Processus de rodage démystifié : définition, construction, principes, avantages et applications industrielles

Bonjour, bienvenue sur notre blog, espérons que vous allez bien. Dans ce nouvel article, nous étudierons en détail la définition, les pièces ou la construction, le principe de fonctionnement, les avantages, les inconvénients et les applications du processus de rodage.

Quelle est l'histoire du processus de rodage ?

C'était au 16^e siècle que Léonard de Vinci a utilisé pour la première fois un outil pour lisser les parois internes d'un tuyau en bois à l'aide d'un bâton auquel était attaché un papier abrasif. Ce bâton pouvait se déplacer dans des directions linéaires et radiales.

Les outils de rodage ont été développés au début du 20^e siècle pour rodager les composants internes des moteurs à combustion interne.

En 1924, le premier outil de rodage à cinq lames avec un bâton et un ressort a été conçu et breveté. Après quelques années, le processus de rodage a été utilisé à des fins de production dans les industries.

Sans plus tarder, passons à notre sujet principal,

Qu'est-ce qu'un processus de rodage ?

Le rodage est un procédé d'usinage abrasif qui combine les processus de meulage et de perçage. Un processus de rodage utilise un outil de meulage abrasif pour usiner avec précision la pièce donnée. Un processus de rodage améliore la qualité de surface de la pièce ainsi que fournit une précision dimensionnelle à la pièce en cours d'usinage.

Une pierre abrasive en mouvement est mise en contact avec la pièce à usiner, produisant ainsi un travail fini précis.

Le rodage est utilisé dans les industries où la précision et l'esthétique sont toutes deux considérées importantes. Généralement, un processus de rodage utilise une commande numérique par ordinateur (CNC) pour diriger l'outil sur la pièce. Un processus de rodage est principalement utilisé pour finir les alésages dans une pièce.

Caractéristiques du processus de rodage :

Les caractéristiques suivantes du processus de rodage sont les suivantes :

• C'est un processus à faible vitesse, hautement précis.
• Le processus de rodage génère une surface à motifs croisés sur la pièce. Cette pièce est utilisée pour retenir les lubrifiants.
• Il peut être utilisé pour corriger la rondeur du trou.
• Une tolérance élevée de 2 à 3 microns peut être atteinte.
• Les matériaux durs et tendres peuvent être rodés.
• La plage de vitesse de coupe varie de 0,25 à 1 m/s.
• L'angle de coupe varie de 60 à 90°.
• La pression appliquée sur la surface latérale de la pièce pendant le processus de rodage varie de 1000 kPa à 2500 kPa.

Principe de fonctionnement du processus de rodage :

Le principe de base impliqué dans le processus de rodage est l'action de coupe effectuée par les particules abrasives lorsqu'une force linéaire ainsi qu'une force tangentielle sont appliquées. Le frottement généré par le contact des pierres abrasives et de la pièce entraîne l'enlèvement de matière de la pièce.

Les étapes suivantes montrent comment le processus de rodage est effectué :

La pièce à roder est montée sur la table de travail et serrée à l'aide de dispositifs de fixation. Un outil de rodage requis est attaché à la broche et la stabilité de l'outil est vérifiée.

L'opérateur sélectionne différents paramètres tels que l'avance et la vitesse de l'outil. Lorsque l'outil entre dans le trou, il se dilate en raison de la section transversale conique du cône à l'intérieur de l'outil.

Des forces agissent perpendiculairement et parallèlement à la surface latérale du trou. Ces forces entraînent l'action de coupe due aux pierres abrasives et fournissent une excellente finition de surface.

Un fluide de coupe est ajouté si nécessaire pendant le processus pour éviter la surchauffe de la surface. Une fois le processus de rodage terminé, l'outil est retiré du trou et les pierres sont rentrées vers l'intérieur en raison de la force de rappel du ressort.

Le travail est ensuite laissé refroidir et puis il est retiré en desserrant les dispositifs de fixation.

Types de machines de rodage :

Il existe deux types de machines de rodage :

• Machine de rodage verticale
• Machine de rodage horizontale

La construction de la machine de rodage est très similaire aux machines de perçage. En outre, un outil de rodage peut également être monté sur un tour ou une perceuse. La seule exigence du processus de rodage est que l'outil doit tourner ainsi que se déplacer parallèlement à l'axe du trou.

#1. Construction ou pièces de la machine de rodage verticale :

La colonne et la vis d'élévation sont fixées sur la base en fonte. La colonne relie la CNC au moteur et contient également des éléments de support.

La vis d'élévation est connectée à la table de travail et les dispositifs de fixation sont fixés à la table de travail.

Une extrémité de la broche est connectée au moteur et l'autre extrémité est connectée à l'outil à travers un élément de support. La construction est très similaire à une machine de perçage.

• Base : La base est l'élément de support utilisé pour maintenir rigidement l'ensemble de l'installation d'équipement de rodage. La base est en fonte pour absorber un maximum de vibrations et fournir de la stabilité à l'équipement.
• Colonne : La colonne est l'élément de support principal utilisé dans l'installation. Une colonne verticale est utilisée pour maintenir les moteurs, la broche, l'outil et la pièce. Elle agit également comme élément de connexion pour diverses pièces fonctionnelles.
• Guides : Les guides sont utilisés pour le mouvement vertical de la pièce.
• Table de travail : Une table de travail est utilisée pour maintenir les dispositifs de fixation. Elle peut être mobile ou rigide.
• Dispositifs de fixation : Les dispositifs de fixation sont les dispositifs de serrage utilisés pour serrer la pièce. Dans le cas du processus de rodage, les dispositifs doivent être solides et rigides pour satisfaire aux exigences de précision du processus de rodage.
• Broche : Une broche est un dispositif de connexion utilisé pour connecter l'outil au moteur pour fournir un mouvement de rotation à l'outil.
• Support : Un élément de support est utilisé pour soutenir la broche et l'empêcher de se casser.
• Vis d'élévation : La vis d'élévation est fournie pour augmenter la hauteur de la table de travail.
• CNC : Un contrôleur numérique par ordinateur est utilisé pour contrôler le mouvement de l'outil par rapport à la pièce ou pour contrôler le mouvement de la pièce par rapport à l'outil.
• Alimentation électrique : Une alimentation en courant continu est utilisée dans le cas du processus de rodage.
• Outil de rodage : L'outil est la partie la plus importante du processus de rodage. Un outil de rodage différencie le processus de rodage du meulage et du perçage. Les outils utilisés dans les machines de rodage verticales et horizontales sont similaires et sont décrits plus loin.

#2. Construction ou pièces de la machine de rodage horizontale :

La construction d'une machine de rodage horizontale est très simple. La base agit comme une plateforme pour tous les éléments ou composants à monter.

La poupée mobile est montée à une extrémité et la poupée fixe à l'autre extrémité. La table de travail est attachée entre la poupée mobile et la poupée fixe.

La table de travail est autorisée à se déplacer dans le plan horizontal. La broche est attachée à la poupée fixe et à l'outil. Elle est utilisée pour transférer le mouvement du moteur à l'outil. Les dispositifs de fixation sont situés sur la table de travail pour serrer la pièce.

• Poupée fixe : Une poupée fixe contient un arrangement d'engrenages de moteur pour varier la vitesse de rotation de l'outil.
• Banc : Un banc est similaire à la base dans une machine de rodage verticale. Il est en fonte et fonctionne comme un amortisseur.
• Broche : La broche est l'élément de connexion qui relie le moteur et l'outil.
• Colonne : La colonne est un élément de support utilisé pour soutenir la poupée fixe.
• Dispositifs de fixation : Les dispositifs de fixation sont utilisés pour serrer la pièce et restreindre les degrés de liberté. Les dispositifs de fixation dans le cas du rodage horizontal doivent être très précis car une grande quantité de force est exercée sur la pièce.
• CNC : Un contrôleur numérique par ordinateur doit être installé dans le cas du rodage horizontal pour assurer une meilleure précision. Cela peut éliminer un maximum d'erreurs humaines.
• Outil de rodage : L'outil de rodage est l'élément le plus important qui est expliqué ci-dessous.
• Poupée mobile : La poupée mobile est l'élément situé à l'autre extrémité de la base. Elle est utilisée pour soutenir la pièce.

Outil de rodage :

Il existe une variété d'outils de rodage disponibles sur le marché qui peuvent être utilisés à différentes fins. Le diagramme donné montre un outil de rodage à double cône.

Cela consiste en une pierre abrasive sur le diamètre extérieur de l'outil. La pierre est la partie qui entre en contact avec la pièce.

Il y a deux cônes situés à l'intérieur du porte-pierre. Dès qu'une force linéaire est appliquée à l'arbre, les pierres sont poussées vers l'extérieur.

Cela se produit en raison de la section transversale conique du cône. Les pierres sont ramenées en arrière par l'action inverse des ressorts.

Particules abrasives utilisées :

Les pierres abrasives sont des particules abrasives liées ensemble pour former une structure solide qui peut produire du frottement en frottant contre un autre matériau. Il existe une variété de particules abrasives disponibles en fonction de la taille de grain, de la finition de surface souhaitée et de divers autres facteurs. Les particules abrasives les plus couramment utilisées sont l'oxyde d'aluminium, le carbure de silicium et le carbure de tungstène.

Un paramètre important du processus de rodage :

#1. Sélection de l'abrasif :

L'opération de rodage dépend fortement des particules abrasives utilisées. Le choix de l'abrasif dépend de la dureté de la pièce et de la finition de surface désirée. Pour des pièces très dures, le diamant est utilisé comme outil.

#2. Vitesse de la broche :

La vitesse de la broche ou le RPM de l'outil est un paramètre important qui décide de différentes caractéristiques de la pièce. Par exemple, si l'enlèvement de matière élevé est la préoccupation principale, la vitesse doit être minimale. Si la finition de surface est la préoccupation principale, la vitesse doit être élevée.

#3. Vitesse de va-et-vient :

La vitesse de va-et-vient de l'outil par rapport à la pièce affecte la finition de surface du travail. Des vitesses de va-et-vient plus élevées entraînent une mauvaise finition de surface du travail.

#4. Pression de rodage :

Comme mentionné ci-dessus, la pression de rodage varie de 1000 kPa à 2500 kPa. Une pression de rodage plus faible entraîne un faible enlèvement de matière et une pression plus élevée entraîne une mauvaise finition de surface.

Avantages du processus de rodage :

• Précision : Le processus de rodage est hautement précis et exact. Dans les industries où le diamètre d'un trou ou d'un alésage doit être précis, le processus de rodage est d'un grand avantage.
• Dureté de la pièce : Un autre avantage du processus de rodage est qu'il peut usiner n'importe quel matériau indépendamment de sa dureté et de sa structure moléculaire.
• Maintient la ligne centrale : Le processus de rodage maintient la ligne centrale de l'alésage ou d'un trou. D'autres procédés de finition peuvent perturber la ligne centrale du trou.
• Enlèvement de matière : Moins de matière est enlevée et la finition est obtenue avec l'aide d'un processus de rodage. Cela est dû à l'utilisation d'un outil abrasif.
• Le motif généré : Le processus de rodage génère un motif croisé sur la surface de la pièce. Cela fournit un grand avantage pour que la pièce retienne les lubrifiants.

Inconvénients du processus de rodage :

• Coût initial élevé : Le coût initial de l'équipement est élevé. C'est un inconvénient économique de la machine de rodage.
• Usure élevée de l'outil : Les pierres abrasives sont utilisées comme arête de coupe principale. La rugosité des pierres abrasives diminue facilement dans le cas du processus de rodage.
• Rectitude du trou : Le processus de rodage n'améliore que la qualité de surface interne d'un trou ou d'un alésage. Il n'améliore pas la rectitude du trou.
• Types de matériaux : Le processus de rodage convient uniquement aux matériaux ferreux, il n'est pas très efficace sur les matériaux non ferreux.

Applications du processus de rodage :

• Il peut être utilisé pour la finition des vilebrequins d'automobiles
• Le processus de rodage est utilisé pour la finition des engrenages dans l'industrie automobile.
• Il est également utilisé à des fins de production où les alésages cylindriques creux doivent être finis avec précision.
• Il est également utilisé pour la finition du diamètre interne des moteurs à combustion interne.
• Il peut être utilisé pour améliorer la rondeur des trous.