Machpro 847 15/03/07

Meule optimisée, outil bien rectifié

Pour être les plus efficaces possible, les outils coupants rotatifs doivent posséder une excellente géométrie et des états de surface bien appropriés. Leur fabrication soignée, qui passe par la rectification, génère un cahier des charges pointu au niveau des meules. Un fabricant de ces outils abrasifs s’est penché sur la question et propose une gamme appropriée à chaque opération : goujures, arêtes de coupe, dépouilles, pointes...

Un groupe, de la R&D !
Le groupe Winterthur Technology compte parmi les trois principaux fabricants européens d’abrasifs agglomérés pour les applications industrielles. Utilisant une stratégie commune, les trois marques Rappold, Winthertur et Slip Naxos ont créé une synergie de leurs savoir faire et de leurs compétences. Le groupe Winterthur Technology est un partenaire orienté process fournissant des solutions sur mesure pour l’industrie et ceci, dans le monde entier. Pour le marché français et dans la rectification de précision, il propose ses produits et son expertise technique par le biais de sa filiale Winterthur Technologie France (X.043). Un des piliers de la philosophie du groupe est la recherche et le développement. Le groupe réinvestit 5 % de son chiffre d’affaires pour ces activités et un tiers des produits fabriqués et en vente actuellement sur le marché a été développé il y a moins de trois ans. Les outils carbure actuels, tels les forets et les fraises, sont souvent de géométrie très complexe et requièrent des tolérances et des états de surface très fins. Pour répondre à ces exigences et pour gagner en rentabilité, Slip Naxos a dû optimiser tant les coûts machines que ceux des meules diamants. De leur côté, les fabricants de rectifieuses d’outils ont développé des machines rigides avec des systèmes d’arrosage performants et des broches très puissantes. Pour optimiser les performances des meules utilisées dans la rectification d’outil en carbure, Slip Naxos a développé une nouvelle génération de meules diamant nommée NaxoForce. Grâce à cette nouvelle famille de liant hybride, le fabricant allie la tenue du liant métallique à l’important pouvoir de coupe du liant vitrifié. De plus, contrairement aux liants métalliques, il est possible de dresser ces meules facilement.

Temps réduit dans les goujures
L’opération qui consomme le plus de temps est la rectification des goujures. En effet, on est confronté à un très gros enlèvement de matière avec des prises de passe pouvant aller jusqu’à 8 mm. Vu que la surface de contact est élevée, il est difficile d’amener correctement le lubrifiant d’arrosage dans la zone de travail. Jusqu’à présent et pour éviter de fortes élévations de température qui sont la cause à la fois de dommages de surface sur les pièces et de la baisse de tenue des grains diamants, il fallait souvent réduire les avances ou les profondeurs de passe. Avec la nouvelle génération de meules NaxoFlute, cela n’est plus nécessaire, au contraire, car on peut atteindre des vitesses d’avance jamais atteintes par le passé et, de ce fait, générer un Qw’ (enlèvement copeaux par unité de temps) très important. Un autre aspect intéressant est la durée de vie de la meule qui est fortement accrue par une usure très faible de celle-ci. Afin d’étayer ses dires, Slip Naxos cite l’exemple d’avances atteintes pour la rectification de goujures d’une fraise diamètre 25 sur une machine Walter Helitronic Power avec une meule 1A1 125x16x20 :
Ces meules sont en stock ou en fabrication dans les formes 1V1, 1A1 et en spécification SDK 91 100 MH3.

Arêtes de coupe, dépouilles et pointes
La précision des arêtes de coupe et des dépouilles sur les outils carbure nécessite des meules ayant une tenue de profil très importante. En même temps, on peut rencontrer des surépaisseurs très élevées, jusqu’à 3 mm, ce qui demande une meule dotée d’un haut pouvoir de coupe. La coupe très franche que confèrent les liants MH permet de travailler avec des grains relativement fins, tout en conservant une bonne coupe et un espacement des dressages meules. Les meules NaxoEdge et NaxoClear apportent la tenue d’angle et le pouvoir de coupe nécessaires aux opérations de rectification des arêtes de face et des dépouilles. Ces meules en stock ou en fabrication sont livrables dans les formes 1V1, 11A2, 11V9, 12V9 et en spécification SDK 64 100 MH1.

Polissage et paramètres de coupe
Un état de surface de plus en plus fin est demandé dans la rectification d’outils. C’est pourquoi Slip Naxos a développé un liant de polissage spécialement adapté à la superfinition. Ces meules vont finir les derniers 10 à 30 µm des goujures ou des angles de dépouilles afin d’obtenir les états de surface très fins demandés. Elles sont disponibles pour la majorité des applications. Il s’agit d’un liant très tendre qui devra être dressé avec un bâton d’avivage très tendre lui aussi. La spécification type est SD25 R75 B7. Il n’est pas inhabituel de voir utiliser des vitesses périphériques de meules trop importantes. Le résultat va souvent être une charge sur la broche trop importante, des avances trop lentes et des dressages et avivages trop fréquents. Tout cela coûte du temps et de l’argent ! Pour la rectification des goujures, Slip Naxos recommande une vitesse périphérique de l’ordre de 15-20 m/s pour atteindre un enlèvement de copeau spécifique Qw’ de 6 à 10 mm3/mm/s. Toutefois, une vitesse périphérique plus importante pourra être utilisée dans le cas de surfaces de contact plus faibles, par exemple pour la rectification des dépouilles. L’état de surface en sera aussi amélioré et la tenue de profil plus élevée. Le fournisseur indique à ce sujet les valeurs recommandées ci-dessous :
• Angle de dépouille principal / faible surface de contact : 25- 35 m/s.
• Angle de dépouille secondaire / grande surface de contact : 20-30 m/s.
• Détalonnage sur forêts carbure /rande surface de contact : 20-30 m/s.

Bien dressées, bien avivées
Afin d’obtenir le meilleur rendement des meules, le fabricant insiste fortement sur la nécessité de bien les dresser et de les aviver. Le dressage de la meule à une géométrie parfaite est un facteur primordial car tout battement axial ou radial peut générer des vibrations et être la cause d’une mauvaise tenue de profil ou d’un état de surface dégradé. Le dressage des meules NaxoForce se fait de préférence sur une unité de profilage externe en utilisant une meule en carbure de silicium. La spécification recommandée est 11C120 H5V avec une vitesse périphérique de la meule de dressage en carbure de silicium comprise entre 15-25 m/s. Suite à l’opération de dressage, la structure périphérique de la meule est géométriquement correcte mais la meule n’a pas de coupe. Pour lui en donner, une opération d’avivage est nécessaire. Cette opération consiste à retirer du liant et mettre à jour les grains abrasifs. Slip Naxos insiste sur l’importance de cette opération d’avivage qui, si elle n’est pas réalisée correctement, limitera le pouvoir de coupe de la meule.

Conclure sur le rêve
Bien que connue et utilisée depuis très longtemps, la rectification des pièces métalliques est un procédé d’usinage qui évolue de manière constante. Les meules y jouent un rôle essentiel et les fabricants le savent bien. Dès lors, les services de recherche et de développement planchent en permanence et trouvent des solutions toujours plus performantes. Cela concerne la nature de l’abrasif lui-même, le liant, les géométries et les conditions de coupe. Dans ces conditions des augmentations de vitesses d’avance de 250% sont possibles. On croit rêver !