La RectificationAuteurs : Adrien Christan et Thierry de Roche Sous la responsabilité de : Jacques Jacot, Jean-Daniel Lüthi et Alain Dufaux Section : Microtechnique Cours : Méthodes de Production Date : 25.11.2011 Rectification en passe profonde à avance lente (creep feed grinding) _______________ 10 4. Rectification cylindrique intérieure __________________________________________ 13 5. Rectifieuses ______________________________________________________________ 4 3. Rectification centerless____________________________________________________ 13 5.3. Meules __________________________________________________________________ 5 3. Introduction ____________________________________________________________ 2 2.4. Rectification très grande vitesse (RTGV) ______________________________________ 10 Méthodes de rectification ________________________________________________ 11 5. Rectification cylindrique extérieure __________________________________________ 12 5. Pourquoi rectifier _________________________________________________________ 4 Machines et outils _______________________________________________________ 4 3.2.4. Dressage des meules_______________________________________________________ 9 Classification (vitesse et profondeur de passe) _______________________________ 10 4.Table des matières 1. Usinage par abrasion ______________________________________________________ 3 2. Conclusion ____________________________________________________________ 17 8.3. Bibliographie __________________________________________________________ 18 -1- . Définitions _______________________________________________________________ 2 2. 4. Rectification conventionnelle _______________________________________________ 10 4.2. Liquides de coupe _________________________________________________________ 7 3.1. Rectification plane (ou planage) ____________________________________________ 11 5.5.2.3. Remerciements ________________________________________________________ 17 9.1. « Rectifications spéciales » _________________________________________________ 14 6. 2. Etude de Coût__________________________________________________________ 15 7.2.1. 5. Bases & Usinage ________________________________________________________ 2 3.3.1. -2- Figure 1 : Abrasif . Introduction Bien que le principe de la rectification fût déjà connu. n’arrivaient pas à fournir ces tolérances ou en tout cas pas pour des coûts raisonnables. 2. Bases & Usinage 2. il est industrialisé avec l’apparition de l’automobile motorisée de Ford au début du 20ème siècle. susceptible par une action mécanique. Pour qu’on puisse assembler les pièces sans les adapter les unes par rapport aux autres. Le tronçonnage consiste à séparer un objet en deux avec une meule en forme de disque. d'enlever des imperfections superficielles ou d'obtenir un bon état de surface ou des propriétés optiques recherchées. sa stabilité physico-chimique. C’est grâce à une forte demande de cette voiture que la production de masse s’est développée. de découper des copeaux dans un corps moins dur que lui (Fig. le grain subit certaines contraintes mécaniques (choc. C’est le concept des tolérances. Définitions Rectification : Usinage réalisé par une meule abrasive qui tourne à grande vitesse pour enlever de la matière à un corps moins dur. à part le tronçonnage. la même forme et le même état de surface. La rectification. qui permet d’usiner plus précisément en un temps plus court est alors sollicitée. Etant donné que physiquement. L’idée de la production de masse est de produire les composants séparément et en grand nombre pour un coût le plus bas possible et de les assembler ultérieurement.1. d'une dimension bien définie. à l’époque. Les méthodes. Il est caractérisé par ses propriétés mécaniques (dureté.1. il faut trouver un espacement des cotes dans lequel l’assemblage se fait sans problèmes. On essaie de s'approcher d'une forme géométrique parfaite. Lorsqu’il pénètre dans la pièce qu’il usine. Usinage par abrasion : Enlèvement de matière en faisant de très petits copeaux ou limailles (chips) produit par les arêtes coupantes des grains abrasifs. 1). des procédés de finition. cela n’est pas possible. La rectification fait partie des méthodes de production qui utilisent le principe de l'usinage par abrasion dont on peut également citer : Le rodage et la superfinition par le procédé de pierrage L'affûtage Le tronçonnage Le polissage L'ébavurage Ce sont. résistance à la fracture principalement). il faut qu’elles aient toutes les mêmes dimensions. Abrasif : Un abrasif est un corps cristallisé. sa forme et ses dimensions. Dans la zone de contact la température et la pression sont localement très hauts. la taille du copeau est de quelques micromètres. Il se produit souvent lors de l'usinage de matériaux durs et cassants comme le verre ou la céramique. Le volume du copeau enlevé peut être supérieur de plusieurs fois au volume de la trace. C'est un mécanisme qu'on rencontre surtout lors de l'usinage de matériaux ductiles. 3) Micro-breaking Ce mécanisme se produit quand des fissures se forment et se propagent. 2) micro-chipping C'est le mécanisme qu'on cherche à réaliser. Si. À l’inverse. Au cas idéal le volume du copeau s’égalise avec celui de la trace formée par le grain abrasif. Dureté : C’est la résistance qu’oppose la surface d’un matériau à la pénétration d’un corps plus dur. Agglomérant : L’agglomérant est l’agent qui maintient les grains abrasifs dans la meule et qui lui donne sa forme. Les grains abrasifs pénètrent dans la pièce à usiner et enlèvent la matière en formant de petits copeaux. ses arêtes s’émoussent. Il la pousse vers les bords de la zone de contact avec un enlèvement de matière négligeable. son pouvoir de coupe diminue et la chaleur produite augmente. Usinage par abrasion On distingue trois types d’enlèvement de matière par abrasion: 1) micro-plowing Le grain abrasif déforme la matière élastiquement et plastiquement.effort) et physiques (choc thermique : les températures peuvent atteindre localement 800°C) qui tendent à provoquer sa rupture. 2. La résistance à la fracture détermine la capacité de renouvellement des arêtes vives d’un grain. le grain se fragmente trop facilement et disparaît rapidement (l’outil s’use plus vite). pour une application donnée. Ceci conduit à la liquéfaction du copeau qui. Meule : La meule est l’outil de coupe de la rectification. si sa résistance à la fracture est insuffisante. Elle est composée de grains abrasifs entourés d’une matrice d’agglomérant. la résistance à la fracture de l’abrasif est trop élevée. le grain s’use. forme une goutte sphérique. -3- . Après resolidification.2. dû à la tension de surface. La table assure la fixation de la pièce.Le bâti est fabriqué selon les mêmes concepts que les autres machinesoutils de manière à obtenir les références les plus précises possibles et en limitant les vibrations et les résonnances parasites.3μm (Chez Jesa SA). Figure 3 : Différents montages de meules entre des flasques -4- .1. Le porte-meule permet la fixation de la meule.La rectification peut atteindre des tolérances au niveau du nanomètre (en laboratoire). Les mécanismes 1) et 3) ne sont pas souhaités car ils conduisent à des états de surface moins poussés. Elle y est fixée en plusieurs étapes. On commence par effectuer un test de « son creux » pour s’assurer que la meule est en bon état.3. 3. axes de travail. Pour cela. Pourquoi rectifier S’il s’agit d’usiner des matériaux durs comme de l’acier trempé ou des céramiques. Elle doit aussi gérer son déplacement avec la meilleure résolution possible. Le bruit doit être clair et continu. 1) 2) 3) Figure 2 : Les mécanismes d’enlèvement de matière 2. Rectifieuses Les rectifieuses sont des machines-outils qui peuvent être comparées à des tours (rectifieuses cylindriques) ou à des fraiseuses (rectifieuses planes) dans la conception (bâti. on suspend la meule en son centre à une barre d’acier et on la frappe doucement avec un marteau non métallique. On obtient par exemple des tolérances de l’ordre du micromètre et une rugosité de Ra = 0. fixation des pièces à usiner. De plus c’est une méthode très précise et qui donne de bons états de surface.La Figure 2 montre ces trois mécanismes.…). la rectification s’impose comme méthode car c’est la seule qui produit un bon résultat dans un temps acceptable. Machines et outils 3. La partie active de la meule se limite alors à une couche constituée de la paire grain/agglomérant située à la périphérie de la meule. à outils. Les rectifieuses peuvent être équipées d’une commande numérique (CNC). A cause du prix élevé des superabrasifs (superabrasif : voir 3. Une meule Figure 4 : Meule de CBN haute vitesse conventionnelle est faite de cette manière en entier. on utilise des meules qui ont un cœur en métal. 3). Elle est composée de grains abrasifs entourés d’une matrice d’agglomérants. à engrenages ou des rectifieuses spécialisées dans la production en grande série comme les centerless. Elle peut être déposée par électrolyse (Fig. L’équilibrage sur les rectifieuses plus récentes se fait principalement par des systèmes automatiques qui prennent en compte l’usure de la meule. 3. Les systèmes de fixation varient aussi selon les applications. qui peuvent s’adapter à une gamme large de pièces à rectifier. On peut citer les rectifieuses universelles. 5). il faut effectuer l’équilibrage manuel de la meule grâce à des petits poids coulissant dans une rainure circulaire. Enfin. Le plus souvent par contre. les rectifieuses sont spécialisées pour une application. appelées flasques (Fig.2. on peut monter la meule sur la broche de la rectifieuse. Figure 5 : Désignation standard de meules -5- . Meules La meule est l’outil de coupe de la rectification. Des rectifieuses de production permettent d’aller chercher automatiquement des pièces sur des plateaux sans l’intervention de l’humain. Les rectifieuses sont développées selon leur application. Par exemple. Sur les rectifieuses plus anciennes.1). pour serrer la meule.2. qui lui donne sa forme et ses propriétés mécaniques. il existe des rectifieuses cylindriques.On utilise ensuite des mâchoires. C’est une suite de caractères et chiffres. Cubic Boron Nitride) La distinction se fait pour deux raisons. La table montrée dans la Figure 6nous indique. caoutchouc (R) et métalliques (M). C’est de lui que va dépendre les propriétés mécaniques finales de la meule. 3. les mécanismes principaux d’usure et des applications avantageuses pour les abrasifs synthétiques les plus importants. Les liants vitrifiés (désignation standard V). à des stratégies de rectification différentes. les naturels étant remplacés presque totalement par les synthétiques. D’autre part. ce qui conduit à des propriétés d’usure et.2. D’une part elle se fait à cause de la différence majeure de dureté des grains abrasifs. résinoïdes (B). ne peut usiner quoi que ce soit. Les meules superabrasives sont typiquement 10 à 100 fois plus chères que les conventionnelles. silicatés (S). la distinction se justifie par le coût. entre autre. un abrasif aussi excellent soit-il. Le tableau (Fig. leur dureté. Les abrasifs Il existe des abrasifs naturels comme le diamant naturel et le corindon et des abrasifs synthétiques. s’il s’arrache trop facilement.1. Le choix de la paire agglomérant-abrasif est donc primordial. à cause de leurs performances moins bonnes et moins reproductibles. 4) nous indique qu’il existe quatre classes d’agglomérants standardisés.Il existe plusieurs systèmes de marquage standardisés pour identifier les caractéristiques d’une meule. On se concentrera sur les abrasifs synthétiques. -6- . 4) deux standards qui caractérisent les meules selon leur grain. la dureté. On distingue aujourd’hui deux types d’abrasifs synthétiques : Les abrasifs dits conventionnels à base de carbures de silicium (SiC) ou d’oxydes d’aluminium (Alox) Les superabrasifs à base de diamants ou de nitrides cubiques de bore (CBN. On voit sur le tableau (Fig. qu’on peut lire sur cette dernière.2. avec ça. En effet. Les agglomérants L’agglomérant tient les abrasifs à leur place et fait la forme de la meule. leur porosité et leur type d’agglomérant. Figure 6: Abrasifs synthétiques : Propriétés 3.2. la taille de leur grain. Ils présentent cependant les forces d’usinages et les problèmes liés au dressage les plus importants. réservées aux superabrasifs. les agglomérants phénoliques furent les premiers à être utilisés. mais sont aussi plus chères et pour cela. Pour les meules de CBN. 3. lorsque la dureté de l’agglomérant est comparable ou supérieure à celle de la pièce à usiner. La combinaison CBN/résine phénolique est notamment très utilisée dans la fabrication d’outils.Les liants vitrifiés (V) représentent une grande majorité du marché. est l’apparition d’égratignures sur la surface d’usinage. Les liants silicatés (S) sont surtout utilisés pour former de grandes meules et se font aujourd’hui encore dans certaines parties du monde à cause de leur faible cout et facilité de fabrication. malgré leur durée de vie inférieure. On peut subdiviser les résinoïdes (R) en trois catégories : Les résines plastiques Les liants plastiques forment des meules molles et élastiques. Leur élasticité permet d’atteindre des états de surface plus poussés. thermiques et chimiques entre les agents du procédé abrasif. Le prix à payer est une durée de vie plus restreinte de la meule. Vu qu’ils permettent des vitesses périphériques et des durées de vie encore supérieures aux résinoïdes on peut les utiliser pour former des outils de polissage. Liquides de coupe On applique un liquide de coupe à la zone de contact entre la pièce à usiner et la meule. spécialement ceux incrustés dans la meule. Les liants métalliques (M) sont les agglomérants les plus durs et les plus résistants à l’usure. car ils réduisent la capacité de coupe de la meule et la -7- . Les liants caoutchoucs (R pour Rubber) forment des meules très élastiques qui sont utilisées pour les roues de contrôle des rectifieuses centerless ou pour des disques de découpe. On les utilise presque exclusivement avec des superabrasifs. Un problème. Le liquide refroidit directement la zone de contact par l’absorption et le transport de la chaleur produite. Elles sont alors utilisées pour des travaux de coupe comme le tronçonnage qui est un travail exécuté à la main. Dans les meules superabrasives. Les liants métalliques forment les meules qui s’usent et qui se déforment le moins. Il est beaucoup utilisé dans la production de masse de pièces de haute précision. Un effet lubrifiant réduit la friction entre la pièce à usiner et les grains abrasifs mais aussi entre la pièce à usiner et l'agglomérant. D'autres fonctions sont l'évacuation des copeaux. Les résines polyamides Ces résines présentent de meilleures propriétés thermiques et mécaniques que les résines phénoliques. Ils sont constitués de verre liquide et se caractérisent par un échauffement faible et une usure rapide en comparaison aux autres meules conventionnelles. par des liants vitrifiés afin de rendre le dressage plus aisé. La raison principale est de minimiser les efforts mécaniques. Les résines phénoliques Les résines phénoliques étaient connues sous le nom « Bakélite » d’où aussi la désignation du standard « B ».3. ils sont remplacés. Elles sont donc résistantes aux vibrations qui peuvent apparaitre durant l’usinage et qui seront destructives pour des meules plus dures. C’est un liant plutôt dur qui est chimiquement et thermiquement résistant. 7 droite).Elle élimine en même temps la fine couche d’air sur la surface de meule ce qui permet de lubrifier correctement pour des grandes vitesses périphériques. 9). Figure 7: Arrosage (1) Pour distribuer uniformément le liquide de coupe sur la zone de travail. La méthode conventionnelle est d’arroser la meule juste avant zone de contact (Fig. 7 gauche). Cette méthode a pour inconvénient de ne pas enlever les copeaux incrustés. Les lubrifiants sont soit à base d’huile (bon lubrifiant--> améliore l’état de surface) soit à base d’eau (bon conducteur de chaleur) et sont mélangés avec des additifs. On veut amener le liquide à la zone de contact. On peut enlever ces copeaux en dressant régulièrement. Leur choix dépend de l’application donnée. Une autre méthode est d’utiliser des buses adaptées combinées avec des pressions élevées (Fig. (Fig. Il existe une grande variété de liquides de coupe et de systèmes d’arrosage. 8) Figure 8: Liquides de coupe Il faut bien entendu aussi l’appliquer au bon endroit et avec la bonne pression.protection contre la corrosion. on utilise une buse spéciale (voir Fig. Figure 9: Arrosage (2) -8- . voire en continu ou en changeant le système d’arrosage. 5 m/s).2. (c) Dressage par molettes 3. Le dressage s’effectue en enlevant la couche superficielle de la meule en affûtant les grains usés et en retirant les copeaux incrustés dans la matrice. donc d’éliminer les variations de rayon par rapport à l’axe de rotation. Dressage des meules Le dressage des meules est une étape obligatoire avant de commencer une rectification.4. Il est donc très important que les molettes soient beaucoup plus dures que les meules (d’où l’utilisation de grains en diamant et du CBN pour les meules moins dures). Figure 10: Modes de dressage.4. Dressage par molettes diamantées ou en CBN La molette diamantée (ou en CBN) est en fait une meule à liants métalliques et dont les grains sont en diamants (ou en CBN). (a) Dressage en simple pointe. 3. mais peut se justifier pour les grandes séries. Dressage en simple pointe On utilise une pointe de diamant qui a une dureté très élevée par rapport à la meule pour couper ou casser partiellement les grains abrasifs afin de les rendre plus coupants.3.Une autre méthode d’arrosage utilise la porosité de la meule et la force centrifuge. Le temps de dressage est plus court que pour le dressage en simple pointe car on n’a pas besoin de balayer la largeur de la meule. Cette méthode de dressage est plus chère que les autres. Enfin. si l’application le demande. Crush dressing On peut grâce à cette méthode donner à la meule un profil spécial. Le dressage permet également une meilleure précision de rectification grâce à la pointe de diamant qui fournit à la meule un repère très précis.1. (b) Crush Dressing. On injecte le lubrifiant au milieu de la meule et par la force centrifuge le liquide est amené à travers la meule dans la zone de travail. Le rouleau est pressé avec une grande force (ce qui peut exiger le renforcement de la structure de la rectifieuse) contre la meule en rotation lente (0.4. Ce rouleau peut être fait en acier durci ou en carbure de tungstène. Le profil de la pièce qu’on usinera correspondra donc au profil du rouleau dresseur.5 à 1. on peut donner un profil à la meule. Grâce à cette méthode. -9- . 3. Le dressage permet également d’enlever les copeaux incrustés dans la meule.4. Il sert à donner à la meule sa forme voulue. Les molettes possèdent le même profil que les pièces à usiner. Elles vont transmettre le négatif de ce profil aux meules en les usinant par abrasion. On élimine donc le temps perdu pour dresser les meules. 3. on peut faire un dressage continu des meules lors de l’usinage des pièces. Rectification très grande vitesse (RTGV) La rectification très grande vitesse a pu être développée grâce aux progrès technologique dans différents domaines (augmentation de la puissance. Le volume de matière enlevé va jusqu’à 30 [mm3/ (mm * s)]. On obtient ainsi un débit de matière très élevé (de 102 à 104 mm3/ (mm * s)). On montre cela pour l’exemple de la rectification cylindrique. on peut distinguer plusieurs types de rectification.…) (voir exposé UGV). commandes numériques. Le progrès dans la conception des meules est aussi un facteur déterminant dans le développement de la RTGV.3. 4.1. la rectification très grande vitesse utilise des vitesses de rotation de la meule allant de 60 à 250 m/s. Pour la rectification plane. On utilisera en principe des meules en CBN. La profondeur de passe varie de 0. -10- .1 à 50 mm. 11). 4. Rectification conventionnelle La rectification conventionnelle utilise des vitesses de rotation de la pièce et des profondeurs de passe faibles (valeurs voir Fig. de la rigidité du bâti. Les avantages sont : permet des taux d’enlèvement de matière plus élevés à basse vitesse de coupe peut économiser l’achat d’une fraiseuse ou d’un tour Les inconvénients sont : les meules sont vite encrassées car on enlève beaucoup de matière le fraisage est dans la plupart des cas plus rapide Figure 11: Différents types de rectification 4. Le volume de matière enlevée varie de 0. Afin d’éviter les risques de brûlure de la matière à usiner.2. Classification (vitesse et profondeur de passe) Selon la profondeur de passe (paramètre ae voir Fig.4. 12) ainsi que la vitesse de rotation de la pièce. Rectification en passe profonde à avance lente (creepfeedgrinding) Cette technique consiste à enlever beaucoup de matière en effectuant une profondeur de passe allant jusqu’à 50mm tout en gardant une vitesse de rotation de la pièce faible de manière à ne pas avoir l’effet de brûlures. le paramètre de vitesse de rotation de la pièce sera remplacé par la vitesse d’avance.1 à 10 [mm3/(mm * s)]. Les températures dans la pièce à usiner sont plus faibles. Il y a encore beaucoup de défauts techniques. Les vitesses de coupe et d’avance plus élevées permettent de plus faibles forces de coupe.Ses avantages sont: L’enlèvement de matière est plus élevé par unité de temps. 5. Méthodes de rectification 5. une usure plus faible de la meule et un meilleur état de surface pour la pièce usinée. Ses inconvénients sont : C’est un procédé de pointe.1. L’investissement est très important. Rectification plane (ou planage) Figure 12: Types de rectification plane (ou planage) -11- . On peut utiliser un système Figure 14: Rectification de cames -12- . soit par sa périphérie (peripheral grinding). Elle possède quand même quelques avantages pour certaines applications. On peut.…).2. tenir la pièce avec une pointe et une contrepointe (Fig. Il faut synchroniser un mouvement d’avance et de recul radial avec la rotation de la pièce. 14). En ajoutant un ou plusieurs axes de travail (en principe commandés numériquement) sur la table ou sur la meule. On voit que la meule peut. Le driver dog gère la vitesse de rotation de la pièce à usiner. Rectification cylindrique extérieure Figure 15: Rectification cylindrique extérieure Cette méthode consiste à rectifier la surface d’une pièce de révolution tenue par un système de centrage autour d’un axe de rotation.. La pièce peut aussi être tenue par un mandrin. La rectification par la face est moins précise. Le schéma (Fig. on appellera ce procédé planage.La rectification plane désigne toutes sortes de rectifications cherchant à obtenir des surfaces planes. Le planage est utilisé pour rectifier des aubes de turbines. ellipse. utiliser une rectifieuse à double-meules afin de garantir que les 2 surfaces d’une pièce sont parfaitement parallèles. Figure 13: Rectification à double-meules 5. soit rectifier la pièce par sa face (face grinding). on peut rectifier beaucoup de pièces à la minute (environ une seconde par pièce pour des roulements chez Jesa). Dans l’industrie en Suisse romande. 12) indique les manières les plus courantes d’effectuer une rectification plane. crémaillères. On peut distinguer plusieurs rectifications planes différentes. On peut. Il existe plusieurs systèmes pour tenir la pièce. par exemple.. faces de roulements. par exemple. Dans une chaîne de production. La méthode à double-meules a l’avantage d’être très rapide. on peut usiner des pièces plus complexes (cônes. . La rectification d’arbres à cames nécessite un mouvement de rectification particulier car on ne peut pas faire tourner la pièce autour de son axe de révolution. pinces pour tour. 15) ou utiliser une machine CNC. Pour fixer la pièce. aiguilles. plus lente et donc plus coûteuse qu’une simple rectification extérieure.3. Il est donc préférable d’utiliser un matériau dur (par exemple : CBN) pour ce type de rectification. Figure 17: Rectification centerless -13- . les pièces creuses se déforment plus facilement. 5. il n’y a aucun effort axial. celle-ci s’use très vite.4. On utilise la rectification centerless pour usiner des tubes et cylindres métalliques. on ne peut pas utiliser la pointe et la contre-pointe. typiquement entre 2/3 et 3/4 du diamètre intérieur à rectifier. La pièce de révolution est entraînée par une roue de contrôle et est usinée par la meule. Le diamètre de la meule est naturellement plus petit que l’alésage. Grâce à cette technique. ce qui facilite la flexion. Il faut également faire attention à ce que la broche ait une rigidité suffisante car elle longue par rapport à son diamètre.mécanique (la came à rectifier suit le mouvement d’une came « maître » (Fig. … On distingue plusieurs types de rectifications centerless. roulements. Rectification centerless La rectification centerless s’est développée à cause aux besoins de l’industrie d’augmenter les vitesses de production. ce qui permet de rectifier des pièces longues et fragiles. Rectification cylindrique intérieure La rectification cylindrique intérieure fonctionne sur le même principe que la rectification extérieure sauf qu’on utilise une petite meule qui rectifie la surface intérieure d’un cylindre. bouchons en liège. Le positionnement est assuré par le reposoir et la roue de contrôle. De plus. Etant donné la petite taille de la meule. Tous ces facteurs font que la rectification intérieure est une opération plus compliquée. On utilisera donc des mandrins Figure 16 : Rectification intérieure adaptés à la forme extérieure de la pièce afin de bien la serrer sans l’abimer ou la déformer. 5. La roue de contrôle est légèrement inclinée. (a)) ou en multiprofil ((b).3. Shoecenterlessgrinding Le « shoe centerless grinding » est une variante de rectification cylindrique extérieure. Elle est en principe aussi légèrement conique.4. On peut rectifier avec une meule dressée en profil unique (Fig. il faut juste les déposer entre les cylindres. On peut également utiliser une rectification centerless afin d’augmenter la productivité pour les pièces dont la géométrie le permet. Figure 19:Shoecenterlessgrinding 5.2. La ou les roues de contrôle sont mobiles radialement et poussent la pièce contre la ou les meules de travail. (c) et (d)).5. 5. Figure 20: Rectification de filets -14- .5.5. Cela permet une rectification continue. « Rectifications spéciales » 5. Rectification centerless en enfilade Grâce à cette disposition. 20. il n’y a pas d’inclinaison de la roue de contrôle. On utilisera donc cette méthode pour des pièces qui ont un rapport diamètre/largeur élevé. Rectification centerless en plongée Si l’on veut faire une rectification centerless sans déplacer la pièce axialement. Rectification de filets La rectification est très utilisée pour l’usinage en haute précision de filets en matériau dur ou très mou (moins que 17 HRC ou plus que 36 HRC). Dans une production en série.1. afin de faciliter l’engagement des pièces.4. on va utiliser une rectification en plongée.4.1. ce qui fait avancer la pièce automatiquement. les pièces se poussent les unes contre les autres. Cette fois. Figure 18: Rectification centerless en enfilade 5. On peut rectifier des diamètres cylindriques ou certains profils simples et périodiques (filets sur l’entier de la pièce). donc des temps de rectification très courts. La seule différence est le système de fixation qui n’utilise pas de centre mais un plateau magnétique. on n’a plus besoin de fixer les pièces . Aujourd’hui. c'est-à-dire le planage des faces. on fait tourner l’outil et on avance soit la meule. Rectification d’engrainage Pour obtenir une meilleure précision dans les cotes on choisit parfois de rectifier des engrenages (opération coûteuse donc seulement pour les pièces qui le demandent).3. 23).5. Figure 22: Procédé MAAG 6.5. Le procédé MAAG s’effectue à partir d’une crémaillère génératrice qui est matérialisée par les arêtes actives de deux meules (Fig. Rectification d’outils de coupe Les outils de coupe (mèches. la rectification intérieure et la rectification du profil extérieur.2. Il n’y a pas de mouvement de génération. soit la pièce.) doivent être affûtés après la trempe. 22). Pour rectifier le profil hélicoïdal de l’outil. La série compte 15000 pièces. La rectification par meule de forme se fait par une meule-disque dont le profil correspond à l’entredenture de l’engrenage à rectifier.5. ce processus est automatisé sur des machines CNC qui sont généralement développées exclusivement pour la rectification d’outils. Le procédé Reishauser s’effectue à partir d’une meule en forme de vis tangente.. Il faut à chaque fois retirer la meule et la replacer pour rectifier la prochaine dent. On effectue ce procédé après les traitements de durcissement du matériau. L’étude ne prend en compte que les quatre étapes de rectification effectuées. fraises. tarauds.. Figure 21:Quelques outils de coupe rectifiés 5. Etude de coût Nous voulons calculer le coût de rectification d’une bague extérieure de roulement (Fig. -15- . la rectification centerless de l’extérieur. - Pour le liquide de coupe. - Les puissances de pointe des machines sont divisées par deux pour approximer la puissance moyenne. -16- . Pour une série de 15'000 pièces.Ce tableau résume les données nécessaires au calcul de coût pour les 4 étapes de rectification : Opération Type de machine Puissance machine [kW] Temps de réglage [h] Temps de cycle [s] Prix de la machine [CHF] Personnes utilisées Prix des meules [CHF] Durée de vie meules Prix dresseur meule [CHF] Durée de vie dresseur Planage Diskus 32 1 1. Les circuits des machines contiennent en tout 17'000 litres de liquide de coupe.5 1. - L’operateur coûte 60 [CHF/h]. on a trouvé que le bidon de 5 litres d’huile se vendait à 50 francs environ et se diluait à 3%. - Le coût de l’électricité est de 0.5 500'000 Intérieur Voumard 24 3 16 500'000 1 Profil Meccanodora 38 3 13 600'000 1 500 3 mois 150 3 mois 1800 5 mois 300 5 mois 0.8 2h 3000 5 ans 80 5 jours 3000 5 ans Les paramètres à prendre en compte pour le calcul de coût sont : - Production 5 jours sur 7 (donc environ 260 jours par année). Elle se fait tous les 3 ans. les coûts liés aux réglages sont totalement négligeables.5 1'000'000 Centerless Monza 55 1.2 [CHF/kWh]. 20 heures sur 24 - Les temps de réglages des machines sont de 1 à 3 heures selon l’étape. Ce qui nous fait au total 5100 francs pour faire la vidange complète. Jacot et M.15 0. Remerciements Nous remercions l’entreprise Jesa à Villars-sur-Glâne pour la visite et particulièrement M. La rectification demande donc un grand savoir-faire que soit au niveau de la conception des rectifieuses.2 5.…). c'est-à-dire pour les matériaux trop durs pour être usinés autrement et pour obtenir une précision (de l’ordre du micromètre) et un état de surface (Ra de l’ordre du dixième de micromètre) recherché.5 58. Lüthi pour leur disponibilité et leur aide à la préparation de notre séminaire.4 0.9 0.12 0. On ne va donc l’utiliser que quand elle est nécessaire.5 2.13 0.Les coûts horaires sont résumés par le tableau suivant : Opération Amortissement [CHF/h] Planage Centerless Intérieur Profil 38. si cela est nécessaire. Souvent la rectification est complémentaire à certaines autres méthodes (tournage.21 Le coût total pour la rectification complète est donc de 0.2 23 Operateur [CHF/h] 30 Electricité [CHF/h] 3.4 0. On commence par la rectification afin d’obtenir les cotes avec les tolérances voulues. D’après le tableau des coûts par heure on peut remarquer que l’amortissement des machines et le coût des opérateurs se divisent les coûts les plus importants. polissage.6 56. la mise à disposition de pièces et leurs réponses à nos questions.12 Liquide de coupe [CHF/h] 0.49 CHF / pièce. le réglage par les techniciens mais aussi par le choix de la bonne technique de rectification adaptée à la production de la pièce.03 0.4 3. Nous remercions également M. Stéphane Blanc et M. superfinition. Typiquement. on passe aux processus de finition.5 19. après avoir fraisé ou tourné une pièce.02 0. Conclusion La rectification est un procédé de finition qui coûte beaucoup par rapport au fraisage ou tournage. 7.1 52. Samuel Morgado pour leur accueil.35 Total [CHF/h] 72.23 0. 8. Les autres procédés de finition (superfinition. Le nombre de paramètres à gérer pour obtenir une bonne rectification est très élevé. rôdage.8 Dresseur [CHF/h] 0. fraisage. -17- .8 Meule [CHF/h] 0. polissage et rôdage) sont destinés à obtenir un meilleur état de surface.2 19. Le coût des consommables et de l’électricité sont négligeables.1 Total [CHF/pièce] 0. org/wiki/Surface_grinding http://en.grinding. Mike Hitchiner .html http://www. 1997 Séminaire de méthodes de production: Usinage de matériaux durs Steven Briquez et Olivier Wenger . Marinescu .pdf Séminaire de méthodes de production: La rectification Würsch Alain et Merminod Baptiste .wikipedia.9. W .org/wiki/Rectifieuse http://en.wikipedia.com/pages_blocks_v3/images/links/Walter_Helitronic_Vision_Power_Mini_Basi c_catalog. Eckart Uhlmann . Bibliographie Handbook of Machining with Grinding Wheels Ioan D .techniques-ingenieur. Youssef and Hassan El-Hofy CRC Press 2008 Les liens suivants ont été consultés en novembre 2011: http://fr.fr/base-documentaire/mecanique-th7/procedes-d-usinage42190210/taillage-et-rectification-des-engrenages-procedes-bm7155/rectification-d-engrenagescylindriques-bm7155niv10004.org/wiki/Grinding_(abrasive_cutting) http://www. 2010 -18- .techniques-ingenieur. Brian Roweand Ichiro Inasaki CRC Press 2007 Modern Grinding Process Technology Stuart C. 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