État de surface CNC — Ra, Rz, Rmax (ISO 1302 / ISO 4287)
Les paramètres d'état de surface quantifient la rugosité d'une surface usinée en CNC. Ra est le plus utilisé sur les plans, Rz est plus représentatif pour les surfaces fonctionnelles. Voici les définitions, valeurs typiques par procédé et la lecture des symboles ISO.
ÉTAT DE SURFACE CNC
Paramètres de rugosité
Moyenne arithmétique des écarts |y(x)| sur la longueur de base
Paramètre le plus utilisé sur les plans. Sensible aux pics et vallées moyens mais pas aux défauts isolés.
Moyenne des 5 hauteurs maxi (pic + creux) sur 5 longueurs de base
Plus représentatif que Ra pour les surfaces soumises à frottement. Rz ≈ 4 à 7 × Ra en usinage.
Hauteur totale pic-creux sur la longueur évaluée complète
Paramètre de sécurité — détecte les défauts isolés. Utilisé pour les joints et les portées d'étanchéité.
Distance entre le pic le plus haut et le creux le plus bas sur toute la longueur
Équivalent à Rmax selon certaines normes. Peu utilisé en usinage courant.
Valeurs Ra et Rz par procédé
| Procédé | Ra (µm) | Rz (µm) | Application typique |
|---|---|---|---|
| Rectification fine | 0.05 – 0.2 | 0.3 – 1.5 | Portées de roulements, glissières de précision |
| Rectification courante | 0.2 – 0.8 | 1.5 – 5 | Arbres usinés, guidages |
| Tournage finition | 0.4 – 1.6 | 3 – 10 | Portées, alésages usinés H7 |
| Fraisage finition | 0.8 – 3.2 | 5 – 20 | Surfaces planes fonctionnelles |
| Tournage semi-finition | 1.6 – 6.3 | 10 – 40 | Surfaces intermédiaires |
| Fraisage ébauche | 3.2 – 12.5 | 20 – 80 | Enlèvement de matière, non fonctionnel |
| Alésage fin | 0.1 – 0.4 | 0.8 – 3 | Alésages H6, guidages hydrauliques |
| Brochage | 0.4 – 1.6 | 3 – 10 | Rainures de clavettes, profils internes |
Longueur de base (cut-off λc) selon Ra — ISO 4288
Le cut-off λc doit être adapté à la plage Ra mesurée — une valeur incorrecte fausse le résultat du rugosimètre.
| Plage Ra | Cut-off λc | Longueur évaluation ln |
|---|---|---|
| ≤ 0.02 µm | 0.08 mm | 0.4 mm |
| 0.02 – 0.1 µm | 0.25 mm | 1.25 mm |
| 0.1 – 2 µm | 0.8 mm | 4 mm |
| 2 – 10 µm | 2.5 mm | 12.5 mm |
| 10 – 80 µm | 8 mm | 40 mm |
Lecture des symboles sur plan (ISO 1302)
Erreurs fréquentes en atelier
Conséquence : Une plage Ra mesurée à λc 2.5 mm alors que la plage réelle est Ra 0.4 µm donne un résultat surévalué — la pièce est déclarée hors tolérance à tort.
Correction : Régler λc selon ISO 4288 : 0.8 mm pour Ra 0.1–2 µm, 2.5 mm pour Ra 2–10 µm. La table cut-off ci-dessus est l'aide-mémoire de référence.
Conséquence : Une pièce sortie d'usinage à 40–50 °C présente une rugosité légèrement différente après refroidissement (effets thermiques + relaxation). Mesure non reproductible vs contrôle qualité final.
Correction : Attendre stabilisation à 20 °C (référence ISO) avant contrôle final. Tracer la température au comparateur d'état de surface si critique.
Conséquence : Lire 1.6 sur un plan en pensant Ra alors que c'est Rz : le procédé visé est sur-spécifié (rectification au lieu de tournage fin). Coût pièce ×3 sans justification.
Correction : Vérifier le préfixe avant la valeur (Ra/Rz/Rt). En l'absence de préfixe explicite, ISO 1302 suppose Ra. Demander au BE en cas de doute.
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