Dans l'usinage CNC, rugosité de surface n'est pas seulement à quoi ressemble une partie - cela a un impact direct. Une surface rugueuse sur un roulement peut provoquer une usure excessive, tandis qu'une surface trop lisse sur une poignée pourrait la rendre glissante. Pour les concepteurs et les fabricants, Choisir la bonne rugosité de surface (mesuré parValeurs RA) équilibre les performances, coût, et le temps de production. Ce guide décompose ce qu'est la rugosité de surface, Comment réaliser différentes notes RA, Quelle note à choisir pour votre projet, et des exemples du monde réel pour éviter les erreurs coûteuses.
Qu'est-ce que la rugosité de surface dans l'usinage CNC?
D'abord, Effondrons la confusion: rugosité de surface etfinition de surface ne sont pas les mêmes.
- Rugosité de surface: Le minuscule, Des pics et des vallées irréguliers sur la surface d'une partie juste après l'usinage CNC. It’s measured by Rampe (Rugosité moyenne), qui calcule la distance moyenne entre les pics les plus élevés et les vallées les plus basses (en microns, µm –1 µm = 0.001 MM).
- Finition de surface: Le dernier aspect / sensation d'une partie après le post-traitement (Par exemple, Anodisation, sable, ou électroplaste). Le post-traitement peut améliorer l'apparence, Mais il ne efface pas la rugosité de la surface de base de l'usinage.
Pourquoi RA compte
Même les petits changements dans la PR affectent les performances d'une partie:
- Friction: Une surface rugueuse (Haute RA) Crée plus de frottement - Bad pour les pièces mobiles comme les engrenages. Une surface lisse (faible RA) réduit la friction mais peut être trop glissante pour les poignées.
- Porter: Les surfaces rugueuses s'usent plus rapidement. Par exemple, un arbre avec RA 3.2 μm portera un roulement 2x plus rapide que celui avec RA 0.8 μm.
- Ajuster: Pièces serrées (Par exemple, un piston dans un cylindre) Besoin de PR faible pour éviter le brouillage ou les fuites.
Exemple
Un fabricant d'appareils médicaux a utilisé un 3.2 μM Finition RA pour la poignée d'un outil chirurgical. La surface rugueuse était difficile à nettoyer (bactéries piégées dans des vallées), Alors ils sont passés à 1.6 μm ra. La surface la plus fluide était plus facile à désinfecter, Et il a toujours fourni suffisamment d'adhérence pour les chirurgiens.
Clé des notes RA pour l'usinage CNC: Ce qu'ils veulent dire & Quand les utiliser
L'industrie manufacturière (par normes commeISO 4287) utilise des valeurs de PR spécifiques pour l'usinage CNC. Les quatre notes les plus courantes - de rugueux à lisses - sont 3.2 μm, 1.6 μm, 0.8 μm, et 0.4 μm. Ci-dessous est une ventilation détaillée de chacun, y compris les coûts, cas d'utilisation, et des conseils d'usinage.
Table de comparaison RA
| Valeur RA | Visuel / sensation | Meilleures applications | Exigences d'usinage | Impact sur les coûts (contre. 3.2 μm ra) |
|---|---|---|---|---|
| 3.2 μm | Marques de coupe visibles; légèrement rugueux au toucher | – Pièces de consommation (Par exemple, composants jouets en plastique, supports simples) – Pièces avec contrainte / charge légère (Par exemple, étagères à faible poids) – Finition par défaut pour la plupart des pièces non critiques | Grande vitesse, flux fin, coupure légère | Coût de base (0% augmenter) |
| 1.6 μm | Marques de coupe légèrement visibles; plus lisse au toucher | – Pièces serrées (Par exemple, petit engrenage, Pistes de porte coulissantes) – Pièces avec vibration légère (Par exemple, petits composants du moteur électrique) – Parties de l'aliment (plus facile à nettoyer que 3.2 μm) | Contrôlée à grande vitesse, Feed très fin, force de coupe minimale | +2.5% (Aluminium standard); plus haut pour les pièces complexes |
| 0.8 μm | Marques de coupe à peine visibles; très lisse | – Pièces concentrées sur le stress (Par exemple, supports d'ailes d'avion) – Roulements à charge de lumière (mouvement occasionnel) – Pièces nécessitant de la peinture / adhésif (La surface lisse aide le collage) | Contrôle de vitesse / alimentation serrée; plusieurs passes lumineuses | +5% (Aluminium standard); se lève avec complexité |
| 0.4 μm | Finition proche de miroir; Pas de marques visibles | – Pièces à stress élevé (Par exemple, chariot moteur) – Composants à rotation rapide (Par exemple, Roulements à grande vitesse, arbres) – Implants médicaux (La surface lisse empêche l'irritation des tissus) | Plusieurs passes fines; Outils spécialisés (Par exemple, Coupes à pointe de diamant); Contrôle de qualité strict | +11–15% (Aluminium standard); significativement plus élevé pour les pièces complexes |
Étude de cas du monde réel: Choisir de PR pour un équipement de transmission de voiture
Un constructeur automobile a testé trois valeurs de PR pour les engrenages de transmission:
- 3.2 μm ra: Les engrenages ont fait du bruit et épuisé après 50,000 km.
- 1.6 μm ra: Le bruit réduit, Mais l'usure s'est toujours produite à 80,000 km.
- 0.8 μm ra: Bruit minimal, se porter librement jusqu'à 150,000 km.
Le fabricant a choisi 0.8 μM RA - même si cela a ajouté 5% coûter, il a réduit les réclamations de garantie par 40%.
Comment atteindre la valeur RA souhaitée
Obtenir la bonne PR n'est pas seulement la chance - cela dépend des outils d'usinage, paramètres, et matériel. Voici ce que vous devez savoir:
1. Choisissez le bon outil de coupe
- Haute RA (3.2 μm): Les usines d'extrémité en carbure standard fonctionnent bien. Ils sont bon marché et rapides.
- Faible RA (0.4 μm): Utiliser Sharp, outils de haute qualité (Par exemple, Carbure de diamant ou enduit de diamant). Les outils ternes laissent des surfaces rugueuses.
2. Régler les paramètres d'usinage
- Vitesse (RPM): Vitesse plus élevée = surface plus lisse (réduit les vibrations de l'outil). Pour l'aluminium, Utilisez 3 000 à 5 000 tr / min pour 3.2 μm ra; 5,000–8 000 tr / min pour 0.4 μm ra.
- Taux d'alimentation: Alimentation plus lente = surface plus lisse. Pour 3.2 μm ra, Utilisez 100 à 200 mm / min; pour 0.4 μm ra, tomber à 50–100 mm / min.
- Profondeur de coupe: Coupures peu profondes (0.1–0,2 mm) laisser moins de rugosité que les coupes profondes (0.5+ MM).
3. Matériel compte
Matériaux mous (Par exemple, aluminium, plastique) sont plus faciles à lisses que les matériaux durs (Par exemple, acier, titane):
- Aluminium: Peut atteindre 0.4 μM RA avec des outils standard.
- Acier: A besoin d'outils revêtus et de vitesses plus lentes pour frapper 0.8 μm ra.
- Titane: Nécessite des outils spécialisés pour descendre 1.6 μm ra.
Exemple
Un magasin a essayé de machine à machine des pièces en titane pour 0.8 μM RA avec outils en carbure standard. La surface était trop rugueuse (1.2 μm ra). Ils sont passés à des outils enrobés de titane et ont ralenti le taux d'alimentation - frappant finalement 0.8 μm ra.
CNC Milling vs. Tournant: Comment ils affectent la rugosité de surface
Moulin CNC (Couper avec des outils rotatifs) Et le tournant CNC (faire tourner la pièce pendant la coupe) produire une rugosité de surface différente - même avec la même cible RA. Voici pourquoi:
| Processus | Comment ça marche | Remarques de rugosité de surface | Mieux pour |
|---|---|---|---|
| Moulin CNC | L'outil tourne et se déplace à travers la pièce. Laisse une surface «festonnée» (à partir de la rotation des outils). | – Plus difficile à devenir très bas PR (0.4 μm) À cause des pétoncles. – Les pétoncles sont plus visibles sur de grandes surfaces plates. | Pièces complexes avec des trous, machines à sous, ou formes 3D (Par exemple, blocs de moteur, supports). |
| CNC tournant | Partie des tours; L'outil reste stationnaire. Laisse un lisse, schéma circulaire. | – Plus facile à obtenir une PR faible (0.4 μm) En raison du contact cohérent de l'outil. – Surfaces plus lisses sur les pièces cylindriques (Par exemple, arbres, boulons). | Parties cylindriques (Par exemple, roulements, broches, tuyaux). |
Étude de cas: Moulage vs. Tourner un arbre
Un fabricant avait besoin d'un 10 Arbre en acier mm avec 0.8 μm ra.
- Fraisage: A pris 3 passe pour frapper 0.8 μm ra; La surface avait de faibles pétoncles.
- Tournant: Frapper 0.8 μM RA 1 passer; La surface était lisse et uniforme.
Ils ont choisi de tourner pour l'arbre - c'était plus rapide et ont produit une meilleure surface.
Quand éviter la sur-lisse (Et économiser de l'argent)
Faible RA (Par exemple, 0.4 μm) Cela semble génial, Mais ce n'est pas toujours nécessaire. Des déchets trop lisses du temps et de l'argent:
- Pièces non déplaçant: Un support décoratif n'a pas besoin 0.4 μm RA - 3,2 μm fonctionne bien et coûte moins cher.
- Poignées / poignées: Surfaces trop lisses (0.4 μm ra) sont glissants. UN 1.6 μm La finition RA offre une meilleure adhérence à un coût inférieur.
- Parties post-traitées: Si vous anodagez une pièce, 3.2 μm ra suffit - l'anodize cachera des marques rugueuses.
Exemple
Une entreprise de meubles prévoyait d'utiliser 0.8 μM RA pour les jambes de chaise en bois (CNC-Machin). Ils ont réalisé que les jambes seraient peintes, Alors ils sont passés à 3.2 μm ra. Ils ont sauvé 5% par jambe et la peinture a parfaitement couvert les marques rugueuses.
Perspective de la technologie Yigu sur la rugosité de la surface de l'usinage CNC
À la technologie Yigu, nous croyonsrugosité de surface (Rampe) est un équilibre de fonction et de coût. Trop de clients trop spécifiés (Par exemple, 0.4 μM RA pour un support non critique) et payer un supplément sans avantage. Nous les aidons à faire correspondre RA à l'utilisation de leur part: Par exemple, Un client fabriquant des poignées d'outils de jardin est passée de 1.6 μm à 3.2 μm ra, économie 2.5% par unité sans perte d'adhérence. Nous partageons également des conseils d'usinage - comme utiliser le virage pour les pièces cylindriques - pour atteindre les cibles RA plus rapidement. La rugosité de surface n'est pas seulement un nombre; Il s'agit de fabriquer des pièces qui fonctionnent bien sans se ruiner.
FAQ
- Puis-je obtenir une valeur RA inférieure à 0.4 μm pour l'usinage CNC?
Oui, Mais c'est rare et coûteux. Des valeurs comme 0.2 μm ou 0.1 μm nécessite des processus spécialisés (Par exemple, Lapage ou le rasage) Après l'usinage CNC. Ceux-ci ajoutent 20 à 50% au coût et ne sont utilisés que pour les pièces ultra-précis (Par exemple, composants du moteur aérospatial ou implants médicaux haut de gamme). - Pourquoi CNC se tourne-t-il mieux que le broyage pour les pièces cylindriques lisses?
Tourner maintient la pièce tournante à une vitesse cohérente, Ainsi, l'outil de coupe entre en contact avec la surface - pas de pétoncles comme le fraisage. Pour un 10 arbre MM, Le virage peut frapper 0.4 μM RA 1 passer, Alors que les besoins en fraisage 3+ passe et laisse toujours de faibles pétoncles. - Est le post-traitement (comme l'anodisation) Améliorer la rugosité de la surface?
Non - les changements de traitement des postes, mais ne réduisent pas la base RA. Anodiser un 3.2 μm RA en aluminium la partie la rendra brillant, Mais les pics et les vallées sous-jacents (3.2 μm) sont toujours là. Si vous avez besoin d'une surface lisse, Vous devez d'abord le machine à un RA bas.