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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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1. Usinage en passe profonde
L’usinage en passe profonde est apparu en France, il y a environ 25 ans. Comme au départ, il était proche de la rectification plane conventionnelle, il a encore gardé de nos jours cette image de rectification.
Ce procédé est un usinage qui permet la mise en forme géométrique d’une pièce par enlèvement de matière important.
C’est devenu un procédé très différent de la rectification plane conventionnelle et il a des applications beaucoup plus larges.
L’usinage en passe profonde est un procédé complexe à mettre en œuvre et à utiliser, qui nécessite la maîtrise de plusieurs paramètres de nature différente à la fois : la machine, les molettes, les meules, la production, l’assurance qualité et surtout la formation des différents acteurs.
Les plus importantes applications industrielles sont : l’aéronautique, l’énergie, l’automobile, le médical, le ferroviaire, l’horlogerie, etc.
1.1 Machine
En rectification plane conventionnelle, la meule rectifie la pièce par un mouvement de va et vient répété un nombre important de fois avec une faible profondeur de passe. Celle-ci est modifiée à chaque renversement de table. On a également un recouvrement des passes.
Pour l’usinage en passe profonde, la meule pénètre dans la pièce et enlève la matière en une passe ou en un nombre réduit de passes avec une avance très faible de la table ou « avance lente ».
Sur la figure 2, sont indiqués les différents paramètres intervenant en rectification plane conventionnelle et en usinage en passe profonde pour une gamme d’usinage à trois niveaux : ébauche, dressage et compensation, finition.
Les différences entre la rectification plane conventionnelle et l’usinage passe profonde sont :
-
l’avance de la table (très faible en passe profonde) ;
-
la définition du processus d’usinage.
Grâce à une augmentation de la puissance et à des innovations techniques (commande numérique CN, optimisation du processus de rectification et de dressage, etc.), l’usinage passe profonde permet des capacités d’enlèvement de matière nettement plus élevées qu’en rectification plane conventionnelle.
Il en résulte une précision et une productivité...
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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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