Caractéristiques des rectifieuses cylindriques

Dans l’industrie métallurgique et mécanique, il existe trois types d’usinage : avec enlèvement de copeaux, sans enlèvement de copeaux et par abrasion. Ce dernier est réalisé à l’aide d’un outil appelé meule abrasive, dont l’objectif est d’enlever le surplus de matière d’une pièce ayant préalablement subi un autre procédé d’usinage comme le tournage ou le fraisage. Pour l’usinage par abrasion, on utilise des machines-outils spécifiques appelées rectifieuses.

Usinage par abrasion

Les rectifieuses ont la particularité d’enlever de petites quantités de matière, contrairement aux autres machines-outils qui usinent par enlèvement de copeaux. La rectification est un procédé de finition de pièces qui nécessitent des tolérances précises et doivent être améliorées par cette technique. L’amélioration de la finition porte sur des caractéristiques dimensionnelles (diamètre, longueur et angles) ; géométriques (parallélisme, perpendicularité, concentricité) ou d’état de surface (rugosité, direction des stries).

L’abrasion est considérée comme un usinage de précision et c’est une technique lente, dans laquelle on travaille des matériaux très durs qui ne peuvent pas être usinés par d’autres moyens. Elle permet aussi de traiter les pièces sur lesquelles on veut obtenir des finitions précises qui ne peuvent pas l’être par d’autres procédés comme le perçage, le tournage, le fraisage, etc.

Les rectifieuses se composent d’un bâti sur lequel se trouve la meule abrasive, résistante à l’usure, à la chaleur et à la rupture ; les meules abrasives peuvent atteindre jusqu’à 30 000 tours par minute (tr/min). Selon les caractéristiques des pièces, certains types de rectifieuses sont :

• Planes ou tangentielles, avec une tête portant la meule et un chariot longitudinal sur lequel on place la pièce. Elles servent à la rectification de matrices et de surfaces planes.
• Centerless ou sans centre, dépourvues de pointes : ce type de rectifieuses sert à usiner des pièces de petites dimensions comme les bagues. Il est idéal pour la production en série. C’est un type de rectifieuse cylindrique.
• Universelles : elles servent à l’usinage de pièces sur les diamètres extérieurs d’arbres.

Qu’est-ce qu’une rectifieuse cylindrique ?

Ce type de machine-outil est utilisé pour l’usinage par abrasion de haute précision, mais aussi pour des opérations de rodage et de polissage. Les pièces admises par les rectifieuses cylindriques sont en acier durci par traitement thermique et ont été préalablement usinées sur d’autres machines-outils. Après un premier procédé d’usinage, on laisse sur les pièces un surplus de matière qui ne peut être enlevé qu’à l’aide d’une meule abrasive.

Les rectifieuses cylindriques ont pour caractéristique de posséder un axe central de rotation, mais, à leur tour, ce type de rectifieuses se divise en trois catégories :

• Extérieures : elles servent à rectifier les surfaces extérieures d’une pièce entre pointes et permettent la rotation de celle-ci. La meule abrasive tourne dans le même sens lorsqu’elle entre en contact avec la surface de la pièce.
• Intérieures : ainsi appelées parce que l’usinage se fait à l’intérieur de la pièce. Sur ce type de rectifieuses cylindriques, la meule abrasive est plus petite que la largeur de la pièce, qui est maintenue par un anneau magnétique l’empêchant de bouger.
• Sans centre : elles rectifient de petites pièces cylindriques comme les bagues. Ce type de rectifieuses comprend deux meules abrasives entre lesquelles on place la pièce à usiner. Les meules abrasives tournent dans un sens contraire à celui des pièces. Il est important de souligner que ce type de rectifieuses possède un banc solide sur lequel sont montées deux têtes sur chariots. Les meules peuvent être de travail (fixes) ou d’entraînement (basculantes).

Les rectifieuses cylindriques se caractérisent par le fait que la pièce doit avoir un axe central de rotation ; ce sont en outre des machines de grande taille et la tête porte-meule peut admettre différentes vitesses pour s’adapter aux besoins d’usinage des pièces.

L’importance de la meule de rectification

La partie la plus importante des rectifieuses cylindriques est la meule abrasive, également appelée meule de rectification. Il s’agit d’un outil utilisé pour l’enlèvement du surplus de matière. Les meules abrasives ont la particularité de pouvoir enlever de petites quantités de matière très dure, ce qui permet que les pièces à usiner aient des cotes de dimensions réduites. C’est grâce à cette qualité que la rectification peut respecter des limites de tolérance qu’il n’est pas possible d’atteindre avec d’autres procédés comme le tournage.

Les meules ont des propriétés remarquables. Pour commencer, elles possèdent un nombre indéfini d’arêtes qui permettent de couper. De plus, bien sûr, elles sont constituées de grains abrasifs et ces grains éliminent, individuellement, une très petite quantité de matière ; les grains sont liés par un agglomérant ou liant. Comme les points de coupe de la meule sont disposés de façon aléatoire, il est impossible de contrôler la position et la forme de chacun de ces grains. Ces outils doivent être très résistants, c’est pourquoi ils sont fabriqués avec des matériaux abrasifs comme le corindon et le carbure de silicium. Par ailleurs, le processus de rectification consomme beaucoup d’énergie : 10 % sont consommés par la meule et 80 % se perdent sous forme de chaleur.