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La rugosité de surface des pièces usinées CNC
L'usinage CNC peut fabriquer la pièce avec des exigences de tolérance serrées et des pièces fines de divers métaux ou plastiques, et est l'une des meilleures méthodes d'usinage pour les pièces personnalisées et la production de prototypes. Pendant Usinage CNC, la matière première est éliminée de manière sélective et précise pour produire la pièce qui se rapproche de la forme finale. Ce processus d'usinage est également communément appelé fabrication soustractive. Comme l'outil de coupe CNC enlève en continu la matière première pendant l'usinage, des marques d'outil de coupe visibles seront créées sur la surface de la pièce. Pour la définition de la finition de ces marques d'outils de coupe, nous l'appelons la rugosité de surface des pièces usinées CNC et la divisons en différentes rugosités.
Qu'est-ce que la rugosité de surface et ce qui l'a causée
La surface des pièces après usinage CNC, elle a l'air très lisse mais elle est inégale lorsqu'elle est touchée à la main. Dans la vie quotidienne, les gens ont souvent l'habitude de l'appeler "finition de surface". En fait, la norme internationale unifiée l'appelle « rugosité de surface ». La rugosité de surface fait référence au petit espacement et à l'irrégularité des petits pics et creux de la surface usinée. La distance (distance d'onde) entre les deux crêtes d'onde ou deux creux d'onde est très petite (inférieure à 1 mm), ce qui appartient à l'erreur de reconnaissance de forme géométrique microscopique. Et la valeur de la rugosité de surface est plus petite, plus la surface est lisse.
La rugosité de surface est généralement formée par la méthode de traitement utilisée et d'autres facteurs, tels que le frottement entre l'outil et la surface de la pièce pendant l'usinage, la déformation plastique du métal de surface lorsque les copeaux sont séparés et les vibrations à haute fréquence dans processus d'usinage. En raison des différentes méthodes de traitement et des différents matériaux de la pièce, la profondeur, la densité, la forme et la texture des marques d'outils de coupe laissées sur la surface usinée sont différentes.
Les effets de la rugosité de surface sur les pièces
La rugosité de surface est étroitement liée aux propriétés d'adaptation, à la résistance à l'usure, à la fatigue, à la rigidité de contact, aux vibrations et au bruit des pièces mécaniques, et a un impact important sur la durée de vie et la fiabilité des produits mécaniques. La pièce après l'usinage CNC et la surface de la pièce laisseront de fines marques d'usinage, et plus la rugosité de la surface est petite, plus la surface est lisse. L'influence spécifique de la rugosité de surface sur les pièces peut se référer aux points suivants.
1, la rugosité de surface affecte la résistance à l'usure des pièces. Plus la surface est rugueuse, plus la zone de contact efficace entre les surfaces de contact est petite, plus la pression est élevée et plus l'usure est rapide.
2, la rugosité de surface affecte la stabilité des propriétés d'ajustement. Pour un ajustement avec jeu, plus la surface est rugueuse, plus elle est facile à porter, de sorte que le jeu augmente progressivement au cours du processus de travail ; pour un ajustement serré, en raison de l'aplatissement des pics microscopiques lors de l'assemblage, l'interférence effective réelle est réduite, la force de connexion est réduite.
3, la rugosité de surface affecte la résistance à la fatigue de la pièce. Il existe de grandes vallées ondulées à la surface des pièces rugueuses, qui sont sensibles à la concentration de contraintes telles que les encoches et les fissures dans les angles aigus, affectant ainsi la résistance à la fatigue des pièces.
4, la rugosité de surface affecte la résistance à la corrosion de la pièce. La surface rugueuse permet aux gaz ou liquides corrosifs de pénétrer facilement dans la couche métallique interne à travers les minuscules vallées de la surface, provoquant une corrosion de surface.
5, la rugosité de surface affecte les performances d'étanchéité de la pièce. Les surfaces rugueuses ne peuvent pas être bien ajustées et du gaz ou du liquide fuit à travers les espaces entre les surfaces de contact.
6, la rugosité de surface affecte la rigidité de contact d'une pièce. La rigidité de contact est la capacité de la surface de joint d'une pièce à résister à la déformation de contact sous l'action d'une force externe. La rigidité de la machine est largement déterminée par la rigidité de contact entre les différentes pièces.
7, la rugosité de surface affecte la précision de mesure des pièces. La rugosité de surface de la surface mesurée de la pièce et la surface de mesure de l'outil de mesure affecteront directement la précision de la mesure, en particulier lors d'une mesure précise.
De plus, la rugosité de la surface aura divers degrés d'influence sur le revêtement, la conductivité thermique et la résistance de contact des pièces, la réflectivité et les performances de rayonnement, la résistance au flux de liquide et de gaz et le flux de courant sur la surface du conducteur.
Norme de qualité et sélection de la rugosité de surface
La rugosité de surface de Pièces usinées CNC n'est pas une valeur accidentelle, car la rugosité de la surface est contrôlable et doit seulement être préréglée avant l'usinage. Mais généralement, de nombreuses pièces n'ont pas d'exigences de rugosité de surface spécifiées, à moins qu'elles ne se trouvent dans certaines industries spécifiques, telles que certaines pièces rotatives, les scènes de vibration, les implants médicaux, etc.
Différents domaines d'application nécessitent différentes rugosités de surface. Comment choisir une valeur de rugosité de surface pour votre pièce, la première chose que nous devons considérer est que la surface de la pièce doit non seulement répondre aux exigences fonctionnelles, mais aussi tenir compte de la rationalité économique. La sélection spécifique peut être déterminée par analogie en référence aux dessins de pièces similaires existants. Dans l'optique de répondre aux exigences fonctionnelles de la pièce, une valeur de paramètre de rugosité de surface plus grande doit être sélectionnée autant que possible pour réduire le coût d'usinage CNC. D'une manière générale, la surface de travail, la surface de contact, la surface d'étanchéité, la surface de friction avec une vitesse de déplacement élevée et une pression unitaire élevée des pièces ont des exigences élevées en matière de douceur et de douceur de la surface, et la valeur du paramètre doit être plus petite. Pour les surfaces non fonctionnelles, les surfaces non concordantes et les surfaces avec une faible précision dimensionnelle, les valeurs des paramètres peuvent être plus grandes pour réduire les coûts d'usinage.
Conformément à la norme de rugosité d'usinage ISO2632/1-1975, dans l'atelier d'usinage CNC DDPROTOTYPE, nous fabriquons des pièces de haute qualité pour les clients selon les quatre valeurs de paramètre de rugosité de surface suivantes.
Ra = 3.2 um. il s'agit de la finition de surface par défaut pour les pièces usinées CNC et convient à la plupart des pièces. La surface de la pièce avec Ra3.2um est très lisse, mais les marques de coupe sont toujours visibles, ce qui convient à la scène sous vibration, charge et forte contrainte.
Ra = 1.6 um. cette nuance est une rugosité de surface relativement bonne, usinée dans les conditions définies, mais de légères marques de coupe sont encore visibles. Les pièces de cette qualité peuvent s'accoupler étroitement avec d'autres composants et conviennent aux scénarios de déplacement lent et à charge légère, et non à une rotation rapide ou à de fortes vibrations. En prenant l'exemple de l'aluminium 6061, le coût de fabrication du Ra1.6um est d'environ 5% supérieur à celui du Ra3.2, et il augmente avec la complexité des pièces.
Ra = 0.8 um. il s'agit d'un haut niveau de rugosité de surface qui doit être fabriqué dans des conditions étroitement contrôlées et qui est plus facile à produire avec des rectifieuses cylindriques, centerless ou planes. Les pièces de cette classe sont généralement utilisées dans des scénarios avec des charges légères ou des mouvements peu fréquents. En prenant l'aluminium 6061 comme exemple, le coût de fabrication du Ra0.8um est d'environ 10% supérieur à celui du Ra3.2, et il augmente avec la complexité des pièces.
Ra = 0.4 um. ce grade est la finition de surface de la plus haute qualité. Les pièces de cette qualité nécessitent généralement un polissage ou un meulage au diamant. Pour des scènes très fluides, il faut choisir Ra0.4um, comme la paroi intérieure de roulements ou des implants médicaux. En prenant l'aluminium 6061 comme exemple, le coût de fabrication du Ra0.4um est d'environ 15% supérieur à celui du Ra3.2, et il augmente avec la complexité des pièces.
Problèmes courants de rugosité de surface
Évaluation et mesure de la rugosité de surface. L'évaluation de la rugosité est principalement divisée en méthodes d'évaluation qualitatives et quantitatives. L'évaluation qualitative consiste à comparer la surface à mesurer avec les échantillons de comparaison de rugosité de surface connus, et à juger de sa qualité par inspection visuelle ou au moyen d'un microscope ; L'évaluation quantitative consiste à mesurer les principaux paramètres de la rugosité de la surface mesurée grâce à certaines méthodes de mesure et aux instruments correspondants. Ces paramètres sont Ra, Rq, Rz, Ry. À l'heure actuelle, les méthodes de mesure de la rugosité de surface couramment utilisées comprennent principalement la méthode de comparaison d'échantillons, la méthode de la section de lumière, la méthode d'interférence, la méthode du stylet, etc.
La signification des paramètres de rugosité de surface Ra, Rq, Rz, Ry. Ra est l'écart moyen arithmétique du contour : la moyenne arithmétique de la somme des valeurs absolues de l'écart de contour mesuré sur la longueur d'échantillonnage. Rq est l'écart quadratique moyen du contour : la valeur quadratique moyenne du décalage du contour dans la longueur d'échantillonnage. Rz est la hauteur en 10 points de la microrugosité : la somme de la moyenne des 5 plus grandes hauteurs de pic de profil et des 5 plus grandes profondeurs de creux de profil sur la longueur d'échantillonnage. Ry est la hauteur maximale du profil : la distance maximale entre la ligne de crête du profil et la ligne médiane de la vallée du profil sur la longueur d'échantillonnage.
Facteurs affectant la rugosité de surface. De nombreux facteurs affectent la rugosité de surface des pièces, parmi lesquels les principaux facteurs sont la vitesse de coupe, la profondeur de coupe, la quantité de coupe, l'angle de la géométrie de l'outil, les vibrations de l'outil de coupe, la dureté du matériau traité, la rigidité de la pièce, la fixation et la rigidité de la machine-outil. pendant l'usinage CNC et l'utilisation de fluide de coupe, etc.
