État de surface Ra en fraisage et tournage — atteindre Ra 0.8 µm
Ra 0.8 µm (N6) est l'objectif standard en finition CNC — atteignable sans rectification avec les bons paramètres. Ce guide donne les formules, les paramètres par classe ISO et les 4 pièges qui dégradent l'état de surface même avec une bonne programmation.
Classes ISO — de N4 à N9
| Classe | Ra | Procédé | En fraisage CNC |
|---|---|---|---|
| N4 | 0.2 µm | Rectification fine, rodage, superfinition | Hors portée sans rectification |
| N5 | 0.4 µm | Rectification, tournage fin PCD/CBN | Fraisage miroir alu (Vc > 700 m/min) |
| N6 | 0.8 µm | Tournage finition, fraisage finition | Standard finition CNC — objectif courant |
| N7 | 1.6 µm | Fraisage finition standard, tournage semi-finition | Facilement atteignable avec bons paramètres |
| N8 | 3.2 µm | Fraisage ébauche fine, tournage ébauche | Résultat par défaut sans optimisation |
| N9 | 6.3 µm | Ébauche, sciage | Ébauche / brut usiné grossier |
Ra théorique tournage
Ra ≈ f² / (32 × Rε)
f = avance par tour (mm/tr), Rε = rayon de bec (mm). Ex : f=0.1, Rε=0.4 → Ra ≈ 0.78 µm (N6)
Paramètres tournage par cible Ra
| Cible | f (mm/tr) | Rε (mm) | Vc | Outil |
|---|---|---|---|---|
| Ra 0.8 µm (N6) | 0.08–0.12 mm/tr | 0.8 mm | 150–250 m/min | Plaquette P10/M10 TiAlN, arrosage |
| Ra 1.6 µm (N7) | 0.12–0.18 mm/tr | 0.4–0.8 mm | 120–200 m/min | Plaquette P15/M15, standard finition |
| Ra 3.2 µm (N8) | 0.18–0.30 mm/tr | 0.4 mm | 100–180 m/min | Semi-finition ou finition brut |
Paramètres fraisage par cible Ra
| Cible | fz (mm) | ae | ap | Vc | Notes |
|---|---|---|---|---|---|
| Ra 0.8 µm (N6) | 0.03–0.06 mm | 5–10 % D | 0.1–0.3 mm | +20 % vs ébauche | Fraise 4Z TiAlN, avalant, hydraulique TIR < 3 µm |
| Ra 1.6 µm (N7) | 0.05–0.10 mm | 5–20 % D | 0.2–0.5 mm | Standard | Fraise ER ou hydraulique, avalant |
| Ra 3.2 µm (N8) | 0.08–0.15 mm | 30–60 % D | 0.5–1 mm | Standard | Résultat courant en finition sans optimisation |
4 pièges qui dégradent le Ra
fz trop élevé — la cause n°1
En fraisage, Ra ≈ fz²/(8×R) pour une fraise à rayon R. Réduire fz de moitié divise Ra par 4. Le levier le plus simple : passer de fz 0.1 à fz 0.05 en finition coûte 0 € et améliore Ra de 75 %.
Outil usé ou TIR élevé
Un outil avec VB > 0.15 mm en finition ou un TIR > 10 µm génère des passes irrégulières — Ra dégradé et non répétable. Règle : outil neuf ou contrôlé pour chaque opération de finition Ra ≤ 0.8 µm. Mesurer TIR avant la passe de finition si Ra < 1.6 µm requis.
Vibrations — le saboteur silencieux
Un porte-à-faux L/D > 4 en finition génère des stries à intervalles réguliers même avec les bons paramètres. Réduire le porte-à-faux ou utiliser un mandrin hydraulique (amortissement). Les stries de vibration ne se corrigent pas en modifiant fz — changer la rigidité.
Dernier passage en opposition
En fraisage, toujours finir en avalant — Ra systématiquement meilleur. Si le dernier passage est en opposition par erreur de programmation (trajectoire non optimisée), Ra peut augmenter de 30–60 %. Vérifier la stratégie de finition dans la FAO.
Calculateur Ra
Calculer Ra théorique depuis f et Rε
Métrologie état de surface
Ra, Rz, Rmax — normes ISO 4287 et 1302