Tableau de finition de surface : le guide complet
juillet 28,2023
Les tableaux de finition des surfaces métalliques sont un outil de référence utilisé pour garantir la qualité et la précision de la préparation des surfaces. En plus des propriétés physiques telles que la résistance, la ductilité ou la ténacité, etc., la surface confère au matériau une apparence générale. Une finition de surface lisse confère au matériau une meilleure résistance à la fatigue et à l’usure. La rugosité est requise pour l'application du revêtement et lorsqu'un frottement est nécessaire.
Le tableau de finition de surface vous aidera à sélectionner la méthode la plus appropriée et la plus rentable pour obtenir la douceur souhaitée. Ici, dans cet article, différents tableaux de finition de surface montrent une comparaison de la rugosité de surface avec les processus, les outils et les paramètres.
Finition de surface : un aperçu
L'état de surface, également décrit comme topographie de surface ou texture de surface, vous renseigne sur la nature de la surface à travers ces caractéristiques de rugosité, de pose et d'ondulation de la surface. Des facteurs importants tels que la résistance à l'usure, la friction et l'adhérence sont influencés par la finition de surface du produit.
Importance du tableau de finition de surface dans la fabrication et l'ingénierie
Les tableaux de finition de surface sont utilisés pour décrire le profil de rugosité moyen d'un certain matériau après différentes techniques de traitement, c'est-à-dire le meulage, le polissage et le polissage. En examinant ces tableaux, nous pouvons choisir judicieusement le matériau et le processus pour obtenir la rugosité de surface souhaitée.
La finition de surface vous offre des avantages tels qu'une augmentation des performances, de la durabilité et de la résistance à la corrosion. Nous pouvons également augmenter l’adhérence et réduire l’éblouissement en créant une surface texturée.
Présentant de nombreux avantages, il présente également certains inconvénients, comme l’augmentation des coûts de traitement. Cela diminue la résistance du matériau en supprimant la couche la plus externe. Les surfaces rugueuses peuvent provoquer des matériaux sensibles à la corrosion en raison de l'augmentation de la surface.
En plus de sélectionner un processus, ces graphiques optimisent également le processus et augmentent la rentabilité. Les finitions de surface sont disposées de manière standardisée, ce qui contribue également à maintenir la qualité du produit.
Comment la finition de surface est mesurée
Les techniques de mesure de surface sont classées en deux grandes catégories : méthodes de comparaison de surface ou méthodes sans contact. Les techniques courantes utilisées pour mesurer la rugosité des surfaces sont les suivantes.
Profilométrie de surface
La profilométrie de surface est effectuée pour mesurer la rugosité de la surface et l'épaisseur du film. Dans cette technique, un stylet à pointe de diamant est déplacé sur la surface de l'échantillon.
Inspection des rayures
Cette technique d'inspection nécessite de déplacer un matériau souple sur la surface de l'échantillon et révèle le motif de rayures sur sa surface. Des matériaux comme le plomb Babbitt ou le plastique sont utilisés.
Images microscopiques
L'échantillon est placé sous le microscope et ses images sont comparées aux images de finition de surface requises.
Inspection visuelle
Si la rugosité de la surface a une valeur élevée, elle peut être observée et testée visuellement. Cette inspection a une précision limitée. Si la rugosité diminue, des loupes éclairées sont nécessaires pour le travail.
Induction
La jauge numérique de rugosité de surface produit des signaux de sortie en modifiant l'inductance dans les bobines lorsque la sonde se déplace le long de la surface rugueuse.
Balayage laser
Des microscopes confocaux laser sont utilisés pour ce processus. Ils fonctionnent en deux modes contact et sans contact. Ces microscopes vous permettent de mesurer l'axe horizontal et peuvent également effectuer des mesures 3D à l'aide d'images distantes.
Test ultrasonique
Des capteurs à ultrasons peuvent également être utilisés pour mesurer la rugosité des surfaces. Le changement dans les ondes sonores incidentes et réfléchies est dû à la texture de la surface qui vous donne les valeurs de mesure.
Classification des tableaux de finition de surface
La finition de surface est classée dans les catégories suivantes :
Tableau de finition de surface d'usinage
Les processus d'usinage tels que le meulage, le fraisage, le tournage ou le perçage produisent différentes rugosités de surface sur un matériau spécifique après le traitement. Le tableau de finition de surface de la machine vous fournit une comparaison de la rugosité de surface moyenne produite par chaque processus d'usinage. Cela vous aidera à choisir le procédé qui vous donne la rugosité souhaitée.
Diplôme de fin d'études (Chine)
|
ra (euh) |
rz (euh) |
ra (micro pouce) |
Méthode de finition d'usinage |
1 |
50 |
200 |
2000 |
Coulée grossière ou usinage le plus grossier |
2 |
25 |
100 |
1000 |
Dégrossissage, alésage, planification, perçage. Les marques d'usinage sont évidentes |
3 |
12.5 |
50 |
500 |
Identique à la finition à 2 degrés |
4 |
6.3 |
25 |
320 |
Tournage normal, alésage, rabotage, perçage, meulage. Les marques sont visibles |
250 |
||||
5 |
3.2 |
12.5 |
200 |
Mêmes processus comme 4 degrés mais les marques d'usinage sont quelque peu visibles |
160 |
||||
125 |
||||
6 |
1.6 |
6.3 |
100 |
Ces procédés sont utilisés : tournage à nombre contrôlé, alésage, rabotage, perçage, rectification. Les marques de machine ne sont pas visibles mais les instructions sont |
80 |
||||
63 |
||||
7 |
0.8 |
6.3 |
50 |
Mêmes processus que pour l'obtention du diplôme 6. Mais les directions sont floues |
40 |
||||
32 |
||||
8 |
0.4 |
3.2 |
25 |
Des processus tels que l'alésage, le meulage, l'alésage, le laminage rendent la surface lisse mais la direction des marques est floue. |
20 |
||||
16 |
||||
9 |
0.2 |
1.6 |
12.5 |
Le meulage et le super usinage rendent les marques et leur direction invisibles |
10 |
||||
8 |
||||
10 |
0.1 |
0.8 |
4 |
Un super usinage supplémentaire produit la plus haute finition de surface brillante foncée |
Les finitions de surface et le nombre d'échantillons de rugosité grâce à différents processus de fraisage horizontal, de tournage et de fraisage vertical sont comparés dans le tableau ci-dessous.
Ces échantillons ont des motifs différents sur leur surface en raison d'outils de traitement différents, mais ils ont le même numéro de rugosité car leur rugosité moyenne est similaire.
Tableau de finition de surface de fraisage
Contrairement aux tableaux de surfaces d’usinage, les tableaux de surfaces de fraisage se concentrent principalement sur le processus de fraisage. Il compare la rugosité de surface moyenne produite par différents outils de coupe, la vitesse de coupe et les vitesses d'avance. Ainsi, si vous n'avez que le choix d'effectuer le processus de fraisage, en jetant un coup d'œil à ce tableau d'état de surface, vous pouvez optimiser le processus.
Tableau de finition de surface du tour
Le tableau de finition de surface du tour montre les plages de rugosité de surface résultant de différents matériaux et paramètres de coupe. Si vous êtes machiniste ou ingénieur, ces tableaux vous aideront à choisir les meilleurs réglages de tour pour obtenir la texture souhaitée sur la surface d'un certain matériau.
Tableau de finition des surfaces en plastique
Un tableau de finition plastique vous donne le contraste entre les différentes finitions, leur plage de rugosité et le coût de réalisation de la finition. Ensuite, les matériaux plastiques sont comparés en fonction de la rugosité souhaitée, par exemple le matériau le plus approprié pour une surface hautement brillante A1 (ayant une rugosité minimale) est le polymère acrylique. Le polypropylène et le polyuréthane ne conviennent pas pour une finition de surface brillante.
Différents plastiques et leur adéquation aux finitions de surface super vitreuses A1, A2 et A3 sont présentés.
polymères |
A1 |
A2 |
A3 |
ABS |
Moyen |
Moyen |
Bon |
Polypropylène (PP) |
Mauvais |
Moyen |
Moyen |
Polystyrène (PS) |
Moyen |
Moyen |
Bon |
HDPE |
Mauvais |
Moyen |
Moyen |
Nylon |
Moyen |
Moyen |
Bon |
Polycarbonate (PC) |
Moyen |
Bon |
Excellent |
Polyuréthane (TPU) |
Mauvais |
Mauvais |
Mauvais |
Acrylique |
Excellent |
Excellent |
Excellent |
Tableau de finition des surfaces métalliques
Le tableau de finition des surfaces métalliques fournit une comparaison combinée entre la rugosité de surface de différents métaux après l'utilisation de différents processus d'usinage comme le meulage, le fraisage, etc. Il aide également à l'optimisation. Ces tableaux concernent davantage les processus de finition liés aux matériaux, contrairement aux tableaux d'usinage qui permettent de comparer tous les processus d'usinage.
Tableau de finition de surface en acier inoxydable
Un simple tableau de finition de surface en acier inoxydable vous montre la rugosité moyenne, le grain et le degré de polissage. Le grain et le numéro de polissage sont basés sur le processus utilisé par nos matériaux pour fournir une finition de surface. Le nombre polonais va de 1 à 8, 1 est non poli et 8th a le numéro de rugosité le plus bas. Ces finitions de surface sont produites à l'aide de meules à fil comportant une couche de matériau abrasif ayant un numéro de grain spécifique.
Tableau de conversion de l'état de surface
Différentes industries utilisent différentes unités standardisées de rugosité de surface. Ce tableau vous aidera à comprendre les tableaux d’état de surface utilisés par différentes industries dans d’autres pays. La conversion entre les unités suivantes est effectuée :
Ra = Rugosité moyenne en micromètres ou micropouces.
RMS = Root Mean Square en micropouces.
CLA = moyenne de la ligne centrale en micropouces.
Rt = Rugosité Totale en microns
N = Nouveaux numéros d’échelle ISO (grade).
Longueur de coupure = Longueur requise pour l'échantillon.
N |
Ra |
Rz |
CLA |
RMS |
Longueur coupée |
|
Pouces |
mm |
|||||
1 |
0.3 |
0.025 |
1 |
1.1 |
0.003 |
0.08 |
2 |
0.5 |
0.05 |
2 |
2.2 |
0.01 |
0.25 |
3 |
0.8 |
0.1 |
4 |
4.4 |
0.01 |
0.25 |
4 |
1.2 |
0.2 |
8 |
8.8 |
0.01 |
0.25 |
5 |
2.0 |
0.4 |
16 |
17.6 |
0.01 |
0.25 |
6 |
4.0 |
0.2 |
32 |
35.2 |
0.03 |
0.8 |
7 |
8.0 |
1.6 |
63 |
64.3 |
0.03 |
0.8 |
8 |
13 |
3.2 |
125 |
137.5 |
0.1 |
2.5 |
9 |
25 |
6.3 |
250 |
275 |
0.1 |
2.5 |
10 |
50 |
12.5 |
500 |
550 |
0.1 |
2.5 |
11 |
100 |
25 |
1000 |
1100 |
0.3 |
8.0 |
Comprendre les différents types de graphiques d'état de surface
Tableau de finition de surface par microbillage
Le sablage aux billes s'effectue en ciblant des billes de verre ou d'acier à haute pression sur la surface du matériau en cours de préparation. Il offre une rugosité moyenne de 42 Ra (micro-pouce). Un tableau de perles typique vous fournit le contraste des valeurs de rugosité en utilisant différentes tailles et matériaux de perles. La pression et la distance entre les buses peuvent également être ajoutées dans le tableau pour optimiser la finition de la surface.
Alliage |
Rugosité de surface |
Aspect |
Applications |
Niveau 1 |
Microbillage très fin |
Lisse |
Pièces cosmétiques, matériel médical |
Niveau 2 |
Sablage fin |
Faible texture |
Composants aérospatiaux |
Niveau 3 |
Dynamitage moyen |
Texture modérée |
Pièces automobiles, machines |
Niveau 4 |
Dynamitage grossier |
Texture rugueuse |
Composants marins |
Tableau d'épaisseur de revêtement
Ce tableau vous recommande différentes épaisseurs ou types de revêtement souhaités sur un certain matériau. Les épaisseurs de revêtement sont exprimées dans de nombreuses unités telles que les micromètres, les millimètres, les mils (milliers de pouces) ou les micropouces. Ainsi, si vous devez appliquer le revêtement en différentes unités, ce tableau vous fera gagner du temps [15]. Ces tableaux sont importants dans des secteurs tels que la peinture, la protection contre la corrosion, le contrôle qualité, etc. [14].
um |
mm |
pouce |
mils (milliers d'un pouce) |
Dixièmes (de d'un pouce)
|
Millionièmes (un Millions de pouces) |
1 |
0.1 |
0.0001 |
0.000004 |
0.004 |
0.04 |
2 |
0.5 |
0.0005 |
0.00002 |
0.02 |
0.2 |
3 |
1 |
0.001 |
0.000039 |
0.039 |
0.39 |
4 |
1.5 |
0.0015 |
0.000059 |
0.059 |
0.59 |
5 |
2 |
0.002 |
0.000079 |
0.079 |
0.79 |
6 |
2.5 |
0.0025 |
0.000098 |
0.098 |
0.98 |
7 |
3 |
0.003 |
0.000118 |
0.118 |
1.18 |
8 |
3.5 |
0.0035 |
0.000138 |
0.138 |
1.38 |
9 |
4 |
0.004 |
0.000157 |
0.157 |
1.57 |
10 |
4.5 |
0.0045 |
0.000177 |
0.177 |
1.77 |
11 |
5 |
0.005 |
0.000197 |
0.197 |
1.97 |
12 |
5.5 |
0.0055 |
0.000217 |
0.217 |
2.17 |
13 |
6 |
0.006 |
0.000236 |
0.236 |
2.36 |
14 |
7 |
0.007 |
0.000276 |
0.276 |
2.76 |
15 |
8 |
0.008 |
0.000315 |
0.315 |
3.15 |
16 |
9 |
0.009 |
0.000354 |
0.354 |
3.54 |
17 |
10 |
0.01 |
0.000394 |
0.394 |
393.7 |
18 |
12 |
0.012 |
0.000472 |
0.472 |
4.72 |
19 |
15 |
0.015 |
0.000591 |
0.591 |
5.91 |
20 |
20 |
0.02 |
0.000787 |
0.787 |
7.87 |
Tableau de qualité de finition
Le tableau de qualité de finition vous montre une gamme de finitions de surface, des surfaces non polies aux surfaces polies (hautement réfléchissantes) et leurs valeurs de rugosité de surface en micromètres (µm) ou micropouces (µin). Ceux-ci contiennent parfois des images de la surface des matériaux de finition. Le tableau suivant présente différents numéros de qualité et marques pour les numéros de rugosité.
Tableau d'outillage
Le tableau des outils vous donne des informations sur plusieurs outils utilisés dans l'industrie. Ses principales sections sont le type d'outil, la taille de l'outil, les vitesses d'alimentation ou les matériaux [16]. Il augmente l'efficacité du processus et réduit également le gaspillage de matériaux en utilisant le bon outil pour le travail. Ainsi, cela vous fera économiser du temps et de l’argent.
Tableau des symboles de finition de surface
Symboles de finition de surface ISO
Tableau de rugosité Ra
ra est la valeur moyenne de rugosité, elle est utilisée pour mesurer la moyenne de l'écart type par rapport à une ligne moyenne. Il peut être représenté en termes de µm ou µin. Il affiche également les finitions de surface ainsi que la valeur de rugosité. En examinant la rugosité moyenne d'une finition de surface, vous pouvez sélectionner des matériaux nécessitant une certaine friction, des capacités d'étanchéité et un aspect esthétique.
Tableau de rugosité de surface Rz
rz est connu sous le nom de rugosité en profondeur. Il est calculé en trouvant la distance moyenne entre le sommet le plus haut et le plus bas. Le tableau de rugosité de surface rz affiche également différentes surfaces texturées ainsi que les valeurs rz. Il vous informe sur la résistance à l'usure du matériau et sur la façon dont il peut retenir un lubrifiant.
Diplôme de finition
|
rz (euh) |
Méthode de finition d'usinage |
N12 |
200 |
Coulée grossière ou usinage le plus grossier |
N11 |
100 |
Dégrossissage, alésage, planification, perçage. Les marques d'usinage sont évidentes |
N10 |
50 |
Identique à la finition à 2 degrés |
N9 |
25 |
Tournage normal, alésage, rabotage, perçage, meulage. Les marques sont visibles |
N8 |
12.5 |
Mêmes processus comme 4 degrés mais les marques d'usinage sont quelque peu visibles |
Tableau de finition de surface RMS
En valeur efficace, l'état de surface et la rugosité de la surface sont exprimés en valeur efficace (RMS). Il a des unités similaires µm ou µin. Ce tableau donne également une idée de la durée de vie en fatigue du matériau.
Diplôme de finition
|
rms |
Méthode de finition d'usinage |
N12 |
55 |
Coulée grossière ou usinage le plus grossier |
N11 |
27.5 |
Dégrossissage, alésage, planification, perçage. Les marques d'usinage sont évidentes |
N10 |
13.75 |
Identique à la finition à 2 degrés |
N9 |
9.13 |
Tournage normal, alésage, rabotage, perçage, meulage. Les marques sont visibles |
N8 |
3.52 |
Mêmes processus comme 4 degrés mais les marques d'usinage sont quelque peu visibles |
Conversion du tableau de rugosité de surface
Ce graphique convertit la rugosité de la surface en plusieurs unités. Cela vous aide à choisir l’unité standard utilisée par une industrie. Les formules suivantes sont utilisées pour convertir ces unités
- Micromètres (µm) en Micropouces (µin) : Micropouces (µin) = Micromètres (µm) x 39.3701
- Micromètres (µm) en Millimètres (mm): Millimètres (mm) = Micromètres (µm) / 1000
- Micropouces (µin) en Micromètres (µm): Micromètres (µm) = Micropouces (µin) / 39.3701
- Micropouces (µin) en Millimètres (mm): Millimètres (mm) = Micropouces (µin) / 39,370 XNUMX
- Millimètres (mm) en Micromètres (µm): Micromètres (µm) = Millimètres (mm) x 1000
- Millimètres (mm) en Micropouces (µin) : Micropouces (µin) = Millimètres (mm) x 39,370 XNUMX
Un tableau à titre d'exemple est donné ci-dessous sous le tableau des tableaux de conversion de rugosité de surface [1].
Facteurs affectant la finition de surface
Certains des facteurs les plus importants que vous devez garder à l’esprit sont :
Matériau de l'outil de coupe
Le type de matériau de coupe que vous utilisez affecte également la rugosité de la surface. Par exemple, les outils en acier rapide produisent plus de rugosité sur la surface, tandis que les outils en carbure et en céramique vous donnent une surface lisse.
Dureté du matériau
Si la dureté du matériau est proche de la dureté de l’outil de coupe, la rugosité de la surface sera plus élevée. L'écart de dureté entre deux matériaux et l'outil est plus grand, plus la surface sera lisse.
Paramètres d'usinage
Paramètres d'usinage tels que la vitesse de coupe, la profondeur de coupe, l'avance et la vitesse d'enlèvement de matière. Ces paramètres peuvent être modifiés pour obtenir la rugosité de surface souhaitée.
Lubrification et refroidissement
La lubrification ou d'autres processus de refroidissement réduisent la friction, évitent également aux outils d'être endommagés et fournissent une finition de surface soignée.
Traitements post-traitement
Après l'usinage, un traitement supplémentaire tel qu'un traitement chimique, un meulage et un polissage est effectué pour augmenter encore la douceur de la surface.
Tableaux de conversion de rugosité de surface
Le tableau suivant montre la conversion de la rugosité en différentes unités.
L'état de surface est vérifié avec
La finition de surface est vérifiée avec des profilomètres et différentes techniques indiquées ci-dessus. Les profilomètres contiennent un stylet qui se déplace sur la surface du matériau et calcule la profondeur de la rugosité.
Conclusion
La finition de surface ne vise pas uniquement à rendre un produit esthétique. Une bonne finition de surface peut améliorer la résistance à la fatigue du matériau. De nombreux types de tableaux d'état de surface sont abordés dans cet article, ce qui vous donne une idée de la gamme de rugosité de surface obtenue grâce à différents types de traitement et outils.
Les tableaux de finition de surface vous font gagner du temps dans la recherche du processus et de l'outil supérieurs pour la rugosité de surface souhaitée. Des moyens de calculer la rugosité de la surface sont également ajoutés, ce qui vous aidera à créer des graphiques. Vous pouvez créer des graphiques personnalisés selon vos besoins en utilisant des unités standard.
Pour un apprentissage et une exploration plus approfondis, vous pouvez consulter l’organisation internationale de normalisation (ISO). Il existe des normes liées au calcul de la rugosité et de la texture des surfaces, telles que ISO 4287, ISO 25178 et ISO 1302. Vous pouvez consulter les cours en ligne sur udemy et coursera. Il existe également de nombreux documents de recherche et livres pour apprendre ce domaine.
Les experts CNC tuofa de Chine vous offrent également la possibilité de finition de surface. Il est divisé en deux types, l’un est réalisé par enlèvement de matière et l’autre est réalisé par ajout d’une couche de revêtement. Les processus suivants sont utilisés :
- Explosion de perles
- Anodisation
- Electroplating
- Revêtement en poudre
- Polissage
- Brossage
- Oxyde noir
- Alodine
- Fabrication de pièces
FAQ
La soudure est-elle la méthode utilisée pour obtenir la finition de surface ?
Non, le soudage n’est pas effectué dans le but d’obtenir une finition de surface. Le soudage est un processus d'assemblage par lequel deux métaux sont fusionnés. La finition de surface est le résultat de divers processus tels que le meulage, le polissage ou le revêtement. La soudure peut être présente à la surface d'un métal ou d'un alliage mais cela ne signifie pas qu'elle est utilisée à cette fin.
Qu'est-ce qu'une finition de surface 125 ?
Une finition de surface de 125 spécifie que la surface a été usinée pour atteindre une valeur de rugosité moyenne de 125 micropouces (µin) ou environ 3.2 micromètres (µm). Cette finition est associée à des surfaces lisses adaptées à des applications d'ingénierie spécifiques.
Une finition de surface de qualité supérieure est produite dans ?