ou le placage peuvent modifier davantage la rugosité de la surface.

Au-delà du contrôle direct du procédé CNC, divers traitements de surface améliorent les performances et l'apparence des pièces:

• Le sablage:La projection abrasive à grande vitesse élimine les écailles et l'oxydation tout en créant une rugosité uniforme améliorant l'adhérence et l'apparence du revêtement.
• à haute teneur en dioxyde de carbone:L'oxydation électrochimique crée des couches de protection sur l'aluminium/titane, améliorant la résistance à l'usure/corrosion et permettant la coloration.
• Pour les appareils de traitement de l'air:La déposition chimique des métaux sans électricité améliore la résistance à l'usure/corrosion et la soudabilité.
• Pour les appareils à moteur:Le dépôt électrolytique des métaux améliore la résistance à l'usure/corrosion et la conductivité.
• Peinture:Le revêtement de surface pour la protection, la décoration ou les fonctions spéciales améliore la résistance à la corrosion / à l'usure et l'imperméabilité.
• Pour le polissage:L'élimination mécanique/chimique des micro-protubérances crée des surfaces lisses, améliorant le lustre et réduisant le frottement.

La rugosité de surface peut être mesurée en utilisant:

• Profilomètres de contact:Instruments à stylet de précision mesurant le déplacement vertical le long des surfaces à haute précision mais potentiellement endommagant la surface.
• Pour les produits visés à l'annexe I, point 1.Les scanners optiques/lasers captant les profils de surface sont non destructifs mais légèrement moins précis.
• Comparateurs de rugosité de surface:La comparaison visuelle avec des échantillons de rugosité standardisés est simple mais moins précise.
• Tests de rugosité portables:Des appareils mobiles compacts utilisant généralement des mesures de contact sont idéaux pour les inspections sur le terrain.