La technologie d'usinage CNC présente un haut degré d'exactitude et de précision et peut produire des pièces fines avec des tolérances aussi petites que 0,025 mm. Cette méthode d'usinage appartient à la catégorie de la fabrication soustractive, ce qui signifie que lors du processus d'usinage, les pièces requises sont formées par enlèvement de matière. Par conséquent, de minuscules marques de découpe resteront sur la surface des pièces finies, ce qui entraînera un certain degré de rugosité de surface.
Qu’est-ce que la rugosité de la surface ?
La rugosité de surface des pièces obtenues parUsinage CNCest un indicateur de la finesse moyenne de la texture de la surface. Afin de quantifier cette caractéristique, nous utilisons divers paramètres pour la définir, parmi lesquels Ra (rugosité moyenne arithmétique) est le plus couramment utilisé. Il est calculé sur la base des infimes différences de hauteur de surface et des faibles fluctuations, généralement mesurées au microscope en microns. Il convient de noter que la rugosité de surface et l'état de surface sont deux concepts différents : bien que la technologie d'usinage de haute précision puisse améliorer la douceur de la surface de la pièce, la rugosité de surface fait spécifiquement référence aux caractéristiques de texture de la surface de la pièce après usinage.
Comment obtenir différentes rugosités de surface ?
La rugosité de surface des pièces après usinage n'est pas générée de manière aléatoire mais est strictement contrôlée pour atteindre une valeur standard spécifique. Cette valeur standard est prédéfinie, mais elle ne peut pas être attribuée arbitrairement. Au lieu de cela, il est nécessaire de suivre les normes de valeur Ra largement reconnues dans l’industrie manufacturière. Par exemple, selon la norme ISO 4287, dansProcessus d'usinage CNC, la plage de valeurs Ra peut être clairement spécifiée, allant d'un grossier 25 microns à un extrêmement fin 0,025 microns pour répondre à une variété d'exigences d'application différentes.
Nous proposons quatre degrés de rugosité de surface, qui sont également des valeurs typiques pour les applications d'usinage CNC :
3,2 µm Ra
Ra1,6 μm Ra
Ra0,8 μm Ra
Ra0,4 μm Ra
Différents processus d'usinage ont des exigences différentes en matière de rugosité de surface des pièces. Ce n'est que lorsque des exigences d'application spécifiques sont spécifiées que des valeurs de rugosité inférieures seront spécifiées, car l'obtention de valeurs Ra inférieures nécessite davantage d'opérations d'usinage et des mesures de contrôle qualité plus strictes, ce qui augmente souvent les coûts et le temps. Par conséquent, lorsqu'une rugosité spécifique est requise, les opérations de post-traitement ne sont généralement pas sélectionnées en premier car les processus de post-traitement sont difficiles à contrôler avec précision et peuvent avoir un effet négatif sur les tolérances dimensionnelles de la pièce.
Dans certains processus d'usinage, la rugosité de surface d'une pièce a un impact significatif sur sa fonction, ses performances et sa durabilité. Il est directement lié au coefficient de frottement, au niveau sonore, à l'usure, à la génération de chaleur et aux performances de liaison de la pièce. Cependant, l'importance de ces facteurs variera en fonction du scénario d'application spécifique. Par conséquent, dans certains cas, la rugosité de la surface peut ne pas être un facteur critique, mais dans d'autres cas, tels que des tensions élevées, des contraintes élevées, des environnements à fortes vibrations, et lorsqu'un ajustement précis, un mouvement fluide, une rotation rapide ou un implant médical sont nécessaires. Dans les composants, la rugosité de la surface est cruciale. En bref, différentes conditions d'application ont des exigences différentes en matière de rugosité de surface des pièces.
Nous approfondirons ensuite les degrés de rugosité et vous fournirons toutes les informations dont vous avez besoin pour choisir la valeur Ra adaptée à votre application.
3,2 µmRa
Il s’agit d’un paramètre de préparation de surface largement utilisé, adapté à de nombreuses pièces et offrant une douceur suffisante tout en conservant des marques de coupe évidentes. En l’absence de consignes particulières, cette norme de rugosité de surface est généralement adoptée par défaut.
Marque d'usinage Ra de 3,2 μm
Pour les pièces devant résister aux contraintes, aux charges et aux vibrations, la valeur maximale recommandée de rugosité de surface est de 3,2 microns Ra. Dans des conditions de charge légère et de vitesse de déplacement lente, cette valeur de rugosité peut également être utilisée pour correspondre aux surfaces en mouvement. Afin d'obtenir une telle rugosité, une coupe à grande vitesse, une avance fine et une légère force de coupe sont nécessaires pendant le traitement.
1,6 µm Ra
Généralement, lorsque cette option est sélectionnée, les marques de coupe sur la pièce seront assez légères et imperceptibles. Cette valeur Ra est bien adaptée aux pièces bien ajustées, aux pièces soumises à des contraintes et aux surfaces qui se déplacent lentement et sont légèrement chargées. Cependant, il ne convient pas aux pièces qui tournent rapidement ou subissent de fortes vibrations. Cette rugosité de surface est obtenue grâce à des vitesses de coupe élevées, des avances fines et des coupes légères dans des conditions strictement contrôlées.
En termes de coût, pour les alliages d'aluminium standards (comme le 3.1645), le choix de cette option augmentera les coûts de production d'environ 2,5 %. Et à mesure que la complexité de la pièce augmente, le coût augmentera en conséquence.
0,8 µm Ra
Atteindre ce niveau élevé de finition de surface nécessite un contrôle très strict pendant la production et est donc relativement coûteux. Cette finition est souvent utilisée sur des pièces présentant des concentrations de contraintes et est parfois utilisée sur des roulements où les mouvements et les charges sont occasionnels et légers.
En termes de coût, le choix de ce haut niveau de finition augmentera les coûts de production d'environ 5 % pour les alliages d'aluminium standards comme le 3.1645, et ce coût augmente encore à mesure que la pièce devient plus complexe.
0,4 µm Ra
Cette finition de surface plus fine (ou « plus lisse ») indique une finition de surface de haute qualité et convient aux pièces soumises à des tensions ou à des contraintes élevées, ainsi qu'aux composants à rotation rapide tels que les roulements et les arbres. Le processus de production de cette finition de surface étant relativement complexe, il n'est sélectionné que lorsque le lissé est un facteur critique.
En termes de coût, pour les alliages d'aluminium standards (tels que le 3.1645), le choix de cette fine rugosité de surface augmentera les coûts de production d'environ 11 à 15 %. Et à mesure que la complexité de la pièce augmente, les coûts requis augmenteront encore davantage.
Heure de publication : 10 décembre 2024