Il est essentiel de comprendre le tableau de rugosité de surface et l'importance qu'il a sur les performances et la longévité du produit. Trop de rugosité peut provoquer une friction excessive, entraînant des ruptures et de la corrosion qui finiront par endommager le matériau. D'autre part, il existe un niveau de rugosité nécessaire à l'adhérence. Par conséquent, il est important de ne jamais laisser la finition de surface à l'hypothèse. Si vous pensez que la finition de surface est importante pour votre produit, ce guide peut vous aider.
Qu'est-ce que la finition de surface ?
La finition de surface est un terme qui décrit la texture, la forme et d'autres propriétés de la surface d'un objet manufacturé. Il est souvent utilisé pour désigner la rugosité d'une surface, qui est généralement mesurée avec un profilomètre. Il peut également faire référence à la façon dont la surface a été traitée, comme l'usinage, le meulage ou le ponçage. La finition de surface d'un objet affecte son attrait visuel, ainsi que ses performances en termes de frottement, d'usure et de transfert de chaleur. Il est également lié à la fabricabilité d'un objet, car certains types de finitions de surface sont plus faciles à réaliser que d'autres.
La finition de surface est une partie essentielle du processus de production, car elle peut affecter les performances des pièces et composants critiques. Il décrit simplement la texture complète de la surface d'une pièce et est défini par trois caractéristiques :
- Poser
- Ondulation
- Rugosité de surface
Poser indique le motif de surface dominant et la direction que prend le motif. Selon la méthode de fabrication appliquée pour fabriquer les pièces, le motif de pose peut être hachuré, circulaire, vertical, horizontal ou perpendiculaire.
Ondulation fait référence à une surface déformée avec un pas supérieur à la longueur de la rugosité de surface. Il décrit les surfaces inégales qui se produisent périodiquement à des intervalles plus longs que la rugosité de surface. Ceci est généralement causé par des défauts d'usinage résultant d'une déformation, d'un broutage ou d'un gauchissement dû aux opérations de refroidissement et de chauffage.
Rugosité de surface est utilisé pour mesurer l'irrégularité totale de l'espacement sur la surface d'une pièce. Plus la valeur de rugosité de surface est faible, moins la surface est irrégulière. Ainsi, lorsque les machinistes et les ingénieurs parlent de "finition de surface", ils parlent souvent de rugosité de surface.
En savoir plus sur: Un guide pour la finition de surface
Pourquoi la finition de surface est-elle importante dans les processus d'ingénierie ?
La rugosité de surface est un facteur essentiel pour déterminer comment un produit interagit avec son environnement. La finition du produit peut affecter ses performances et le niveau de rugosité peut influencer son efficacité.
Pour cette raison, les ingénieurs et les fabricants doivent garder une trace de la finition de surface. Cela permet de créer des processus cohérents et des produits fiables. De plus, les mesures de surface aident à maintenir le contrôle de la fabrication, ce qui est très utile dans l'ingénierie des surfaces.
Différentes finitions de surface ont des effets différents. Le moyen le plus simple d'obtenir le type de finition souhaité est de le comparer aux normes de finition de surface. La finition de surface peut être bénéfique de diverses manières, telles que :
- Offre une résistance à la corrosion et aux produits chimiques
- Améliorer l'attrait visuel
- Aide à l'adhérence des revêtements et des peintures
- Réduction des défauts de surface
- Augmentation de la conductivité
- Améliorant la résistance à l'usure et minimisant les frottements
En savoir plus sur: Finitions de surface pour l'usinage CNC
Façon de mesurer la rugosité de surface
Comme mentionné précédemment, une surface a trois caractéristiques de base : lay, l'ondulation et la rugosité. Ainsi, différents facteurs affectent la géométrie de la surface. En tant que tel, il existe plusieurs méthodes pour mesurer la rugosité de surface, y compris les méthodes de mesure directe, les méthodes sans contact, les méthodes de comparaison et les méthodes en cours de fabrication.
Méthodes de mesure directe impliquent d'utiliser un stylet pour dessiner perpendiculairement à la surface, puis d'utiliser un profil enregistré pour déterminer les paramètres de rugosité.
L'image ci-dessous montre la coupe transversale d'une pièce usinée avec des irrégularités de surface typiques. Le calcul de la rugosité de surface de cette pièce est la hauteur des pics de rugosité sur sa longueur.
Il existe plusieurs types de Contrôle de qualité équipement utilisé pour calculer la rugosité de surface, mais le rugosimètre de surface est généralement utilisé par les ateliers d'usinage de premier ordre. Les rugosimètres de surface comportent un stylet (ou sonde haute résolution) qui se déplace sur la surface cible à une vitesse constante dans une direction perpendiculaire au motif de pose. Le compteur acquiert (et amplifie) le signal électrique pour produire un plus grand grossissement vertical grâce à un système électrique spécial.
Méthodes sans contact utilisez la lumière ou le son au lieu d'un stylet, comme les instruments optiques comme la lumière blanche et le confocal.
Technique de comparaisons impliquent d'utiliser des échantillons de rugosité de surface générés par l'équipement ou le processus et de les comparer à des surfaces de paramètres de rugosité connus.
Techniques en cours, comme l'inductance, utilisent des matériaux magnétiques pour évaluer la rugosité de surface.
Méthodes de mesure de la rugosité de surface
La mesure de la rugosité de surface peut être effectuée par trois techniques différentes : profilage, surface et microscopie.
- Techniques de profilage impliquent l'utilisation d'une sonde à haute résolution pour mesurer la surface, similaire à une aiguille de phonographe en termes de sensibilité.
- Techniques de zone mesurer une petite zone de la surface pour fournir une moyenne statistique des pics et des creux. Des exemples de techniques de zone comprennent la diffusion ultrasonore, la diffusion optique, les sondes capacitives, etc.
- Techniques de microscopie fournir des informations qualitatives sur les pics et les vallées sur les surfaces en mesurant les contrastes.
En savoir plus sur: Paramètres de rugosité de surface pour l'usinage CNC
Symboles et abréviations dans le tableau de rugosité de surface
Il existe une variété de symboles et d'abréviations expliquant simplement le paramètre de finition de surface, tels que Ra, Rz, Rq, Rku, Rsk, etc.
Ra (rugosité de surface moyenne) est une unité de mesure de la finition de surface, et elle est également appelée moyenne de ligne centrale ou moyenne arithmétique. C'est la rugosité moyenne entre un profil de rugosité et la ligne moyenne. C'est le paramètre couramment utilisé pour la finition de surface.
Rmax (distance verticale du pic à la vallée) est utilisé pour mesurer les anomalies telles que les bavures et les rayures, et il est déterminé par la distance verticale entre le sommet et la vallée. Ce n'est pas facile à détecter avec le tableau d'état de surface Ra.
Rz (Hauteur maximale moyenne du profil) est la moyenne des cinq plus grandes différences entre les pics et les vallées, et elle est mesurée sur cinq longueurs d'échantillonnage. Cela aide à réduire les erreurs auxquelles Ra est insensible.
| Abréviations | Implication |
| Ra | Rugosité moyenne en micromètres ou micropouces. Ra est l'écart moyen arithmétique du profil |
| RC | Hauteur moyenne des irrégularités du profil |
| Rku | Aplatissement du profil |
| Rmax | Profondeur de rugosité maximale |
| RMR | Rapport matériel du profil |
| Rp | Hauteur maximale du pic de profil |
| Rq | Ecart quadratique moyen du profil |
| Rsk | Asymétrie du profil |
| Rt | Hauteur max du profil |
| VR | Profondeur maximale de la vallée du profil |
| Ry | Hauteur max du profil |
| Rz | Hauteur maximale moyenne du profil |
| Rz ISO | Hauteur de rugosité |
| RPM | Hauteur maximale moyenne du pic de profil |
| RMS | Racine moyenne carrée |
| CLA | Moyenne de la ligne centrale |
| Longueur de coupe | Longueur requise pour l'échantillon |
| N | Nouveaux numéros d'échelle ISO (grade) |
Tableau de rugosité de surface
La charte d'état de surface d'usinage est utilisée comme référence par les fabricants afin d'assurer la qualité de leur processus de fabrication.
Il existe différents processus de vérification des tableaux de finition de surface usinée, il est difficile de sélectionner le meilleur en fonction des performances du produit. Cependant, l'utilisation du tableau de conversion d'état de surface serait la plus robuste.
Tableau de conversion de la rugosité de surface - métrique et impérial
De plus, les fabricants peuvent utiliser le tableau de conversion de la finition de surface pour comparer différentes échelles de rugosité pour les processus de fabrication.
Le tableau ci-dessous convertit la finition de surface ou la rugosité entre les indicateurs Ra, Rz et RMS.
Où:
Ra = Rugosité, moyenne en micromètres et micropouces
RMS = Root Mean Square en micro-pouces
CLA = moyenne de la ligne centrale en micro-pouces
Rt = Rugosité, total en microns
N = Nouveaux numéros d'échelle ISO (grade)
Longueur de coupure = longueur requise pour l'échantillon.
| Ra (micromètres) | Ra (micropouces) | RMS (micropouces) | CLA (N) | Rt (microns) | N | Longueur de coupe | |
| dans. | millimètre | ||||||
| 0.025 | 1 | 1.1 | 1 | 0.3 | 1 | 0.003 | 0.08 |
| 0.05 | 2 | 2.2 | 2 | 0.5 | 2 | 0.01 | 0.25 |
| 0.1 | 4 | 4.4 | 4 | 0.8 | 3 | 0.01 | 0.25 |
| 0.2 | 8 | 8.8 | 8 | 1.2 | 4 | 0.01 | 0.25 |
| 0.4 | 16 | 17.6 | 16 | 2.0 | 5 | 0.01 | 0.25 |
| 0.8 | 32 | 32.5 | 32 | 4.0 | 6 | 0.03 | 0.8 |
| 1.6 | 63 | 64.3 | 63 | 8.0 | 7 | 0.03 | 0.8 |
| 3.2 | 125 | 137.5 | 125 | 13 | 8 | 0.1 | 2.5 |
| 6.3 | 250 | 275 | 250 | 25 | 9 | 0.1 | 2.5 |
| 12.5 | 500 | 550 | 500 | 50 | 10 | 0.1 | 2.5 |
| 25.0 | 1000 | 1100 | 1000 | 100 | 11 | 0.3 | 8.0 |
| 50.0 | 2000 | 2200 | 2000 | 200 | 12 | 0.3 | 8.0 |
Tableau de rugosité de surface Aide-mémoire
Ici, cette aide-mémoire sur la finition de surface est fournie pour vous aider à mieux comprendre les différentes finitions de surface.
| Évaluation des micromètres | Note en micropouces | Cause/Description | Applications |
| 25 | 1000 | Surfaces rugueuses de faible qualité dues à un forgeage grossier ou à une coupe à la scie | Certaines zones de dégagement non usinées |
| 12.5 | 500 | Surfaces rugueuses de faible qualité dues aux coupes lourdes et aux avances grossières | Surfaces de dégagement avec exigences de contrainte |
| 6.3 | 250 | Cette finition de surface est causée par le fraisage, le perçage, le meulage, le meulage au disque, etc. | Surfaces de dégagement avec permis de conception et exigences de contrainte |
| 3.2 | 125 | Le type de surface le plus rugueux | Couramment recommandé pour les pièces soumises à des charges, à des contraintes élevées et à des vibrations. |
| 1.6 | 63 | Bonne finition mécanique | Production dans des conditions contrôlées |
| 0.8 | 32 | Une finition à la machine de haute qualité nécessite un contrôle étroit | Rectifieuses centerless, cylindriques ou planes. Ou des produits qui ne nécessitent pas de charges importantes ou de mouvement continu |
| 0.4 | 16 | Surface de haute qualité créée par affûtage grossier, polissage à l'émeri ou rodage | Idéal pour les applications où la douceur joue un rôle important |
| 0.2 | 8 | Finition de surface fine de haute qualité obtenue par rodage, rodage ou polissage | Applications où les garnitures et les bagues doivent glisser sur le grain de surface |
| 0.1 | 4 | Une surface raffinée produite par rodage, rodage ou polissage - la meilleure finition dans les travaux de jauge et d'instrument | Utilisé uniquement lorsqu'il existe des exigences de conception obligatoires |
| 0.05 0.025 | 2 1 | La finition de surface la plus raffinée générée par la superfinition, le polissage ou le rodage les plus fins | Cales étalons de précision fines et sensibles |
Conclusion
Obtenir une rugosité de surface exacte dans la fabrication d'aujourd'hui peut être coûteux et difficile. Pour obtenir les résultats souhaités sur les pièces fabriquées, la meilleure approche consiste à utiliser des opérations de finition de surface.
Il est important de comprendre le taux de durcissement de la surface d'un matériau afin d'obtenir la finition souhaitée. Si vous recherchez des services de qualité à un bon prix, Runsom est votre meilleure option. Notre équipe d'experts possède les connaissances nécessaires pour répondre aux exigences spécifiques de finition de surface.
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