Rugosité de surface dans la fabrication : mesure, facteurs affectant et minimisation
Dernière mise à jour : 01/09, temps de lecture : 5 min
Finition d'une surface rugueuse
Comprenons la rugosité de surface avec le terme de finition de surface.Le processus de lissage de la surface des pièces et produits fabriqués est connu sous le nom de finition de surface, qui est examinée à l'aide de la rugosité de surface.Le paramètre le plus populaire pour la quantification mathématique de la rugosité est Ra.Il affiche l'écart moyen arithmétique sur la surface.Un R plus petitaimplique une texture plus lisse.
La rugosité de surface est l'irrégularité de la texture de surface formée par la série de structures en crête et en creux.Ces crêtes et creux peuvent être microscopiques et visibles, selon le niveau de rugosité.La qualité de surface des matières premières ou des produits finis est cruciale dans l'industrie manufacturière.Il ne s'agit pas seulement de l'attrait esthétique, mais aussi de la fonctionnalité et de la qualité globale des pièces.
Mesure de la rugosité de surface
Profil de surface rugueuse
La rugosité de surface est notée”Ra,"et son unité est le micron (µ).Ra donne les différences moyennes entre la crête (hauteur) et le creux (profondeur) sur une surface sur la longueur de mesure.
La mesure de surface est essentielle pour produire des pièces et des produits fiables et cohérents dans la fabrication de précision.Par conséquent, les paramètres de surface doivent être mesurés et surveillés conformément aux spécifications requises.Par exemple, la mesure de la rugosité de surface est la porte d'entrée pour obtenir la finition de surface requise.
1. Mesure avec la sonde.
Il s'agit de la méthode de contact pour mesurer la rugosité de surface.Pour prendre la mesure, une sonde ou un stylet doit toucher la surface.
Mesure de la rugosité avec la sonde
Le patin se déplace en premier pour établir la référence, et la sonde suit derrière pour se déplacer sur la surface à travers les crêtes et les creux tout en envoyant des signaux électriques pour développer le profil de surface.Après cela, la rugosité de surface peut être obtenue à partir du profil créé.
2. Profilométrie optique
Cette approche uses ondes lumineuses ou ondes sonores.L'appareil envoie des ondes ultrasonores à la surface et reçoit des réflexions.La position de l'onde réfléchie est utilisée pour créer un profil de surface 3D et calculer la rugosité.
Profil 3D de rugosité par profilométrie optique
3. Comparaison
Dans cette méthode, le fabricantcompare la surface du produit avec le produit avec des pièces standard préalablement mesuréeset sélectionne le plus proche en utilisant leur sens.Bien que ce ne soit pas une méthode très précise, elle peut être utilisée là où une plus grande précision n'est pas nécessaire, et une peinture supplémentaire sera appliquée sur la surface.
Rugosité Vs.Fabrication
L'un des indicateurs de performance clés pour les pièces fabriquées est la rugosité.Les niveaux importants de rugosité de surface entraînent des fissures lors de l'utilisation et développent la possibilité d'une corrosion extrême lorsqu'ils sont exposés à l'environnement.De plus, la rugosité peut réduire l'efficacité et finalement nuire à un système mécanique où un faible frottement est requis car une surface irrégulière augmente le frottement entre les pièces.
Selon l'application, chaque composant mécanique a une limite supérieure différente pour la rugosité de surface.Par exemple, les éléments où le frottement est un problème ont une faible tolérance pour la rugosité car les opérations deviennent difficiles et le composant se fissure lorsque la rugosité est trop élevée.
Les filetages et les surfaces de contact peuvent avoir une bonne rugosité car cela n'interfère pas avec l'accouplement et facilite un ajustement correct entre les composants.De plus, la surface où la peinture est nécessaire considère un certain degré de rugosité, ce qui développe l'adhésivité et facilite le processus.
Rugosité de surface dans certaines opérations de fabrication courantes
| Opération | Ra(Maximum) | Ra( le minimum) |
| Découpe à la flamme | 25 | 12.5 |
| Fraisage | 6.3 | 0,8 |
| Brochage | 3.2 | 0,8 |
| Planification, mise en forme | 12.5 | 1.6 |
| Forage | 6.3 | 1.6 |
| Broyage chimique | 6.3 | 1.6 |
| Élire.Usinage par décharge | 4,75 | 1.6 |
| Moulage de précision | 3.2 | 1.6 |
| Moulage en sable | 25 | 12.5 |
| Affûtage | 1.6 | 0,1 |
| Honing | 0,8 | 0,1 |
| Électro-polonais | 0,8 | 0,1 |
| Polissage | 0,4 | 0,1 |
| Laser | 6.3 | 0,8 |
| Ennuyeux, tournant | 6.3 | 0,4 |
Valeurs de rugosité de surface dans diverses opérations
Symboles de rugosité de surface
Discutons d'abord des abréviations utilisées dans les symboles avant de passer aux symboles eux-mêmes.Si vous regardez les symboles de finition de surface sur les dessins de fabrication, vous verrez une variété d'abréviations.
|
| Signification |
| Ra | Rugosité de surface moyenne, moyenne arithmétique de toutes les hauteurs des pics à partir de la ligne de référence.
|
| Rmaximum | Distance verticale maximale entre la crête et le creux |
| Rz | Hauteur maximale moyenne des 5 plus hautes crêtes, |
| · Rt | Hauteur totale du profil de rugosité |
Liste des abréviations
Symboles de rugosité de surface
| a | Valeur de rugosité en micromètre (µm) |
| b | Méthode de production |
| c | Longueur d'échantillonnage de la rugosité (mm ou pouce) |
| d | la direction de la surface |
| e | exigence minimale d'enlèvement de matière (mm) |
| f | hauteur maximale moyenne des pics |
Signification des variables utilisées dans les symboles
En analysant les symboles de rugosité de surface dans un dessin de fabrication, les concepteurs et les opérateurs peuvent communiquer l'état de finition de surface de n'importe quel composant usiné.
Par exemple, un opérateur CNC peut déterminer à partir du dessin des concepteurs la quantité de matière qui doit être retirée de la surface lors de la finition.
Quels facteurs affectent le degré de rugosité de surface ?
Les trois facteurs suivants affectent la rugosité de la surface ;Opération de coupe, meulage et paramètres de contrôle (vitesse de coupe et vitesse d'avance).
1. Opération de coupe
Une fois l'opération de coupe terminée avec Usinage CNC, l'outil de coupe laisse des résidus sur la surface de coupe en raison de la pression lors du dégagement de l'outil de la pièce.
Ce résidu (appelé bavure) affecte également la stabilité dimensionnelle nécessaire des composants.Les facteurs suivants détermineront la taille et la quantité de résidus sur la surface laissés par l'outil de coupe.
- La déviation de l'angle de coupe
- Déviation du rayon de l'info-bulle
- Taux d'alimentation
- déformation lors de la coupe
2. Affûtage
Le processus de broyage dans la fabrication utilise des supports de broyage rigides et abrasifs, et la température peut atteindre 1500 ° C pendant le processus.Le bord des particules abrasives générera un flux de chaleur plastique en raison de la température de travail élevée, laissant une légère rugosité sur la surface.
3. Vitesse de coupe et taux d'alimentation
La vitesse de coupe plus élevée augmente la formation de copeaux et la taille des copeaux sera également plus étendue.Par conséquent, l'outil laissera plus de bavures sur la surface car la vitesse de coupe élevée augmentera le frottement entre l'outil et la surface de coupe, augmentant la valeur Ra.De plus, une vitesse d'alimentation plus élevée augmentera la hauteur des résidus sur la surface.
Comment puis-je minimiser la rugosité de la surface ?
· Réglez la vitesse d'avance appropriée car une vitesse d'avance élevée entraîne la formation de plus de résidus sur la surface de coupe.Pour réduire la rugosité, utilisez un fluide de coupe efficace et des outils de coupe précis.
· Les angles de déviation élevés produisent des bavures et des marques d'usinage sur la surface, alors minimisez-les.
· Étant donné que l'usure de l'outil augmente la rugosité de la surface, polissez la meule avant de meuler.
· Le frottement est augmenté par les vibrations des outils d'usinage, ce qui rend la surface plus rugueuse.Par conséquent, avant de procéder aux opérations d'usinage, réduisez les vibrations et ajoutez du liquide de coupe.
· Choisissez le matériau de l'outil d'usinage en fonction des caractéristiques de la matière première.Par exemple, si vous usinez des matériaux durs, utilisez des outils en carbure contenant des plombs.L'outil doit également être uniformément fin.
Conclusion
La surface doit toujours se situer à l'intérieur de certaines limites de rugosité pendant le processus de fabrication selon la spécification du composant mécanique.Ra suggère que nous devrions accepter ou rejeter le projet concernant la finition de surface.Un profilomètre calcule la rugosité de surface arithmétique en déterminant la hauteur moyenne des irrégularités qui composent la composante de rugosité à partir d'une ligne de référence.
Pour le traitement de la rugosité de surface, un traitement supplémentaire est nécessaire, tel que l'ébavurage, le meulage et le polissage.Ces approches aident à obtenir la valeur de rugosité dans la limite souhaitable.Cependant, ce post-traitement augmente le coût de fabrication, il est donc préférable de prendre en compte le facteur de rugosité dans le processus de conception et de fabrication du produit.ProléanHuba des concepteurs et des ingénieurs spécialisés dans le contrôle des processus et la finition de surface.Ne hésitez pas àContactez-noussi vous avez besoin d'un projet qui se situe dans la limite de rugosité souhaitée.
FAQ
Qu'est-ce que la rugosité de surface ?
La rugosité de surface est le paramètre qui donne une idée de la finition de surface des pièces et des biens manufacturés.Il indique les irrégularités de la surface et doit être dans la limite souhaitée.
Une surface rugueuse a-t-elle un impact sur la qualité du produit ?
Oui, les surfaces rugueuses ont un potentiel élevé de corrosion et de fissures.En outre, cela affecte la lubrification des pièces.
La rugosité a-t-elle une application positive ?
Oui, la rugosité de la surface peut être utile lorsque la peinture doit être appliquée car elle augmente l'adhérence.De plus, les pièces à assembler ne concernent pas la rugosité.
Que veut dire Ra?
Ra est connue sous le nom de rugosité de surface moyenne, la moyenne arithmétique de toutes les hauteurs des pics à partir de la ligne de référence.
Quelles sont les méthodes standard pour mesurer la rugosité de surface ?
La comparaison avec un tableau de rugosité standard, la mesure avec la sonde et la profilométrie optique sont les trois méthodes standard pour mesurer la rugosité de surface.
Heure de publication : 05 juillet 2022