6. ETATS DE SURFACE

1 6. ETATS DE SURFACE . D finition Une SURFACE r elle usin e n'est jamais parfaite, elle pr sente toujours des d fauts par suite des erreurs syst matiques d'imperfections, admissibles dans la fabrication. Les d fauts peuvent tre de forme (d fauts macro-g om triques, ondulations) d j . tudi s dans la partie contr le du plan ou de petits d fauts (d fauts micro-g om triques). d sign s plus commun ment sous le nom de rugosit . Ces deux types de d fauts peuvent tre distingu s de la mani re suivantes, en consid rant le sch ma (fig. 59), relatif l' tat de SURFACE : - L : Longueur. - H : hauteur d'onde. - h : hauteur de rugosit . - Si L/H = 50 1000 on a une ondulation.

2 - Si L/H < 50, on a une rugosit . Donc la rugosit ou l' tat de SURFACE est caract ris e par des d fauts de surfaces de faibles amplitudes. D fauts de rugosit . Les d fauts de rugosit poss dent une grande influence sur les fonctions des surfaces. L' tat de rugosit d pend en effet des caract ristiques tr s diverses telles que : - le frottement de glissement et de roulement, - la r sistance au matage, - l' tanch it , - la r sistance l' coulement des fluides, - la facilit d'accrochage des rev tements, - la r sistance aux efforts altern s. 97. Une coupe longitudinale ou transversale d'une SURFACE r elle donne un profil sur lequel on relev des d fauts de plusieurs ordres de grandeur (fig.)

3 60). (fig. 60). Les d buts sont : - D fauts de 1er ordre : Ce sont des d fauts dus des carts de forme (rectitude, cylindricit , etc.) et de position (perpendicularit , parall lisme, etc.). provenant de la d formation de la pi ce pendant et apr s l'usinage, des d fauts de bridage, de la flexion des l ments de la machine, d'un mauvais guidage des l ments mobiles ou de l'usure des organes de la machine-outil. - D faut de 2 me ordre : D fauts plus petits. ayant l'aspect g n ral d'une ondulation, et provenant de l'avance par tournage ou en fraisage, de vibrations de basse fr quence de la pi ce ou de l'outil. - D fauts de 3 me ordre : Stries et sillons dus l'avance de l'ar te coupante de l'outil, ou l'avance par tour de la pi ce, ou des vibrations haute fr quence.

4 - D fauts de 4 me ordre : Fentes et piq res dues des marques d'outil ou des vibration haute fr quence . L'ensemble des d fauts de 3 me et 4 me ordre constituent la rugosit de la SURFACE . Crit res de rugosit . Sch matisons une SURFACE r elle par son profil g om trique dont les carts HI par rapport la valeur nominale sont donn s en dix points (fig. 61). 98. (fig. 61). L'observation d'une telle SURFACE permet de la caract riser par : a. Le profil g om trique SS', plan de section th orique passant par les sommets les plus lev s. b. La ligne centrale ou moyenne XX' quilibrant sommets et vallons situ e de part et d'autre dans la longueur de base l, elle sert de z ro Ra dans les profilom tres.

5 C. l : est la longueur de base qui est choisie de telle fa on qu'elle rie doit pas comprendre d'autres d fauts. Elle est normalis e et fonction de la valeur Rp. l en mm Rp en microns 0,08 0 0,5. 0,25 0,5 0,6. 0,80 1,5 10. 2,50 10 40. 8,00 40 63. 25,00 63 320. Une rugosit est d finit par trois valeurs fondamentales appel es crit res de rugosit ou d. Rmax : profondeur maximale : C'est la distance entre le plus haut sommet et le plus bas vallon ou creux. e. Rp : profondeur moyenne entre SS' et XX'. (H1 H3 H5 H7 H9) (H2 H4 H6 H8 H10). Rp 5. f. Ra : cart moyen arithm tique, des ordonn es y par rapport XX' : n l y i Ra 1 y dy i 1. l0 n 99. Ra en microns Rp en microns 80 320.

6 2,50 10. 1,25 6,25.. 0,01 0,05. La fabrication d'une SURFACE est d'autant plus co teuse que la rugosit est faible. Chaque proc d de fabrication est limit dans l'obtention de la rugosit . Indication de rugosit . La rugosit est symbolis e par : Ce signe doit tre port sur la ligne repr sentative de la SURFACE ou sur son prolongement. A l'int rieur du signe, on inscrit la valeur en microns du crit re de rugosit . retenu choisi comme limite admissible. Exemples : Rod . Rm300 Rp40 Ra1,6 1 ,6 0,08. Les indications Rm ou Rp doivent tre inscrites par contre Ra peut tre omis ou non. Dans le cas o ne doit pas tre inf rieure une certaine valeur, on indique deux valeurs limites superpos es.

7 0,10. 0,04. 0,04 < Raz < 0,10 : Si la valeur de la rugosit doit tre compl t e par le mode ou direction d'usinage, ils seront indiqu s sur la ligne prolongeant le signe de la rugosit . 100. Parfois au lieu des crit res de rugosit , on indique les signes de fa onnage. Les indices de fa onnage Dans ce paragraphe nous aborderons l' tat g om trique des surfaces des pi ces m caniques. L' tat de SURFACE poss de une grande influence sur les propri t s physiques et m caniques des pi ces, tels que frottement de glissement et de roulement., la r sistance . l'usure, la r sistance l' coulement des fluides, l'adh rence des rev tements etc. Tous ces d fauts peuvent tre contr l s par des m thodes d'exploration aussi bien lectriques qu'optiques.

8 Les surfaces des bauches des pi ces m caniques sont r alis es en pr voyant des sur paisseurs de m tal. L'enl vement de ces sur paisseurs, permet d'obtenir des surfaces poss dant les qualit s g om triques et les dimensions exig es. L'am lioration de l' tat de SURFACE est tr s co teuse, le dessin doit pr ciser quel degr de finissage doit tre exig . A cet effet, on utilise des symboles caract risant l' tat de SURFACE comme indiqu s ci-dessous. SURFACE sans sur paisseurs d'usinage Si on ne porte aucun symbole sur les surfaces, son aspect peut tre quelconque, Le symbole signifie que la SURFACE peut rester brute ou subir une retouche grossi re .. l'outil et Ra = 100 200 microns.

9 Surfaces avec sur paisseurs d'usinage Le symbole utilis est un triangle quilat ral. - Un seul triangle signifie que les surfaces sont utilis es comme surfaces de contact d'assemblage et doivent avoir un bon aspect, elles peuvent tre obtenues par tournage, meulage., rabotage, per age et grattage. Ra = 12,5 50 microns 101. - Deux triangles , les surfaces doivent tre g om triquement tr s correctes. Elles sont utilis es surtout pour les faces d'assemblage fixes et pr cises. Un parach vement tels que le tournage de finition, le fraisage de face, le grattage, le brochage, la rectification et l'al sage, peut tre n cessaire. Ra = 1,6 6,3 microns. - Trois triangles , ces surfaces doivent tre g om triquement tr s correctes et poss der en outre de bonne qualit s frottantes telle que surfaces d'assemblage mobile pr cis.

10 Le parach vement est obligatoire, tels que la superfinition, le polissage, le rodage la pierre, la rectification de pr cision, l'al sage au diamant, le tournage au diamant etc. Ra = 0,05 0,8 microns. Mise en place des symboles sur le dessin Les symboles sont plac s sur les lignes repr sentatives des surfaces ou sur leur prolongement, autant que possible pr s des lignes de cotes correspondantes. Pour une m me SURFACE , le symbole ne doit figurer qu'une seule fois quel que soit le nombre de vues. Si la pi ce poss de des surfaces sym triques les symboles sont plac s sur chacune d'elles (fig. 62). 102. Le symbole n'est plac que sur une seule g n ratrice lorsqu'il s'agit des surfaces de r volution (fig.)