Maîtriser le Rectificage de Surface de Précision : Principes Clés et Applications

Comment le Processus de Rectificage de Surface Atteint le Parallélisme et l'Équerrage ?

À son niveau le plus basique, le rectificage de surface de précision est utilisé pour atteindre deux choses : rendre des formes cubiques de métal carrées et parallèles. Utilisé pour de nombreuses applications, mais généralement les montages, moules et matrices, les services de rectificage de surface semblent simples au premier regard.

Mais regardez plus profondément et vous trouverez qu'il y a plus à maîtriser le rectificage de surface qu'il n'y paraît.

Applications pour le Rectificage de Surface de Précision

Pour des pièces cubiques rectangulaires ou carrées à six faces, le rectificage de surface de précision vous permet de rendre chaque face carrée et parallèle à elle-même ou à une surface de référence. Ces blocs carrés ou rectangulaires sont généralement maintenus en place sur la table de rectificage par des aimants, de sorte que vous ayez une surface plane contre une autre surface plane.

À partir de cette fondation critique, le rectificage de surface peut être inestimable pour des applications telles que la fabrication de matrices. La précision de position requise par les matrices utilisées dans l'extrusion et le moulage par injection signifie que les matrices doivent être carrées par rapport à l'extérieur du centre, et c'est ici que le rectificage de surface de précision livre.

Vous ne pouvez tout simplement pas fraiser un bloc de métal aussi carrément et précisément que vous pouvez le rectifier en surface — sans mentionner que la surface fraisée ne correspondra jamais à la finition rectifiée pour une valeur Ra lisse et basse.

Les services de rectificage de surface peuvent également être utilisés sur des tiges, bien que pas pour rendre le diamètre extérieur d'une tige rond ; pour cette tâche, le rectificage OD (également connu sous le nom de rectificage cylindrique) est utilisé. Cependant, le rectificage de surface peut rendre les deux extrémités d'une tige parfaitement perpendiculaires au diamètre extérieur.

Ici, des blocs en V sont utilisés pour positionner les tiges pour le rectificage. Une tige ronde est placée dans la cavité en forme de V, et un serre-joint maintient la tige verticalement en place. À partir de là, le rectificage de surface de précision peut être utilisé pour rectifier le dessus de la tige à une dimension qui est parfaitement carrée par rapport au diamètre extérieur.

Diverses Tailles de Machines de Rectificage de Surface

Le concept de rectificage de surface est le même peu importe la taille de la pièce à rectifier. Cependant, comme avec de nombreux outils de machine, la taille d'une machine de rectificage de surface peut varier de petite à très, très grande.

Chez Metal Cutting Corporation, notre expertise est au petit bout du spectre, avec des machines de rectificage de surface de précision optimisées pour les tolérances les plus serrées et sur les plus petits plateaux, appropriées pour les très petites pièces que nous produisons.

À mesure que les rectifieuses de surface grandissent en taille, il y a des compromis pour les tolérances. Cependant, là où vous avez une pièce très grande, elle est mieux servie par les capacités des rectifieuses de surface au grand bout du spectre.

Au plus grand bout se trouve la rectifieuse Blanchard, une technologie plus ancienne qui est considérée comme du rectificage de surface bien que son disque rotatif résulte en un motif de finition de surface très différent.

Retrait de Matériel par Incréments

Bien qu'il existe des outils de rectificage de surface manuels, une caractéristique critique des services de rectificage de surface est le retrait précis et répétitif de petits incréments de matériel par machine. Ici, moins vous retirez, meilleure est la finition de surface et meilleure est la précision dimensionnelle.

Il n'est pas conseillé de retirer beaucoup d'épaisseur de matériel en une seule passe, car cela produira une mauvaise finition de surface. De plus, appliquer ce type de contrainte sur le métal et la machine peut entraîner une mauvaise précision positionnelle et une possible fracture de la pièce.

Il est bien mieux de faire de nombreuses, nombreuses passes répétitives, chacune retirant un peu plus de matériel.

Cela fait que regarder des rectifieuses de surface automatiques ressemble à voir une chorégraphie parfaitement répétitive et rapide de gauche à droite où chaque intervalle descend imperceptiblement un peu plus bas dans la pièce métallique, retirant une quantité remarquablement petite de matériel à chaque passe. Les machines effectuent leur tâche sans aucune des vibrations et du bruit qui accompagnent l'enlèvement de métal par tournage.

Il y a une exception à ce retrait incrémental de matériel, sous la forme du rectificage à pénétration lente — une méthode de rectificage de surface de précision conçue à l'origine pour retirer une grande quantité de matériel en une seule passe.

Cependant, il a été rapidement découvert que le mouvement de va-et-vient rapide typiquement utilisé avec le rectificage de surface n'était pas approprié ; par conséquent, les machines de rectificage à pénétration lente ont été conçues avec un taux d'avance très lent.

Intrigante, chez Metal Cutting nous avons encore quelques-uns des anciens rectifieuses automatiques à pénétration lente qui sont maintenant hors production. Donc, nous sommes capables d'utiliser des techniques de pénétration lente à plus petite échelle pour améliorer la finition de surface, même quand les taux d'enlèvement de matériel ne sont pas le principal objectif.

Les X-Y-Z du Rectificage de Surface de Précision

Les standards habituels pour les services de rectificage de surface sont aussi les principes de mouvement qui entraînent la table de rectificage, avec une différence — l'action de l'axe horizontal X qui fournit les répétitions de gauche à droite et l'action de rectificage de l'axe Z qui fournit les passes d'avant en arrière. Les machines de rectificage de surface de précision sophistiquées ont un axe Z automatique, permettant aux plus petits incréments d'être appliqués à la pièce à chaque répétition de l'axe X.

Oui, vous avez bien lu — dans le monde du rectificage de surface, la direction verticale est l'axe Z, alors qu'en fraisage cela s'appelle l'axe Y.

Et puis il y a l'axe Y. Sur les machines de rectificage de surface de précision, généralement les meules ne sont pas aussi larges que les meules de rectificage OD ou sans centre. Le bénéfice du mouvement de l'axe Y est qu'il permet à une meule de 1" d'épaisseur de rectifier précisément une surface qui fait plus de 1" de large.

En fait, les pièces peuvent être de multiples fois plus larges que la meule de rectificage. À chaque répétition de l'axe X, l'axe Y bouge toujours si légèrement pour produire la surface plane spécifiée. À travers les nombreuses tailles différentes de rectifieuses de surface, les mêmes principes X-Y-Z s'appliquent.

Variables Qui Pilotent les Résultats de Finition de Surface

Bien que les principes du rectificage de surface de précision semblent simples, la pratique du rectificage de surface nécessite des années d'expérience car il y a de nombreuses variations subtiles.

Comme avec tous les machinistes qualifiés et productifs, les experts en rectificage de surface ont besoin de comprendre non seulement le comportement des différents métaux, mais aussi certaines variables qui pilotent les finitions de surface que les machines de rectificage de précision produiront.

Avances et Vitesses

Dans le cas du rectificage de surface de précision, l'avance fait référence au taux des trois axes. On peut dire que l'avance est le facteur décisif majeur pour atteindre la finition de surface désirée.

La vitesse fait référence aux tours/minute de la meule, bien qu'intéressant, les tours/minute de la meule sont généralement constants en rectificage de surface. C'est parce que même si une meule s'use — un facteur que vous penseriez normalement nécessiter un ajustement de la vitesse de la meule pour maintenir un rectificage constant — elle le fait imperceptiblement par rapport au diamètre de la meule.

Sélection de la Meule

Dans les services de rectificage de surface, les opportunités de choisir la meule parfaite sont aussi larges que la sélection et la variété de meules disponibles. Cependant, l'expertise réside dans la connaissance du nombre limité de meules optimales pour chacun des nombreux types de métal composant la pièce.

Dans le but d'enlever du matériel, les meules vont de l'oxyde d'aluminium et du carbure de silicium au diamant et CBN, selon la dureté du métal étant rectifié et enlevé. Il y a d'autres meules spéciales faites de matériaux tels que le liège, mais elles sont utilisées plus pour le brunissage et le polissage que pour l'enlèvement de matériel.

Fluides de Coupe

De même, à travers des années d'expérimentation et de pratique commerciale, il n'y a que quelques fluides de coupe souhaitables. Cependant, comme avec tous les autres processus d'usinage, la façon dont le fluide de coupe est introduit dans le processus de rectificage de surface de précision reste une méthode importante à bien faire.

Expertise Spécialisée en Services de Rectificage de Surface et Plus

Comme de nombreuses disciplines professionnelles de nos jours, le monde des services de rectificage de surface a de nombreuses sous-spécialités, appelant à une expertise spécialisée. Par exemple, au-delà des tâches simples de travail d'une forme cubique ou des extrémités d'une pièce formée, il y a de nombreuses permutations qui peuvent être atteintes par l'utilisation habile de différents accessoires.

Il y a aussi de nombreuses techniques et capacités pilotées par CNC qui s'appliquent à la robuste machine de rectificage de surface standard. Ces machines peuvent être outillées pour faire des formes, des coins, des chanfreins, ou même faire du tronçonnage, et des rayons pleinement arrondis sont possibles. Quand des formes spécifiques sont désirées, les méthodes deviennent connues sous le nom de rectificage par pénétration, rectificage de forme, rectificage par plongée et/ou rectificage de profil.

Cela signifie que pour faire des petites pièces métalliques à tolérances serrées dans de nombreuses formes différentes, les experts en rectificage de surface doivent être qualifiés dans de nombreuses autres disciplines au-delà du simple rectificage de cubes et cylindres.

Pour des conseils sur comment créer des spécifications qui vous donneront les résultats que vous recherchez — avec le rectificage de surface de précision ainsi que d'autres méthodes d'usinage — consultez nos FAQ sur Comment Affiner Votre Demande de Devis à Votre Avantage Maximum.