Usinage CNC : facteurs qui affectent la rugosité de surface des pièces usinées CNC

Définition de la rugosité

La surface des pièces usinées par commande numérique ne peut être parfaitement plane et lisse. En réalité, elle présente un certain degré d'erreur géométrique, tant macroscopique que microscopique, généralement exprimée par la rugosité. La rugosité de surface est donc un indicateur de cette erreur microscopique. Elle correspond à la hauteur des aspérités et à l'espacement des creux et des pics. Auparavant, on parlait d'état de surface pour désigner la rugosité des pièces usinées par CNC . La rugosité, en tant que mesure importante de la qualité de surface des pièces usinées par CNC, détermine non seulement leur aspect esthétique, mais influe également fortement sur la qualité d'assemblage de la machine et sur la durée de vie des pièces.

Paramètres de géométrie de l'outil

L'angle de déviation principal Kr, l'angle de déviation secondaire Kr' et le rayon de l'arc de la pointe de l'outil re sont les principales influences sur la rugosité de surface des paramètres de géométrie de l'outil. Lorsque les angles de déviation primaire et secondaire sont petits, la hauteur de la surface résiduelle des pièces usinées CNC est également petite, de sorte que la rugosité de surface peut être réduite ; plus l'angle de déviation secondaire est petit, plus la rugosité de surface est faible, mais la réduction de l'angle de déviation secondaire est susceptible de provoquer des vibrations, donc diminuer l'angle de déviation secondaire en fonction de la rigidité de la machine-outil. L'influence du rayon du nez de l'outil re sur la rugosité de surface : lorsque la rigidité le permet, la rugosité de surface diminue lorsque re augmente. L'augmentation de re est un bon moyen de réduire la rugosité de surface des pièces usinées CNC. Par conséquent, la réduction de l'angle de déviation principal Kr et de l'angle de déviation secondaire Kr' et l'augmentation du rayon de l'arc de la pointe de l'outil peuvent réduire la hauteur de la zone résiduelle, réduisant ainsi la rugosité de surface des pièces usinées CNC.

Facteurs physiques

Français Compte tenu de l'essence physique du processus de coupe, les coins arrondis de l'outil de coupe et l'extrusion et le frottement ultérieurs provoquent une déformation plastique du matériau métallique, ce qui détériore gravement la rugosité de surface des pièces usinées CNC. Lorsqu'un copeau en forme de bande est formé par usinage CNC d'un matériau plastique, il est facile de former un bord rapporté de haute dureté sur la face de coupe. Il peut remplacer la face de coupe et le bord de coupe pour la coupe, de sorte que l'angle géométrique de l'outil et la quantité de contre-coupe peuvent être modifiés. Le contour du bord rapporté est très irrégulier, ce qui fait que la surface de la pièce usinée CNC apparaît avec une profondeur et une largeur en constante évolution. Certaines tumeurs accumulées sont incrustées dans la surface des pièces usinées CNC, ce qui augmente la rugosité de la surface.
Les vibrations lors de l'usinage CN augmentent la valeur du paramètre de rugosité de surface des pièces d'usinage CN.

Matériel d'outil

Lorsque le matériau de l'outil a une affinité élevée avec les molécules métalliques du matériau à traiter par CNC, le matériau à traiter par CNC est facile à lier à l'outil pour générer des tumeurs et des écailles accumulées. Par conséquent, la rugosité de surface sera grande si la liaison est sérieuse ou si le frottement est important, et vice versa. Juste petit. L'usinage CNC des mêmes pièces d'usinage CNC, différents matériaux d'outils obtiennent une rugosité de surface différente, comme l'usinage CNC de pièces en fonte, les lames en alliage dur ont du mal à atteindre la rugosité de Ra1.6 ; tandis que les grades BN-S30 ou BN-K20 Le nitrure de bore cubique a un faible coefficient de frottement du matériau de l'outil et une excellente stabilité thermique à haute température et résistance à l'usure, de sorte que la rugosité de la fonte usinée CNC peut atteindre Ra0.8-Ra1.6.

Usure des outils

L'usure des outils est divisée en trois étapes : l'usure initiale, l'usure normale et l'usure sévère. En raison de la présence de bavures, de micro-protubérances irrégulières, de micro-fissures, etc. sur la surface de l'outil, l'usure est relativement sévère au stade initial de la coupe, ce qui entraîne un changement important de la rugosité de la surface ; par la suite, elle entre dans l'usure normale et le processus de coupe est relativement stable, de sorte que la variation de la rugosité de la surface diminue ; à mesure que la quantité d'usure augmente, l'outil entre dans une phase d'usure sévère, le taux d'usure de la surface du flanc de l'outil augmente fortement, le système a tendance à devenir instable, les vibrations augmentent et la variation de la rugosité de la surface augmente également fortement.

L'influence des propriétés matérielles des pièces usinées CNC

En usinage CNC de matières plastiques, l'extrusion et le frottement de l'outil sur la surface usinée entraînent généralement une déformation plastique, ce qui se traduit par une rugosité de surface plus importante. En revanche, la déformation plastique des matériaux fragiles est faible lors de l'usinage CNC , ce qui permet d'atteindre facilement le niveau de rugosité requis. Afin de réduire la rugosité de surface après usinage CNC, le matériau est souvent trempé et revenu, ou normalisé, avant la coupe, afin d'obtenir une structure à grains fins et uniformes ainsi qu'une dureté élevée.