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Qu'est-ce que la rugosité de surface ?
Dans la communication d'usine, de nombreuses personnes ont l'habitude d'utiliser le terme "finition de surface". Cependant, la "finition de surface" est proposée du point de vue de la vision humaine. Afin d'être en ligne avec la norme internationale (ISO), la norme nationale n'utilise plus le terme "état de surface". Par conséquent, dans des expressions formelles et rigoureuses, le mot "rugosité de surface" doit être utilisé.
La rugosité de surface fait référence au petit espacement et à l'irrégularité des petits pics et creux sur la surface usinée. La distance (distance d'onde) entre les deux pics ou les deux creux est très petite (inférieure à 1 mm), ce qui appartient à l'erreur de forme géométrique microscopique. Plus la rugosité de la surface est petite, plus la surface est lisse.
Plus précisément, il fait référence au degré de hauteur et à la distance S de minuscules pics et vallées. Généralement divisé par S :
S<1mm is the surface roughness
1 Inférieur ou égal à S Inférieur ou égal à 10 mm correspond à l'ondulation
S>10mm est en forme de f
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Facteurs de formation de rugosité de surface
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 le traitement, la déformation plastique du métal de la couche de surface lorsque la puce est séparée et la vibration à haute fréquence dans le système de traitement, les puits de décharge d'usinage électrique, etc. En raison des différentes méthodes de traitement et des matériaux de la pièce, la profondeur, la densité, la forme et la texture des traces laissées sur la surface traitée sont différentes.
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Base d'évaluation de la rugosité de surface
1) Longueur d'échantillonnage
L'unité de longueur de chaque paramètre, la longueur d'échantillonnage est la longueur d'une ligne de référence spécifiée pour évaluer la rugosité de surface. Selon la norme ISO1997, 0.08 mm, 0.25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm et 8 mm sont généralement utilisés comme longueur de référence.
Valeurs sélectionnées de la longueur d'échantillonnage L et de la longueur d'évaluation Ln de Ra, Rz, Ry :
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2) Durée d'évaluation
Se compose de N longueurs de référence. La rugosité de surface de chaque partie de la surface de la pièce ne peut refléter véritablement les paramètres réels de la rugosité sur une longueur de référence, mais il faut prendre N longueurs d'échantillonnage pour évaluer la rugosité de surface. Selon la norme ISO1997, la longueur d'évaluation est généralement N égal à 5.
3) Base de référence
La ligne de référence est la ligne centrale du profil utilisé pour évaluer les paramètres de rugosité de surface.
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Paramètres d'évaluation de la rugosité de surface
1) Paramètres caractéristiques de hauteur Ra, Rz
Ra écart moyen arithmétique du profil : la moyenne arithmétique de la valeur absolue de l'écart du profil dans la longueur d'échantillonnage (lr). En mesure réelle, plus le nombre de points de mesure est élevé, plus Ra est précis.
Hauteur maximale du profil Rz : la distance entre la ligne de crête du profil et la ligne de fond de la vallée.
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Ra est préféré dans la gamme habituelle des paramètres d'amplitude. Dans la norme nationale avant 2006, il y avait un autre paramètre d'évaluation qui était "la hauteur de dix points de micro-rugosité" exprimée par Rz, et la hauteur maximale du contour était exprimée par Ry. Après 2006, la norme nationale a annulé la hauteur de dix points de micro-rugosité et Rz a été utilisé. Indique la hauteur maximale du profil.
2) Paramètre caractéristique d'espacement Rsm
Rsm Largeur moyenne des éléments de contour. Dans la longueur d'échantillonnage, la valeur moyenne de la distance entre les irrégularités microscopiques du profil. L'espacement de micro-rugosité fait référence à la longueur du pic de profil et de la vallée de profil adjacente sur la ligne médiane. Dans le cas d'une même valeur Ra, la valeur Rsm n'est pas nécessairement la même, donc la texture réfléchie sera différente. Les surfaces qui prêtent attention à la texture prêtent généralement attention aux deux indicateurs Ra et Rsm.
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Le paramètre de caractéristique de forme Rmr est représenté par le rapport de longueur de support de contour, qui est le rapport de la longueur de support de contour à la longueur d'échantillonnage. La longueur de support du profil est la somme des longueurs des lignes de coupe obtenues en coupant le profil avec une ligne droite parallèle à la ligne médiane et à une distance de c de la ligne de crête du profil dans la longueur d'échantillonnage.
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Méthode de mesure de la rugosité de surface
1) Méthode comparative
La méthode de comparaison est facile à mesurer et est utilisée pour la mesure sur site dans l'atelier, et est souvent utilisée pour la mesure de surfaces moyennes ou rugueuses. La méthode consiste à comparer la surface mesurée avec un échantillon de rugosité marqué d'une certaine valeur pour déterminer la valeur de la rugosité de surface mesurée. Méthodes pouvant être utilisées pour la comparaison : lorsque Ra > 1,6 μm, utilisez une inspection visuelle, lorsque Ra1.6~Ra0.4 μm, utilisez une loupe et lorsque Ra < 0.4 μm , utilisez un microscope de comparaison.
Lors de la comparaison, la méthode de traitement, la texture de traitement, la direction de traitement et le matériau de l'échantillon doivent être identiques à la surface de la pièce mesurée.
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2) méthode du stylet
Le stylet en diamant avec un rayon de courbure de pointe d'environ 2 microns glisse lentement le long de la surface mesurée. Le déplacement vers le haut et vers le bas du stylet en diamant est converti en un signal électrique par un capteur de longueur électrique. Après amplification, filtrage et calcul, l'instrument d'affichage indique que la surface est rugueuse. valeur en degrés, l'enregistreur peut également être utilisé pour enregistrer la courbe de profil de la section mesurée. Généralement, l'outil de mesure qui ne peut afficher que la valeur de rugosité de surface est appelé un instrument de mesure de rugosité de surface, et celui qui peut enregistrer la courbe du profil de surface est appelé un profileur de rugosité de surface. Ces deux outils de mesure disposent de circuits électroniques de calcul ou de calculateurs électroniques, capables de calculer automatiquement l'écart moyen arithmétique Ra du contour, la hauteur en dix points Rz de l'irrégularité microscopique, la hauteur maximale Ry du contour et d'autres paramètres d'évaluation, avec des efficacité de mesure et adaptée à La rugosité de surface de Ra est 0.025-6.3 microns sont mesurés.
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3) Méthode d'intervention
Utilisez le principe de l'interférence des ondes lumineuses (voir cristal plat, technologie de mesure de la longueur laser) pour afficher l'erreur de forme de la surface mesurée sous la forme d'un motif de franges d'interférence et utilisez un microscope avec un grossissement élevé (jusqu'à 50{ {3}} fois) pour grossir la partie microscopique de ces franges d'interférence. Des mesures sont effectuées pour obtenir la rugosité de la surface à mesurer. L'outil de mesure de la rugosité de surface utilisant cette méthode est appelé microscope interférentiel. Cette méthode convient pour mesurer la rugosité de surface avec Rz et Ry allant de 0,025 à 0,8 microns.
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Tableau comparatif VDI3400, Ra, Rmax
L'indicateur Ra est souvent utilisé dans la production réelle nationale; l'indicateur Rmax est couramment utilisé au Japon, ce qui équivaut à l'indicateur Rz ; la norme VDI3400 est couramment utilisée dans les pays européens et américains pour indiquer la rugosité de surface, et les usines qui fabriquent des commandes de moules européennes utilisent souvent des indicateurs VDI. Par exemple, les clients disent souvent "La surface de ce produit est fabriquée selon VDI30".
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La surface de VDI3400 a une relation correspondante avec la norme Ra couramment utilisée. De nombreuses personnes doivent souvent rechercher les données pour trouver la valeur correspondante. Le tableau suivant est très complet et est recommandé pour la collecte.
Tableau comparatif entre la norme VDI3400 et Ra :
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Tableau comparatif Ra et Rmax :
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Les principales manifestations de l'influence de la rugosité de surface sur les pièces
1) Affecter la résistance à l'usure
Plus la surface est rugueuse, plus la zone de contact efficace entre les surfaces de contact est petite, plus la pression est élevée, plus la résistance au frottement est grande et plus l'usure est rapide.
2) Affecter la stabilité de la coordination
Pour un ajustement avec jeu, plus la surface est rugueuse, plus elle est facile à porter, de sorte que l'écart augmente progressivement au cours du processus de travail ; force de connexion.
3) Affecter la résistance à la fatigue
Il existe de grands creux à la surface des pièces rugueuses, qui sont sensibles à la concentration de contraintes comme les encoches et les fissures pointues, affectant ainsi la résistance à la fatigue des pièces.
4) Affecte la résistance à la corrosion
La surface des pièces rugueuses peut facilement faire pénétrer un gaz ou un liquide corrosif dans la couche interne du métal à travers les vallées microscopiques sur la surface, provoquant une corrosion de surface.
5) Affecter l'étanchéité
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) Affecter la rigidité de contact
La rigidité de contact est la capacité de la surface de joint des pièces à résister à la déformation de contact sous l'action d'une force externe. La rigidité d'une machine est largement déterminée par la rigidité du contact entre les pièces.
7) Affecter la précision des mesures
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 dans la mesure de précision.
De plus, la rugosité de la surface aura divers degrés d'influence sur le revêtement de placage, la conductivité thermique et la résistance de contact des pièces, les performances de réflexion et de rayonnement, la résistance au flux de liquide et de gaz et le flux de courant à la surface des conducteurs.
