Qu'est-ce que le rodage ? - Définition, processus et outils

Qu'est-ce que l'affûtage ?

Le rodage est un processus d'usinage abrasif qui produit une surface de précision sur une pièce métallique en frottant une meule abrasive ou une meule contre elle le long d'un chemin contrôlé. Le rodage est principalement utilisé pour améliorer la forme géométrique d'une surface, mais peut également améliorer la finition de surface.

Les applications typiques sont la finition des cylindres pour les moteurs à combustion interne, les broches à coussin d'air et les engrenages. Il existe de nombreux types de pierres à aiguiser, mais toutes consistent en une ou plusieurs pierres abrasives qui sont maintenues sous pression contre la surface sur laquelle elles travaillent.

D'autres procédés similaires sont le rodage et la superfinition.

Définition du rodage

L'affûtage se définit comme l'acte ou le processus d'affûtage de quelque chose sur une pierre à aiguiser ou une pierre à aiguiser. L'alignement de précision du couteau de la machine de découpe n'est pas affecté par l'affûtage du tranchant.

Le processus de rodage fournit le dimensionnement final et crée le motif de finition souhaité à l'intérieur des tubes ou des alésages de cylindre. La finition est accomplie en étalant des pierres abrasives de grain et de qualité appropriés contre la surface de travail.

Les pierres sont tournées et alternées dans la pièce avec un abrasif hone sous une pression contrôlée. La combinaison de la rotation et du mouvement alternatif produit un motif de hachures croisées sur la surface de la pièce à roder.

Pourquoi avons-nous besoin d'un processus d'affinage ?

Les machines à roder sont des outils d'abrasion du métal et le processus de rodage utilise des outils durs ou des pierres à roder et des pierres abrasives périssables pour la correction de

• Diamètre
• Forme
• Finition de surface
• Tolérances de position des alésages

Le processus de rodage a été développé pour permettre la perfection de la géométrie de l'alésage, du contrôle de la taille, de la finition de surface finale et de la structuration de la surface. Processus de rodage qui peut fournir le dimensionnement final et créer le motif de finition souhaité à l'intérieur des tubes ou des alésages de cylindre.

La finition est accomplie en étalant des pierres abrasives de grain et de qualité appropriés contre la surface de travail. Les pierres sont tournées et alternées dans la pièce avec un abrasif hone sous une pression contrôlée. La combinaison de la rotation et du mouvement alternatif produit un motif de hachures croisées sur la surface de la pièce à roder.

Mécanique des processus

Étant donné que les pierres de rodage ressemblent à des meules, il est tentant de considérer le rodage comme une forme de meulage à faible enlèvement de matière. Au lieu de cela, il est préférable de le considérer comme un processus de meulage auto-réglant.

Lors du meulage, la meule suit une trajectoire simple. Par exemple, lors de la rectification en plongée d'un arbre, la meule se déplace vers l'axe de la pièce, la rectifie, puis recule. Étant donné que chaque tranche de la meule touche à plusieurs reprises la même tranche de la pièce, toute imprécision dans la forme géométrique de la meule sera transférée sur la pièce.

Par conséquent, la précision de la géométrie de la pièce finie est limitée à la précision du dresseur de dressage. La précision devient encore pire à mesure que la meule s'use, donc le dressage doit se produire périodiquement pour la remodeler.

La limitation de la précision géométrique est surmontée dans le rodage car la pierre de rodage suit un chemin complexe. Le rodage en alésage, par exemple, la pierre se déplace le long de deux chemins simultanément. Les pierres sont pressées radialement vers l'extérieur pour agrandir le trou tout en oscillant simultanément axialement.

En raison de l'oscillation, chaque tranche des pierres de rodage touche une grande surface de la pièce. Par conséquent, les imperfections du profil de la pierre à aiguiser ne peuvent pas être transférées à l'alésage. Au lieu de cela, l'alésage et les pierres de rodage se conforment à la forme moyenne du mouvement des pierres de rodage, qui dans le cas du rodage d'alésage est un cylindre.

Cet effet de moyenne se produit dans tous les processus de rodage; la pièce et les pierres s'érodent jusqu'à ce qu'elles épousent la forme moyenne de la surface de coupe des pierres. Étant donné que les pierres de rodage ont tendance à s'éroder vers une forme géométrique souhaitée, il n'est pas nécessaire de les rectifier.

En raison de l'effet de moyenne, la précision d'un composant affûté dépasse souvent la précision de la machine-outil qui l'a créé.

Le chemin de la pierre n'est pas la seule différence entre les machines de meulage et de rodage, elles diffèrent également par la rigidité de leur construction. Les machines à roder sont beaucoup plus conformes que les meuleuses. Le meulage a pour but d'obtenir une tolérance de taille serrée.

Pour ce faire, la meule doit être déplacée dans une position exacte par rapport à la pièce à usiner. Par conséquent, une rectifieuse doit être très rigide et ses axes doivent se déplacer avec une très grande précision.

Une machine à roder est relativement imprécise et imparfaite. Au lieu de compter sur la précision de la machine-outil, il s'appuie sur l'effet de moyenne entre la pierre et la pièce. La conformité est une exigence d'une machine à roder qui est nécessaire pour que l'effet de moyenne se produise.

Cela conduit à une différence évidente entre les deux machines :dans une meuleuse, la pierre est fixée rigidement à une glissière, tandis que dans le rodage, la pierre est actionnée par une pression pneumatique ou hydraulique.

Les pièces de haute précision sont généralement rectifiées puis affûtées. Le meulage détermine la taille et le rodage améliore la forme.

La différence entre le rodage et le meulage est toujours la même. Certaines meuleuses ont des mouvements complexes et sont auto-régulantes, et certaines machines de rodage sont équipées d'un jaugeage en cours de fabrication pour le contrôle de la taille. De nombreuses opérations de rectification en continu reposent sur le même effet de moyenne que le rodage.

Outils de rodage

Le rodage utilise un outil spécial, appelé pierre à aiguiser ou aiguiser, pour obtenir une surface de précision. Le miel est composé de grains abrasifs qui sont liés entre eux par un adhésif. Généralement, les grains de rodage ont une forme irrégulière et un diamètre d'environ 10 à 50 micromètres (grain de 300 à 1500 mesh). Des tailles de grain plus petites produisent une surface plus lisse sur la pièce.

Le but de l'outil de rodage est de transmettre la puissance générée par la machine à la pièce à usiner. Le rodage corrigera l'alésage pour la conicité, la taille, la finition et la rectitude, mais ne peut normalement pas corriger l'alignement ou l'emplacement axial.

L'outil se compose d'un adaptateur de nez de broche, d'un arbre d'entraînement et d'un corps affûté. Le corps de aiguiseur contient un cône attaché à une tige de poussée. Voir le dessin d'un outil de rodage typique à la page suivante

La tige de poussée, à l'intérieur de l'arbre d'entraînement, est déplacée vers le haut ou vers le bas dans le corps rodé par un moteur ou un vérin hydraulique. L'actionneur est situé dans la tête. Au fur et à mesure que le cône descend, il pousse les plaques d'expansion vers l'extérieur, élargissant les pierres.

Les pierres abrasives sont utilisées pour enlever le matériau brut de la pièce. Les ressorts jarretières sont utilisés pour maintenir les pierres dans l'outil et pour écraser les pierres lorsque l'outil est retiré de l'alésage.

Les outils de rodage peuvent utiliser des super-abrasifs ou des pierres vitrifiées pour le rodage grossier, la semi-finition et le rodage final. Le rodage de pointe ne nécessite généralement que l'opération d'ébauche. Le rodage en plateau (mettre un "plateau" sur le dessus) nécessite des pierres fines pour enlever les pics. Certains outils de rodage ont à la fois des dégrossisseurs et des finisseurs dans un seul outil.

Guides d'amélioration

Les guides de rodage font partie de l'outil de rodage. Ils sont utilisés pour protéger les pierres à aiguiser lors de l'entrée ou de la sortie de l'alésage et empêcher le métal de l'outil de rodage d'entrer en contact avec la surface de l'alésage.

Les guides doivent être vérifiés fréquemment pour l'usure ou l'absorption de corps étrangers. Les pierres de rodage sont généralement effondrées sous la taille des guides lors du retrait pour protéger les pierres et la douille du guide de rodage.

Douille de guide d'affûtage

La bague de guidage de rodage est montée sur un support fixe à l'avant de la colonne. La fonction de la bague de guidage de rodage. est de guider l'outil de rodage au centre de l'alésage. La douille est généralement fabriquée en acier trempé ou en carbure.

Le carbure est utilisé lorsque la douille de guidage de rodage est également une "douille d'effondrement". Ceux-ci sont utilisés pour forcer les pierres à revenir au ras du corps de l'outil lorsque l'outillage est trop petit pour avoir des ressorts jarretières.

Cône réglable

Lors du rodage d'alésages borgnes, un cône réglable peut être utilisé pour élargir le fond des pierres afin de tenir compte de l'usure et de maintenir le fond à la taille. Alésage aveugle sur la course illustrée ci-dessus. Notez que les pierres ne peuvent pas dépasser le fond comme dans les trous traversants.

Cela entraînera une usure inégale de la pierre et une conicité au bas de la pièce. Le problème peut être résolu par l'utilisation d'un cône réglable et par l'utilisation d'une temporisation au fond.

Outils d'affûtage en un seul passage

L'outil de rodage peut consister en une barre d'alésage abrasive en diamant qui est construite à partir d'un manchon extensible en fonte douce recouvert en permanence d'un abrasif en diamant naturel de grain 100/120 ou il peut s'agir d'un manchon fritté dans lequel est incrusté un abrasif.

L'outil est extensible pour compenser l'usure du manchon diamanté. L'arbre contient des passages pour l'écoulement du liquide de refroidissement vers les rainures du manchon. L'outil de rodage traverse l'alésage une fois et est retiré.

Cette machine utilise un outil de rodage de type flottant qui s'aligne automatiquement avec l'alésage existant. L'outil est conçu pour roder les alésages ouverts qui ont été générés par l'usinage précédent. opération. L'outil peut corriger un alésage qui est faux, conique et ovalisé. L'outil produit des trous droits, ronds et non coniques en un seul coup vers le bas.

Le support de guide de rodage et les bagues sont montés sur un support fixe monté à l'avant de la colonne. La fonction du support de guide de rodage est de guider l'outil de rodage dans l'alésage. La douille est usinée pour permettre au liquide de refroidissement de s'écouler vers l'outil de rodage à passage unique.

Avantages du processus de rodage

• Installations moins complexes ou peu coûteuses.
• C'est très précis.
• Il peut être utilisé pour les alésages longs et courts.
• Il maintient l'axe d'alésage d'origine.
• Tout matériau peut être fini, quelle que soit sa dureté.
• La pièce n'a pas besoin d'être mise en rotation par la puissance, il n'y a pas de mandrins, de plaques frontales ou de tables tournantes nécessaires, donc il n'y a pas d'erreurs de serrage ou de positionnement.
• Le hone est entraîné à partir d'un arbre central, de sorte que la flexion de l'arbre ne peut pas provoquer de trous coniques comme c'est le cas lors de l'alésage.
• Le résultat est un trou véritablement rond, sans conicité ni points hauts ou bas, à condition que les opérations précédentes aient laissé suffisamment de matière pour que le rodage puisse nettoyer toutes les irrégularités.
• Le rodage utilise une grande surface de contact à vitesse lente par rapport au meulage ou à l'alésage fin, qui utilise une petite surface de contact à grande vitesse. En raison du mouvement combiné de rotation et de va-et-vient utilisé, un motif hachuré est créé, ce qui est excellent pour maintenir la lubrification. Les diamètres avec des précisions de 0,001 à 0,0001 pouce et plus proches peuvent être affinés en utilisant des pierres diamantées similaires aux meules diamantées.

Limites du processus de rodage

• Le rodage est considéré comme un processus lent. Cependant, les nouvelles machines et pierres ont considérablement raccourci les temps de rodage.
• Le rodage horizontal peut créer des trous ovales à moins que la pièce ne soit tournée ou soutenue. Si la pièce est fine, même la pression de la main peut provoquer un trou légèrement ovale.

Application du processus de rodage

• Finition des tourillons de vilebrequins automobiles
• Finition des trous ronds
• Finition de pièces cylindriques creuses
• Finition du cylindre du moteur, des roulements, des canons de pistolet, des bagues de jauge, des arbres et des faces de bride, de l'axe de piston, des tourillons de vilebrequin d'automobile, etc.
• Engrenage d'équipement