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Analyse des procédés communs de traitement de surface dans l'usinage CNC
La rugosité de surface des pièces usinées CNC fait référence à l'irrégularité moyenne de leur texture de surface après usinage.qui mesure la précision microscopique de la surface du matériauLa rugosité de la surface n'affecte pas seulement directement l'apparence de la pièce, mais influence également de manière significative ses propriétés physiques et ses performances en application.
Pour obtenir la qualité de surface idéale, les techniciens sélectionnent les outils appropriés et optimisent les paramètres d'usinage tels que la vitesse d'alimentation, la vitesse de coupe,et profondeur de coupe pour contrôler efficacement la rugosité de la surface, assurant que la pièce satisfait aux exigences de fonctionnalité, de fiabilité et de durée de vie.
Grades communs de rugosité de surface et leurs applications dans l'usinage CNC
Dans l'usinage CNC, la rugosité de surface des pièces n'est pas formée au hasard, mais est spécifiquement contrôlée en fonction de différentes exigences d'application.Différents cas d'utilisation ont des exigences différentes en matière de rugosité de surface pour assurer la précision de l'assemblage, la fonctionnalité et la durée de vie. Ci-dessous plusieurs grades de rugosité de surface courants et leurs gammes applicables:
Ra 3,2 μmIl s'agit de la surface usinée la plus courante au niveau commercial, adaptée à la plupart des pièces de consommation.Les marques d'outil visibles sont présentes à l'œil nu et sont généralement utilisées comme norme de rugosité par défaut pour l'usinage CNCCette qualité convient aux pièces soumises à des vibrations, charges et contraintes modérées, et est souvent utilisée pour les surfaces d'accouplement qui subissent des charges plus légères et un mouvement plus lent.
Ra 1,6 μmIl s'agit d'une norme utilisée dans l'industrie mécanique pour les pièces générales qui ne nécessitent pas une grande douceur de surface.Il est couramment utilisé pour les composants mécaniques généraux ou les pièces structurelles avec de faibles exigences de performanceIl n'est pas adapté aux environnements de rotation à grande vitesse ou à forte vibration.
Ra 0,8 μmIl s'agit d'un degré de rugosité plus élevé qui nécessite un contrôle strict de l'usinage.communément trouvé dans les composants automobiles et les appareils électroniques grand publicCette qualité convient également aux composants de roulement qui subissent des charges légères et un mouvement intermittent.
Ra 0,4 μmCette qualité de surface est proche d'une finition miroir et est principalement utilisée pour les pièces de précision qui nécessitent une précision de surface extrêmement élevée, une esthétique et une douceur.Il convient aux pièces tournantes à grande vitesse (eCette qualité nécessite toutefois généralement un usinage plus raffiné et un contrôle de qualité plus strict.augmentation significative des coûts et des cycles de production.
Analyse des procédés communs de traitement de surface dans l'usinage CNC
En fonction des besoins spécifiques de l'application et des caractéristiques des matériaux, les concepteurs de produits sélectionnent différentes méthodes de traitement de surface CNC.Les méthodes de traitement de surface courantes pour les matériaux métalliques et non métalliques sont indiquées ci-dessous.:
1.Processus de traitement mécanique de surface
1.1 Surface naturelle (pas de traitement)Se réfère à l'état naturel de la surface d'une pièce après usinage CNC, généralement avec des marques d'outil ou des défauts mineurs visibles, avec une rugosité moyenne d'environ Ra 3,2 μm.Il est important de noter que le polissage ou le broyage ultérieur peut affecter la tolérance dimensionnelle de la pièce..
1.2 Le sablageUne méthode de traitement de surface économique et pratique pour les pièces métalliques à faible exigence de lissure.élimination des défauts et création d'une texture mate ou glacée uniforme.
1.3 Finition brosséeUne méthode de finition fine qui crée une texture uniforme et unidirectionnelle sur la surface à l'aide de pinceaux ou de milieux de meulage fins.,Il préserve la couleur naturelle du métal tout en lui donnant une texture unique.
1.4 Le ponçage abrasifAussi connu sous le nom de sablage abrasif, ce procédé utilise des particules de sable à grande vitesse pour éliminer les contaminants de surface, les couches d'oxyde ou pour le traitement de la texture et la préparation du pré-couchage.Il convient à divers métaux et matériaux durs.
1.5 PolissageUtilise des roues de polissage ou des composés pour obtenir une finition brillante sur les pièces, produisant un effet miroir.et des biens de consommation haut de gamme pour améliorer l'esthétique, la propreté et la résistance à la corrosion.
1.6 GrinerUne méthode où des outils à motifs sont appliqués à la surface tournante de la pièce à usiner pour créer des textures antidérapantes régulières.acier, et l'aluminium dans les conceptions esthétiques et fonctionnelles.
1.7 Le broyageUtilise des roues de meulage ou d'autres abrasifs pour éliminer de la surface de la surface des micro-quantités de matériau afin d'obtenir un niveau plus élevé de douceur et de précision.Il convient aux pièces qui nécessitent une suppression supplémentaire de la contamination de surface ou une amélioration de la rugosité..
2.Processus chimiques de traitement de surface
2.1 PassivationUn traitement chimique normalisé pour l'acier inoxydable et d'autres métaux, impliquant l'immersion dans une solution spécifique pour éliminer le fer libre de la surface et former un film protecteur uniforme,amélioration de la résistance à la corrosion.
2.2 Traitement au chromateConvient pour les métaux tels que l'aluminium, le zinc, le cadmium et le magnésium.isolation électrique, et résistance à la corrosion.
2.3 GalvanisationIl s'agit d'immerger de l'acier ou d'autres substrats dans du zinc fondu pour former une couche d'alliage zinc-fer et une couche de zinc pur.Ce procédé rentable empêche l'oxydation et la rouille et convient à la production à grande échelle de pièces.
2.4 Revêtement par oxyde noirIl s'agit d'immerger les métaux ferreux dans une solution de sel d'oxydation pour former chimiquement une couche protectrice d'oxyde de fer noir.fournissant à la fois une résistance à la corrosion et une finition mate.
2.5 Polissage à la vapeurUtilisé pour les pièces en plastique (comme PC et acrylique) pour obtenir un haut lustre et une transparence grâce à la vapeur chimique qui fait fondre la surface.instruments médicaux, et d'autres produits qui nécessitent un attrait esthétique élevé ou une transmission de la lumière.
3.Processus de traitement de surface électrochimique
3.1 AnodisationPrincipalement utilisé pour les pièces en aluminium, l'anodisation implique un processus électrolytique pour épaissir la couche d'oxyde naturel, améliorer la résistance à la corrosion, la résistance à l'usure et la dureté de la surface,tout en soutenant la teintureIl est largement utilisé dans l'électronique grand public et les équipements industriels.
3.2 Le galvanisationprocédé par lequel des ions métalliques sont déposés sur la surface d'une pièce en utilisant un courant électrique, formant un revêtement métallique uniforme.et l'apparence décorativeLes matériaux couramment utilisés pour le placage sont le cuivre, le nickel, l'or et l'argent.
3.3 Plaquage au nickel sans électroAussi connu sous le nom de nickel chimique, ce processus implique une réduction chimique pour déposer une couche uniforme d'alliage nickel-phosphore sur l'acier, l'aluminium ou d'autres substrats.Il offre une excellente résistance à la corrosion et une couverture uniforme, en particulier pour les pièces aux géométries complexes.
3.4 Polissage électrolytiqueIl s'agit d'une dissolution anodique pour éliminer les saillies microscopiques sur la surface, la rendant plus lisse et plus brillante tout en améliorant la propreté et la résistance à la corrosion.Cette méthode est largement utilisée pour les pièces qui nécessitent des normes sanitaires élevées, tels que les dispositifs médicaux et les équipements de transformation alimentaire.
3.5 Couche en poudreIl s'agit de pulvériser électrostatiquement des poudres thermoset ou thermoplastiques sur une surface métallique, qui est ensuite durcie sous la chaleur ou la lumière UV pour former un film protecteur fort.Cette méthode offre une excellente décoration, résistantes à la corrosion et respectueuses de l'environnement, adaptées à diverses enceintes métalliques et composants structurels.
4.Processus de traitement thermique de surface
4.1 RechauffageIl s'agit de chauffer le métal à sa température de recristallisation, puis de le refroidir lentement (généralement dans le sable ou par refroidissement au four) afin de réduire sa dureté, d'améliorer sa ténacité et sa ductilité.et améliorer les propriétés de travail à froid ultérieures.
4.2 Traitement thermiqueUne série d'opérations impliquant le chauffage, la tenue et le refroidissement pour modifier la microstructure d'un matériau, améliorant ainsi ses propriétés mécaniques, telles que la résistance, la dureté et la résistance à l'usure.Il est largement utilisé dans la fabrication de moules et de pièces structurelles.
4.3 TempérageIl s'agit de réchauffer un métal éteint à une température appropriée, de le maintenir pendant une certaine période, puis de le refroidir lentement pour équilibrer la résistance et la ténacité,empêcher le matériau de devenir trop fragile.
Comment choisir le bon traitement de surface pour les pièces usinées CNC?
Pour s'assurer que le traitement de surface sélectionné satisfait aux exigences de conception et aux scénarios d'application, il convient de prendre en considération les facteurs clés suivants:
Caractéristiques du matériauLes différents matériaux réagissent différemment aux traitements de surface. Par exemple, les pièces en aluminium conviennent à l'anodisation et au revêtement en poudre,L'acier inoxydable utilise souvent la passivation pour une résistance accrue à la corrosion, et l'acier au carbone est plus adapté à l'oxyde noir ou à la galvanisation à chaud.
Exigences fonctionnellesSélectionner des procédés basés sur la fonctionnalité de la pièce, par exemple l'anodisation ou le galvanisation pour les pièces exposées à des environnements corrosifs, la carburation ou le trempage pour les conditions d'usure élevée,et de cuivre, l'argent, ou l'or galvanisation pour les pièces qui nécessitent une meilleure conductivité.
Exigences en matière d'apparenceLe traitement de surface affecte l'apparence visuelle du produit. Le polissage et le galvanoplastie peuvent obtenir des finitions très brillantes, tandis que le sablage et le revêtement en poudre peuvent créer des textures mates ou satinées.Choisir l'effet approprié en fonction du positionnement du produit ou des exigences du client.
Contrôle des coûtsLes différents procédés ont des coûts différents. Par exemple, le revêtement en poudre offre un bon rapport coût-efficacité dans la production de masse.et les exigences de performance pour sélectionner la solution optimale.
Exigences relatives aux délaisLes procédés comme l'anodisation et l'électro-plaquage ont généralement des cycles plus longs, tandis que les traitements mécaniques comme le polissage sont relativement plus rapides.Les processus plus rapides devraient être prioritairesCependant, si le temps est suffisant et si une grande précision est requise, des procédés plus détaillés peuvent être choisis.
Méthodes de mesure de la rugosité de la surface d'usinage CNC
Pour vérifier que la surface d'une pièce répond aux normes de qualité et de performances requises, diverses techniques de mesure sont utilisées pour évaluer la rugosité, la texture,et qualité de l'usinage sous différents anglesLes méthodes courantes sont les suivantes:
Inspection visuelleLa méthode de dépistage initiale la plus directe et la plus efficace, qui consiste à utiliser à l'œil nu ou une loupe pour identifier les défauts évidents, tels que des rayures, des bosses ou des bosses.
ProfilomètreUn dispositif de mesure à contact qui utilise une sonde pour se déplacer le long de la surface et enregistrer le micro-profil de la pièce.et la consistance de l'usinageIl est très précis et adapté aux pièces qui nécessitent des normes strictes de qualité de surface.
Instrument de mesure de la rugosité de surfaceSpécialement conçu pour mesurer les irrégularités microscopiques sur la surface, cet instrument calcule des paramètres de rugosité tels que Ra, Rz et autres, fournissant des résultats numériques objectifs.C'est l'une des méthodes standard les plus couramment utilisées pour évaluer la qualité de surface des pièces usinées CNC..
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