Facteurs clés qui influencent la rugosité de surface dans l'usinage de pièces de précision CNC
Paramètres de coupe
• Vitesse d'alimentation – une alimentation plus élevée laisse des pics de « cuspides » plus épais ; le doublement de l'alimentation peut augmenter Ra de 0,8 µm → 1,6 µm.
• Vitesse de coupe : une vitesse de coupe trop faible entraîne des-arêtes accumulées (BUE) et des déchirures ; une valeur trop élevée accélère l'usure de l'outil ; les deux augmentent la rugosité.
• Profondeur de passe – les traces d'ébauche importantes doivent être éliminées par une passe de finition de 0,05 à 0,1 mm ou par des sauts Ra > 50 %.
Géométrie et état de l'outil
• Rayon du nez – un rayon plus grand répartit la charge de copeaux ; passer de 0,4 mm à 0,8 mm peut réduire Ra de 30 %.
• Angles de coupe et de dépouille – une coupe positive et nette réduit la force de coupe et les marques de vibration.
• Usure de l'outil – usure en dépouille VB > 0,05 µm transforme une finition miroir en 1,6 µm Ra presque du jour au lendemain.
Matériau de la pièce-
• Dureté et ductilité – le 6061-T6 Al mou peut s'étaler, tandis que le 316L durcit et donne des pics déchirés ; les deux augmentent Ra à moins que la vitesse/l'avance ne correspondent.
• Micro-structure – machines en acier traité thermiquement à grains fins--à 0,4 µm Ra, tandis que-les grains grossiers coulés ont du mal à atteindre 1,6 µm.
Liquide de refroidissement/lubrification
• Le liquide de refroidissement à 8 % de concentration maintient la zone de coupe en dessous de 200 degrés, supprimant le BUE et le soudage des copeaux ; la coupe à sec peut ajouter 0,2 à 0,4 µm à Ra.
• Le liquide de refroidissement de broche à haute-pression-(70 bars) brise les copeaux et évite les rayures secondaires.
Dynamique des machines et des montages
• Un faux-rond de la broche-> 2 µm ou une usure des roulements crée des lobes de broutage ; Ra peut atteindre 0,8 µm → 2,0 µm même avec un outillage parfait.
• Le porte-à-faux > 3 × diamètre sur l'extrémité-la fraise agit comme un diapason ; marques de vibration visibles au grossissement 10×.
Surface résiduelle et flux de copeaux
• La hauteur théorique du pic h ≈ f ²/(8×R) où f=alimentation, R=rayon du nez ; réduire l'avance de 0,2 mm/tr à 0,05 mm/tr diminue h de 16×.
• Des brise-copeaux inappropriés laissent les copeaux rayer la surface juste-coupée, ajoutant 0,1 à 0,3 µm de Ra.
Séquence de processus
• Sauter une passe de semi-finition de 0,1 mm avant que la passe de finition de 0,02 mm laisse 0,4 µm Ra au lieu de 0,2 µm sur l'acier 45.
• La direction de la montée finale-du fraisage donne un Ra inférieur à celui du fraisage conventionnel sur la plupart des alliages d'aluminium.
Règle-de-carte cible empirique
Ra 0,4 µm → insert pointu, 0,05 mm/tr, rad nez 0,2 mm, 150 m/min, liquide de refroidissement par inondation, < 1 µm de fuite-.
Ra 1,6 µm → OK pour relâcher l'alimentation à 0,15 mm/tr, nez rad 0,4 mm, pas de pression particulière du liquide de refroidissement.
Ra 3,2 µm → paramètres d'ébauche ; aucune passe de finition n'est nécessaire.
Conclusion
"L'état de surface n'est pas un accident-c'est la somme de l'avance, du rayon de l'outil, de la vitesse, du liquide de refroidissement et de la rigidité ; contrôlez-les et vous contrôlez Ra."
