Controlling surface roughness is essential for top quality. Surfaces tend to wear out faster because of high friction. Result in damage to the material and the development of defects. Discontinuities on the surface provide potential sites for crack initiation and corrosion. Whereas, controlled roughness enables proper adhesion to be formed between the substrate and the coating material. Ainsi, leaving surface finishing as an option for guesswork is not advisable at all. If surface finish is important for your product this guide assists.
Surface Roughness in CNC Machined Parts
Usinage CNC est largement déterminé par l'état de surface de la pièce ainsi que par l'outil de coupe. Pour la plupart, les surfaces « telles qu'usinées » sont caractérisées par une rugosité moyenne de Ra 3.2. Sur ces surfaces, les marques laissées par les outils de coupe sont visibles. De tels niveaux de rugosité peuvent être utilisés pour la plupart des composants. Cependant, certaines applications nécessitent la formation d'une surface plus lisse sur le matériau traité. Les composants coulissants sont avantagés par les finitions de surface plus lisses. Un faible frottement améliore les propriétés d'usure de manière satisfaisante. Cette douceur dans de nombreux cas, signifie que la pièce aura besoin d'opérations supplémentaires ou d'opérations telles que le polissage pour obtenir la finition souhaitée.
La réduction de la rugosité de la surface est généralement coûteuse. Parfois, il est plus souhaitable d'avoir une surface plus non uniforme. Par exemple, la friction entre une tige de selle de vélo et une selle de vélo doit être relativement élevée. Donc, le siège du vélo ne glisse pas de la tige de selle du vélo lors de son utilisation. Cela signifie que la rugosité ne peut pas être obtenue uniquement par l'usinage.. D'autres aiment le microbillage, et les finitions au culbutage peuvent également ajouter à la texture de la surface dans l'un ou l'autre. La rugosité de surface obtenue dépend normalement de l'opération d'usinage et des éventuels processus de finition ultérieurs effectués..
Why does Surface Finish Matter in Manufacturing?
La rugosité de surface d’un produit est proportionnelle aux points de contact environnementaux du produit. La performance fonctionnelle des composants est définie par la manière dont ils sont finis. Le niveau de rugosité détermine également le degré d'efficacité du produit développé..
Dans chacune des applications, la finition de surface reste un domaine de préoccupation crucial pour les ingénieurs. Une surface lisse offre des résultats plus fiables et des tolérances plus petites pour la construction d'une pièce. Les mesures de défauts montrent qu'il est possible de contrôler état de surface et les procédés de fabrication. Toutes ces mesures permettent de comprendre comment l'ingénierie des surfaces peut être améliorée.
De telles finitions de surface peuvent affecter la corrosion et la résistance chimique du matériau utilisé.. Augmente l'esthétique de la surface; améliore l'adhérence du revêtement; et, permet la conductivité électrique. Le contrôle de la rugosité réduit également la rugosité et améliore les caractéristiques d'usure.
How Surface Roughness is Measured?
La rugosité de la surface fait référence à la texture relative de la surface d'un matériau.. Le paramètre de rugosité le plus couramment utilisé est le paramètre Ra..
Trois facteurs influencent les caractéristiques de la surface: rugosité, ondulation, et poser. Chaque facteur détermine la façon dont la géométrie contrôle le contour du matériau.
Différentes échelles sont utilisées pour mesurer les paramètres de rugosité de surface. Ce sont des approches directes, approches indirectes, et méthodes relatives.
Les méthodes directes utilisent un stylet qui traverse le profil de la surface de la même manière que le stylet illustré dans la figure ci-dessous.. Le stylet enregistre les mesures dans une direction perpendiculaire à la surface du matériau étudié..
Non-contact methods use sound waves or optical instruments in their place. Surface profiles can be detected by light sensors, microscopes, or ultrasound pulses.
Comparison methods employ ready-made roughness samples for the test of touch. Manufacturers use samples that have known parameters of roughness to compare with their surfaces.
In-process techniques utilize magnetic materials for the determination of surface roughness. Inductive systems measure electromagnetic distance from the material’s surface.
Techniques of Assessing Surface Roughness
There are several approaches for the precise measurement of surface roughness. These techniques are categorized into three main types:
- Profiling Techniques: A high-resolution probe measures the roughness of the surface of a material. This method looks like the working of a fine phonograph needle. Present-day CNC probes may not have the kind of sensitivity required for measurement purposes.
- Area Techniques: These methods provide statistical information on certain surface areas. Examples of the above are optical scattering, ultrasonic scattering, capacitance probes, et d'autres.
- Microscopy Techniques: The intended approach is founded on the differences in contrast on surface phases. It helps to identify material roughness and smoothness, and the presence of ridges or troughs to a great extent.
Symbols and Abbreviations Used in Surface Roughness Charts
While exploring machining surface finish symbols, several abbreviations appear for measuring surface finish, y compris:
- Râ – Average Surface Roughness.
- Risk– Skewness
- Rq – root mean square roughness
- Rku– Kurtosis
- Rz – mean of the maximum profile height
- Rmax– Depth of the Roughness Symbol
Key Parameters
Râ (Average Surface Roughness):
Often called CLA or AA. Ra est la moyenne arithmétique de la rugosité réelle du profil autour de la ligne médiane. Ra est utilisé pour évaluer la finition de surface.
Rmax (Profondeur de rugosité maximale):
Rmax définit la hauteur du point le plus haut au point le plus bas. Ce paramètre est utile pour la détection de défauts tels que les bavures et les rayures et le résultat montre une sensibilité plus élevée que Ra..
Rz (Altitude maximale moyenne du profil):
Rz détermine la moyenne des cinq plus grandes distances verticales entre le haut et le bas des vagues. Cette approche élimine les risques que Ra puisse manquer lors de la saisie des données..
Tableau de conversion de l'état de surface
Ce tableau compare différentes échelles de rugosité de surface pour les processus de fabrication, intégrant plusieurs abréviations couramment utilisées:
| Râ (micromètres) | Râ
(micro pouces) |
RMS (micro pouces) | CLA (N) | RT (microns) | Longueur de coupure (pouces) |
| 0.025 | 1 | 1.1 | 1 | 0.3 | 0.003 |
| 0.05 | 2 | 2.2 | 2 | 0.5 | 0.01 |
| 0.1 | 4 | 4.4 | 4 | 0.8 | 0.01 |
| 0.2 | 8 | 8.8 | 8 | 1.2 | 0.01 |
| 0.4 | 16 | 17.6 | 16 | 2.0 | 0.01 |
| 0.8 | 32 | 32.5 | 32 | 4.0 | 0.03 |
| 1.6 | 63 | 64.3 | 63 | 8.0 | 0.03 |
| 3.2 | 125 | 137.5 | 125 | 13 | 0.1 |
| 6.3 | 250 | 275 | 250 | 25 | 0.1 |
| 12.5 | 500 | 550 | 500 | 50 | 0.1 |
| 25.0 | 1000 | 1100 | 1000 | 100 | 0.3 |
| 50.0 | 2000 | 2200 | 2000 | 200 | 0.3 |
Aide-mémoire sur le tableau de rugosité de surface
The cheat sheet provides a quick reference for understanding various surface finishes and their applications:
| Micrometers Rating | Microinches Rating | Applications |
| 25 | 1000 | Rough, low-grade surfaces from saw cutting, and rough forging, suitable for unmachined clearance areas. |
| 12.5 | 500 | Rough, low-grade surfaces from coarse feeds and heavy cuts, including turning, fraisage, et broyage. |
| 6.3 | 250 | Surfaces resulting from grinding and milling are used for the clearance of surfaces with stress requirements. |
| 3.2 | 125 | Recommended for parts subject to vibrations, loads, and high stress. |
| 1.6 | 63 | The good finish is produced under controlled conditions, involving fine feeds and high speeds. |
| 0.8 | 32 | High-grade finish needing close control, preferred for products not requiring continuous motion. |
| 0.4 | 16 | High-quality surfaces from emery buffing or coarse honing, are important for smoothness. |
| 0.2 | 8 | Fine surfaces produced by lapping, buffing, or honing, are used where sliding surfaces are necessary. |
| 0.1 | 4 | The refined surface is offered through lapping or honing, typically for mandatory design requirements. |
| 0.05 | 2 | Most refined surfaces for sensitive precision gauge blocks are achieved through the finest finishing methods. |
Facteurs influençant la rugosité de la finition de surface
Machining surface finishes depend on the following factors The type of cutting tool, vitesse d'avance, profondeur de coupe, vitesse de coupe, and the type of material being machined. The following key elements play significant roles:
Type de liquide de refroidissement utilisé
Coolants improve the surface finish and the life of the tools used in the machining process. They also help eliminate friction throughout the process. Roughness is created by heat that is produced during the process of CNC machining.
Higher-pressure coolant is better on the surface finish of the workpiece but it is not always efficient. It is sometimes actually beneficial to use the lowest quality coolant a car is capable of. This approach reduces roughness and is affordable. It also cuts down on pollution while also extending the life of the tools.
Paramètres de coupe
Cutting parameters are very important to have the right surface finish. These consist of feed rate, profondeur de coupe, and cutting speed.
Par conséquent, it was observed that increasing cutting speed generally leads to reduced surface roughness. D'autre part, increasing the depth of the cut increases the value of maximum roughness. A higher feed rate normally results in a reduced average roughness.
All the cutting operations are reduced in surface roughness by cutting fluids. They reduce the temperature of the tool and the contact surface when cutting. De plus, fluid penetration helps to reduce interaction between the tool and the workpiece.
Types de processus d'usinage
The machining process has a strong effect on the surface roughness. Two primary parameters govern this: feed rate and cutting speed.
de façon intéressante, dans Tournage CNC both parameters have an impact on the surface finish. An increase in feed rate leads to a large increase in surface roughness. Higher cutting speeds entail better finishes most of the time.
Vibrations
Par conséquent, vibrations from the worn or unworn tools influence the surface finish of the workpiece. The surface finish is affected by worn tools because they remove material in a manner that leads to surface roughness irregularities.
Vibration frequency and amplitude determine the quality of the surface of the vibrating parts. As sine wave amplitude increases, average roughness levels are lifted. Variation in vibration frequency has little impact on the general smoothness of the surface.
Ces facteurs déterminent collectivement la finition de surface finale de la pièce. Donc, il est important de reconnaître leur impact pour améliorer le fonctionnement.
Conclusion
Le maintien de la rugosité de surface est très coûteux et difficile dans la plupart des industries modernes.. La finition de la surface dépend du taux de durcissement de la surface. Topsbest propose des solutions de finition de surface de qualité à des tarifs raisonnables. Nos spécialistes savent comment fournir les normes requises de finition de surface selon les spécifications établies.
Aux sommets, le rapport de contrôle dimensionnel détaillé garantit des résultats standards. Nous proposons diverses options de finition, notamment anodisation, galvanoplastie, microbillage, polissage, brossage, et bien d'autres. La qualité des services garantit une qualité et une satisfaction supérieures des services à la demande. Nous avons les compétences et les outils nécessaires pour améliorer vos produits si c'est ce dont vous avez besoin.. Contactez-nous par e-mail aujourd'hui car notre équipe est toujours en veille.
