Processus de lappage expliqué : principes, types, matériaux et applications (guide PDF)

Bonjour lecteur, espérons que vous allez bien ! Dans cet article, nous allons apprendre le processus de lappage et ses sous-sujets comme la définition, le principe de fonctionnement, les types, les matériaux, les avantages, les inconvénients et les applications en détail.

Et le PDF vous pouvez le télécharger à la fin de chaque article.

Alors commençons,

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

Le lappage est un procédé d'usinage à basse pression utilisé pour augmenter la précision dimensionnelle et la finition de surface de la pièce. Le processus de lappage utilise de fines particules abrasives pour effectuer une action de coupe sur la surface de la pièce.

La pièce est frottée contre le plateau de lappage à l'aide d'une machine ou à la main, avec des particules abrasives en poudre ou de la pâte abrasive entre les deux.

Le processus de lappage lisse la surface de la pièce, ce qui augmente la fonctionnalité et l'esthétique de la pièce. Il est également utilisé pour assurer l'ajustement correct entre deux pièces et corriger les imperfections mineures.

Principe du processus de lappage :

Le fonctionnement simple d'un processus de lappage implique trois éléments. Une pièce, un plateau de lappage et des particules abrasives.

Les particules abrasives sont versées sur le plateau de lappage et la pièce est frottée dessus.

Les particules abrasives enlèvent du matériau microscopique de la pièce lorsqu'une force est appliquée pendant le mouvement relatif entre le plateau et la pièce.

Les particules abrasives ont tendance à réduire ou à aplatir les pics et vallées microscopiques présents sur la surface de la pièce.

Caractéristiques du processus de lappage :

Les caractéristiques suivantes du processus de lappage sont :

• La taille du grain abrasif utilisé dans le processus de lappage varie de 120 à 1200 mailles selon la lissage de surface désiré.
• L'abrasif utilisé peut être sous forme de poudre ou peut être mélangé avec des huiles ou graisses appropriées appelées véhicules.
• Une très petite quantité de matériau est enlevée dans le processus de lappage, environ 0,025 mm.
• Le processus de lappage peut être fait manuellement ou avec l'aide de machines.
• Les matériaux couramment lappés sont des matériaux durs comme l'acier.
• La pression appliquée pendant le processus de lappage est faible comparée aux autres procédés de finition de surface.

Types de processus de lappage :

Il existe deux types de processus de lappage qui sont subdivisés en leurs domaines respectifs :

1. Lappage manuel et
2. Processus de lappage par machine

Processus de lappage manuel :

Comme son nom l'indique, le processus de lappage dans lequel toutes les forces sont appliquées manuellement est appelé lappage manuel. Il existe deux types de systèmes de lappage manuel impliqués dans l'amélioration de la qualité de surface de la pièce.

#1. Lappage de surface plane :

Le plateau de lappage ici est en fonte grise. Celui-ci contient des rainures qui sont utilisées pour collecter les copeaux métalliques et les particules abrasives usagées.

Des grains abrasifs de la taille désirée sont saupoudrés sur le plateau. Ensuite, la pièce est frottée soigneusement sur le plateau.

Davantage de particules abrasives de la même maille sont ajoutées lorsque nécessaire. L'utilisation d'un fluide approprié peut être faite si nécessaire. Le processus doit être effectué par un opérateur qualifié.

Une fois le lappage terminé, le plateau doit être nettoyé pour la prochaine utilisation.

Note : L'utilisation d'un excès de particules abrasives peut endommager le plateau. Cela peut entraîner une finition incorrecte du travail et l'échec du plateau.

#2. Lappage cylindrique :

Les plateaux utilisés pour le lappage des surfaces internes et externes de pièces cylindriques sont en fonte douce, cuivre ou laiton.

Pour le lappage de la surface interne d'un cylindre, les plateaux sont faits pour avoir un ajustement serré avec le diamètre interne. Les plateaux se déplacent en mouvement axial aléatoire par rapport à la pièce. Cela augmente la finition de surface de la pièce ainsi que des plateaux.

Les particules abrasives sont mélangées avec de l'huile ou de la graisse dans le processus. Les plateaux utilisés pour le lappage de la surface externe d'un cylindre sont appelés plateaux annulaires. Ils sont fournis avec une vis pour s'ajuster à différents diamètres.

La pièce à lappée est maintenue dans un tour pour fournir un mouvement de rotation. Le plateau annulaire est ensuite déplacé en va-et-vient sur la pièce en rotation. Des particules abrasives mélangées avec certaines huiles et graisses peuvent être utilisées.

Processus de lappage par machine :

Lorsque l'opération de lappage est effectuée à l'aide de machines, on l'appelle lappage par machine. Voici divers processus de lappage par machine utilisés pour différents types de pièces.

#1. Machine de lappage verticale :

Une configuration de lappage verticale consiste en un plateau inférieur, un plateau supérieur et un dispositif de maintien de travail. La pièce est placée sur le plateau inférieur et positionnée dans un porte-pièce. Le plateau supérieur est utilisé pour charger et décharger la pièce.

Des particules abrasives mélangées avec des véhicules de type pâte sont appliquées sur les plateaux avant le début de l'opération. Dans le cas du lappage d'une surface plane, le plateau inférieur est maintenu fixe, tandis que dans le cas du lappage cylindrique, le plateau inférieur est autorisé à bouger.

Divers travaux sont lappés à l'aide de machines de lappage verticales, par exemple, des blocs de jauge de précision, des rouleaux de roulements à rouleaux et des billes de roulements à billes.

Un autre type de configuration de lappage verticale consiste en un tissu abrasif fixé au plateau inférieur. Des pièces identiques peuvent être lappées en déplaçant le porte-pièce aléatoirement. Cela s'appelle la transposition.

Note : Le plateau inférieur doit être fixe lors de l'usinage d'une surface plane car il peut basculer.

#2. Machine de lappage sans centre :

Un lappage sans centre à rouleaux consiste en un rouleau régulateur, un rouleau de lappage, une pièce et une tige en fibre à encoche en V. Le rouleau régulateur est entraîné par un moteur pour fournir un mouvement de rotation à l'ensemble.

Un rouleau de lappage est utilisé pour lapper la pièce dans l'autre direction. Le diamètre du rouleau de lappage est le double du diamètre du rouleau régulateur. Les deux rouleaux sont en fonte, en raison de leur stabilité et de leur faible coût.

Les rouleaux sont liés avec des particules abrasives. La tige en fibre à encoche en V est utilisée pour maintenir la pièce à alimenter entre les rouleaux. La pièce est introduite dans le rouleau à un rythme très lent avec un mouvement de va-et-vient.

L'enlèvement de matière se produit en raison de l'action des particules abrasives de la pièce. Une finition très fine de 0,05 microns peut être obtenue avec l'aide du lappage sans centre.

L'enlèvement de matière est très lent dans le cas du lappage sans centre.

#3. Machine de lappage sphérique :

La machine de lappage utilisée pour lapper des objets sphériques a une construction différente. Deux broches sont utilisées dans le cas du lappage sphérique.

La pièce à lapper est attachée à la première broche qui donne un mouvement de rotation à la pièce. L'autre broche est utilisée pour maintenir l'outil à un certain angle par rapport à la pièce.

Une pression est également appliquée sur la pièce par la broche d'outil. Dès que le mouvement de rotation est donné à la pièce, l'enlèvement de matière se produit en raison du contact entre l'outil abrasif et la pièce.

#4. Lappage par bande :

Le lappage par bande utilise une bande faite de tissus abrasifs utilisée pour le processus de lappage. La bande est entraînée à l'aide d'un moteur. Il y a deux roues utilisées pour entraîner la bande.

La pièce est touchée manuellement à la bande sur la roue. L'enlèvement de matière se produit après le contact de la pièce et de la bande en mouvement.

C'est une méthode pratique de lappage pour les travaux de faible précision. Il n'y a pas d'exigences pour serrer la pièce.

Abrasif utilisé pour le processus de lappage :

• Différents types d'abrasifs sont utilisés pour lapper différentes duretés de matériaux.
• Les abrasifs utilisés pour lapper les matériaux durs sont généralement le carbure de silicium et l'alumine fondue.
• Les abrasifs utilisés pour lapper les matériaux tendres sont l'oxyde de chrome, l'alumine non fondue et le grenat.

Véhicules utilisés pour le processus de lappage

Les véhicules utilisés pour les processus de lappage sont généralement des huiles solubles dans l'eau, des huiles végétales, des huiles minérales, de la gelée de pétrole ou des graisses. Les véhicules doivent avoir les propriétés suivantes.

• Les particules doivent être uniformément réparties lorsqu'elles sont mélangées avec le véhicule. Il ne doit pas contenir de grumeaux.
• La viscosité des véhicules ne doit pas être affectée par les changements de température.
• Un véhicule ne doit pas s'évaporer à haute température.
• Il ne doit pas favoriser la corrosion des surfaces métalliques.
• Il doit être non toxique.
• Il ne doit pas coller à la pièce et peut être facilement enlevé par un simple nettoyage.

Matériaux pouvant subir le processus de lappage :

Il existe divers éléments, à l'origine des composés, qui peuvent subir un processus de lappage. Certains de ceux-ci sont la fonte, les céramiques, le tungstène, les plastiques, les composés de carbone, l'acier inoxydable, le bronze, le caoutchouc et le silicium.

Paramètres du processus de lappage :

Le paramètre suivant est :

• Vitesse de lappage : La vitesse de lappage pour une opération de lappage idéale doit varier de 1,5 à 4 m/s
• Pression de lappage : La pression de lappage dépend de la dureté du matériau et des particules abrasives utilisées. La pression de lappage varie de 10 à 30 kPa pour les matériaux tendres et jusqu'à 70 kPa pour les matériaux durs.
• Surépaisseur de lappage : La surépaisseur de lappage est directement proportionnelle au temps de lappage. À mesure que la surépaisseur de lappage augmente, le temps de lappage augmente également. La surépaisseur de lappage dépend également du matériau lappé.
• Fonte - 0,2 mm
• Alliage d'aluminium - 0,1 mm
• Acier doux - 0,05 à 0,1 mm
• Acier trempé - 0,005 à 0,02 mm

Avantages du processus de lappage :

Il augmente la finition de surface de la pièce en réduisant les pics et vallées sur la surface du matériau. Il donne également une touche esthétique à la pièce.

Le processus de lappage augmente également la durée de vie des pièces d'accouplement en réduisant le frottement entre les pièces d'accouplement.

Il augmente la géométrie et les dimensions de la pièce. Il assure également un ajustement parfait entre les pièces.

Aucune contrainte thermique n'est développée à l'intérieur de la surface de la pièce en raison de la chaleur minimale impliquée dans le processus.

Le processus peut être réalisé par de la main-d'œuvre non qualifiée également. Cela est dû à la simplicité impliquée et à l'absence de contrôles informatisés.

Il augmente le parallélisme entre deux pièces maintenues parallèles l'une à l'autre pour diverses opérations d'assemblage.

Inconvénients du processus de lappage :

Le lappage est un processus coûteux car la perte d'abrasifs est plus importante. Cela entraîne une utilisation accrue de particules abrasives pour les opérations de polissage, ce qui à son tour augmente le coût de production.

Un autre inconvénient du processus de lappage est que le processus est très lent. Le taux d'enlèvement de métal dans le cas du processus de lappage est très faible. Cela rend le temps de traitement long, ce qui entraîne une diminution du taux de production.

La gestion des déchets devient un problème dans le cas d'un processus de lappage. Une grande quantité de déchets abrasifs est produite dans le cas d'un processus de lappage. Cela rend difficile l'élimination des déchets.

Certains composés abrasifs peuvent s'incruster dans la surface de la pièce, ce qui entraîne une détérioration ultérieure de la pièce.

Le processus n'est généralement pas automatisé ; cela entraîne une augmentation de la main-d'œuvre intensive et augmente le coût de production.

Applications du processus de lappage :

Le processus de lappage est utilisé pour le polissage des métaux durs et fragiles qui sont difficiles à polir en utilisant d'autres méthodes.

Il est également utilisé pour l'usinage de matériaux comme le verre en raison de ses faibles taux d'enlèvement de matière.

Le processus de lappage est largement utilisé pour la fabrication d'échantillons pour les tests métallurgiques.

Le processus de lappage est utilisé pour la fabrication de soupapes en raison de sa caractéristique d'enlèvement de matière uniforme et précis.

Les industries automobiles utilisent également les processus de lappage pour diverses opérations de polissage.