Les pièces métalliques usinées peuvent sembler lisses, mais elles présentent toujours une certaine rugosité due à plusieurs causes telles que les vibrations dans l'équipement de fraisage ou les mèches de coupe usées. Les spécifications définiront un degré de rugosité acceptable, mais il existe plusieurs façons de mesurer la surface et plusieurs façons de quantifier les résultats de mesure. Deux mesures courantes sont Ra, ou rugosité moyenne, et Rz, ou profondeur de rugosité moyenne. Lorsqu'un magasin utilise Rz et qu'un autre utilise Ra, une méthode de conversion doit être convenue.
Rugosité conçue
Lors d'une inspection microscopique, la rugosité d'une surface usinée peut ressembler à une chaîne de montagnes déchiquetée où les pics sont des bavures et les vallées sont des rayures. Ces caractéristiques sont créées par les outils de coupe ou de meulage. Cette texture est nécessaire pour certaines applications comme les parois de cylindre d'un moteur à combustion interne, où la la surface doit être suffisamment lisse pour que les segments de piston scellent, mais suffisamment rugueuse pour contenir un film d'huile pendant lubrification.
Différences dans les méthodes et les résultats
La différence de méthode et de résultats entre Rz et Ra entre en jeu lorsque la surface présente des pics ou des creux exceptionnellement élevés. Si la surface présente des variations uniformes de hauteur, la méthode de calcul de la moyenne de Ra donne des résultats similaires au calcul de la moyenne de Rz. Étant donné que Ra fait la moyenne de toutes les mesures dans un échantillon donné, les points extrêmes sont mélangés dans la moyenne et la méthode n'identifie pas eux. En revanche, Rz sélectionne les points les plus hauts et les plus bas dans cinq sections d'échantillons et en déduit une valeur en faisant la moyenne entre eux, de sorte qu'ils jouent un rôle plus important dans l'évaluation de la surface.
Estimation de Ra à partir de Rz
Alors que Ra lisse toutes les mesures en une moyenne et que Rz ne fait la moyenne que des plus grands écarts, il n'y a pas qu'un moyen simple pour dériver Ra de Rz. Au contraire, des estimations générales sont appliquées, en supposant souvent que la valeur Ra sera 1/4 à 1/9 de la valeur Rz. Cette variabilité dépend de la méthode d'usinage, allant du fraisage de rainures, à la découpe au jet d'eau, en passant par le meulage ou le polissage.
Avantages et inconvénients de Ra et Rz en tant que mesures
Ra offre un moyen rapide de mesurer l'écart moyen par rapport à la surface moyenne attendue, telle que déterminée par outils simples, mais il n'indiquera pas si les variations par rapport à la moyenne conçue sont des pics ou vallées. Cette moyenne n'est qu'un paramètre de mesure. Rz fait également la moyenne des lectures, mais il ne fournit pas de valeurs spécifiques pour les écarts individuels. Rz et Ra ne sont pas les seuls paramètres pour mesurer une surface. D'autres comme Rmax font la différence entre les points les plus élevés et les plus bas, sans faire de moyenne. Rv indique les vallées les plus basses et Rp indique les pics les plus élevés.