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RÉSUMÉ
Les procédés de rectification à très grande vitesse sont très prometteurs, mais encore peu utilisés dans l'industrie. Cet article présente les développements de ces procédés dans la recherche et l’industrie en décrivant les bases techniques,le comportement des principaux paramètres lors de l’usinage. Des exemples d’utilisation industrielles viennent compléter la présentation.
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-
Serge TORBATY : Professeur à l’Université de Toulon et du Var - Directeur du laboratoire Usinage grande vitesse - Secrétaire de l’AUTGV (Association Usinage Très Grande Vitesse)
INTRODUCTION
En rectification, on peut définir trois grands types de procédés :
-
la rectification à faible profondeur de passe dite rectification conventionnelle ou rectification alternative ;
-
l’usinage en passe profonde à avance lente dite aussi rectification en passe profonde à avance lente RPPAL ;
-
la rectification très grande vitesse RTGV.
Ces techniques sont exposées sur la figure 1.
Bien que les principaux avantages des procédés à très grande vitesse aient déjà été énoncés par un certain nombre d’auteurs (Tawakoli [3] [8] [9], Malle [4], Gühring [5], Greiswald et Gärtner [6], Schafto [7], Werner [8], König [10] et Torbaty [13]), l’industrie de nos jours hésite encore à l’appliquer. Un manque de savoir-faire, une défiance par rapport à une nouvelle technique, des investissements importants mais aussi des problèmes lors de l’application à une opération précise sont les éléments qui empêchent sa mise en place.
Le propos de cet article est de présenter les développements de ces procédés dans la recherche et l’industrie en décrivant les bases techniques et le comportement des principaux paramètres lors de l’usinage et en donnant des exemples d’utilisation industriels avec les différents composants du marché utilisés.
Mais tout d’abord, il est intéressant de retracer l’évolution vers ces techniques à très grande vitesse (tableau 1).
Pour la rectification conventionnelle (rectification alternative), on constate que la vitesse de rotation périphérique de la meule est comprise entre 30 et 45 m/s, la profondeur de passe entre 0,01 et 0,1 mm, la vitesse de rotation de la pièce entre 1 et 200 mm/s et le débit de matière entre 0,1 et 10 mm3/(mm · s).
Pour la rectification en passe profonde à avance lente, on constate que la vitesse de rotation périphérique de la meule est de l’ordre de 30 à 45 m/s, la profondeur de passe de 0,01 à 50 mm, la vitesse de rotation de la pièce inférieure à 10 mm/s et le débit de matière de 1 à 30 mm3/(mm · s).
Pour la rectification très grande vitesse, il n’y a plus de risque de brûlures avec une vitesse de rotation périphérique de la meule de 60 à 250 m/s ; la profondeur de passe est de 0,1 à 50 mm et le débit de matière de 102 à 104 mm3/(mm · s).
La rectification plane en passe profonde à très grande vitesse est un procédé qui combine la rectification passe profonde à avance lente et la rectification très grande vitesse.
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Rectification plane en passe profonde très grande vitesse ou (RPPTGV)Article inclus dans l'offre
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2. Rectification très grande vitesse
Il existe deux sortes de rectifications conventionnelles :
-
la rectification plane ;
-
la rectification cylindrique.
Elle n’ont en commun que la meule qui permet d’assurer la finition de la pièce.
Leur réalisation résulte de la même démarche d’évolution :
-
amélioration de la qualité ;
-
augmentation de la vitesse de rotation périphérique de la meule ;
-
possibilité d’effectuer la finition des pièces avec un même montage.
Les fabricants allemands de machines-outils montrent que le taux d’enlèvement de matière est limité par la brûlure et la dégradation des meules classiques à des vitesses de rotation périphériques de la meule de 45 à 60 m/s.
Comme indiqué sur la figure 1, ce risque de brûlure est dépassé pour des vitesses de rotation périphériques de la meule supérieures à 60 m/s.
Par ailleurs, des progrès importants ont été effectués dans les domaines suivants :
-
les broches porte-meules ;
-
les meules ;
-
la commande numérique ;
-
la rigidité des machines ;
-
la centrale d’arrosage et de filtration ;
cela a permis de nombreux développements dans le domaine de la rectification très grande vitesse.
En France, on parle de rectification TGV alors que dans les pays anglo-saxons et en Allemagne on qualifie cette rectification uniquement de GV (grande vitesse).
-
Broches porte-meules
Il en existe deux grands types :
Ces broches permettent d’avoir des fréquences de rotation plus élevées et ont les avantages suivants :
-
silence de fonctionnement dû à l’entraînement HF (haute fréquence) ;
-
réglage linéaire de la fréquence de rotation de la meule ;
-
puissance spécifique élevée...
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Rectification très grande vitesse
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KRUG (C.) - Die Grundlagen des Schleifens - . Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure ; Nr. 32 ; August 1927.
-
(2) - HÖRSEMANN (W.) - Hochgeschwindigkeitsschleifen mit aktiv magnetgelagerten Spindeln - . Vulkan-Verlag Essen 1992.
-
(3) - TAWAKOLI (T.) - Hochleistungsflachschleifen. Technologie, Verfahrensplanung und wirtschaftlicher Einsatz - . Düsseldorf ; VDI-Verlag 1990.
-
(4) - MALLE (K.) - Hochgeschwindigkeitsschleifen - Alternative zum Drehen und Fräsen ? - . VDI-Z 130 (1988) Nr. 7 ; pp. 50-56.
-
(5) - GÜHRING (K.) - Hochleistungs-Schleifen. Eine Methode zur Leistungssteigerung der Schleifverfahren durch hohe Schnittgeschwindigkeit - . Dissertation RWTH Aachen ; 1967.
-
(6) - GREISWALD (G.), GÄRTNER (W.) - Tief- und Pendelschleifen, Temperaturen und Energiebedarf - ....
ANNEXES
1 Constructeurs - Fournisseurs
Machines de rectification très grande vitesse (liste non exhaustive)
KAPP
FORTUNA
DS KOPP
PRORECTIF
MIKROSA
JUNKER
LANDIS
ROUCHAUD
GENDRON
SCHAUDT
STUDER
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