Les nouvelles avancées en matière de technologie abrasive permettent aux opérateurs de centres d'usinage d'effectuer simultanément la finition de surface et d'autres opérations d'usinage, réduisant ainsi les temps de cycle, améliorant la qualité et permettant de gagner du temps et de l'argent sur la finition hors ligne. Les outils de finition abrasive s'intègrent facilement à la table rotative ou au système porte-outils d'une machine CNC.
Alors que les ateliers d'usinage sous contrat optent de plus en plus pour ces outils, l'utilisation d'abrasifs dans les centres d'usinage CNC coûteux suscite des inquiétudes. Ce problème provient souvent de l'idée reçue selon laquelle les « abrasifs » (comme le papier de verre) libèrent de grandes quantités de grains et de débris susceptibles d'obstruer les conduites de refroidissement ou d'endommager les glissières ou les roulements exposés. Ces inquiétudes sont largement infondées.
« Ces machines sont très coûteuses et très précises », a déclaré Janos Haraczi, président de Delta Machine Company, LLC. Cet atelier d'usinage est spécialisé dans la production de pièces complexes aux tolérances serrées en titane, alliages de nickel, acier inoxydable, aluminium, plastique et autres alliages exotiques. « Je ne ferai rien qui puisse compromettre la précision ou la durabilité de l'équipement. »
On pense souvent à tort qu'« abrasif » et « matériau de meulage » sont synonymes. Il convient cependant de distinguer les abrasifs des outils de finition abrasifs utilisés pour un enlèvement de matière agressif. Les outils de finition ne produisent pratiquement aucune particule abrasive lors de leur utilisation, et la quantité de particules abrasives produites est équivalente à la quantité de copeaux métalliques, de poussière de meulage et d'usure de l'outil générée pendant l'usinage.
Même lorsque de très petites quantités de particules fines sont générées, les exigences de filtration des outils abrasifs sont similaires à celles de l'usinage. Jeff Brooks de Filtra Systems affirme que toute particule peut être facilement éliminée grâce à un système de filtration à sac ou à cartouche peu coûteux. Filtra Systems est une entreprise spécialisée dans les systèmes de filtration industrielle, notamment la filtration des liquides de refroidissement pour les machines CNC.
Tim Urano, responsable qualité chez Wolfram Manufacturing, a déclaré que les coûts de filtration supplémentaires associés à l'utilisation d'outils abrasifs sont si minimes qu'ils « ne valent vraiment pas la peine d'être pris en compte, car le système de filtration lui-même est censé éliminer les particules du liquide de refroidissement générées pendant le processus d'usinage ».
Depuis huit ans, Wolfram Manufacturing intègre Flex-Hone à toutes ses machines CNC pour l'ébavurage transversal et la finition de surface. Flex-Hone, développé par Brush Research Manufacturing (BRM) à Los Angeles, est composé de minuscules billes abrasives fixées de manière permanente à des filaments flexibles, ce qui en fait un outil flexible et économique pour la préparation de surfaces complexes, l'ébavurage et le lissage des bords.
Il est essentiel d'éliminer les bavures et les arêtes vives des perçages transversaux et autres zones difficiles d'accès telles que les contre-dépouilles, les fentes, les évidements ou les alésages internes. Une élimination incomplète des bavures peut entraîner des obstructions ou des turbulences dans les passages critiques de fluides, de lubrifiants et de gaz.
« Pour une pièce, nous pouvons utiliser deux ou trois tailles différentes de Flex-Hones en fonction du nombre d'intersections de ports et de la taille des trous », explique Urano.
Flex-Hones a été ajouté à la table tournante d'outillage et est utilisé quotidiennement, souvent plusieurs fois par heure, sur certaines des pièces les plus courantes de l'atelier.
« La quantité d’abrasif qui se détache de Flex-Hone est négligeable par rapport aux autres particules qui se retrouvent dans le liquide de refroidissement », explique Urano.
Même les outils de coupe comme les forets en carbure et les fraises génèrent des copeaux qui doivent être filtrés hors du liquide de refroidissement, explique Eric Sun, fondateur d'Orange Vise dans le comté d'Orange, en Californie.
« Certains ateliers d'usinage affirment : "Je n'utilise pas d'abrasifs dans mon processus, donc mes machines sont totalement exemptes de particules." Mais c'est faux. Même les outils de coupe s'usent, et le carbure peut s'écailler et se retrouver dans le liquide de refroidissement », a déclaré M. Sun.
Bien qu'Orange Vise soit un fabricant sous contrat, l'entreprise fabrique principalement des étaux et des pièces à changement rapide pour les machines CNC, notamment en aluminium, en acier et en fonte. L'entreprise exploite quatre centres d'usinage horizontaux à grande vitesse Mori Seiki NHX4000 et deux centres d'usinage verticaux.
Selon M. Sun, de nombreux étaux sont fabriqués en fonte avec une surface trempée sélectivement. Pour obtenir le même résultat qu'une surface trempée, Orange Vise a utilisé une brosse à disque abrasive NamPower de Brush Research.
Les brosses abrasives NamPower sont fabriquées à partir de fibres abrasives en nylon flexibles liées à un support thermoplastique renforcé de fibres. Elles constituent une combinaison unique d'abrasifs en céramique et en carbure de silicium. Ces fibres agissent comme des limes flexibles, épousant les contours de la pièce, nettoyant et limant les bords et les surfaces, garantissant une élimination maximale des bavures et un fini de surface lisse. Elles sont également couramment utilisées pour le lissage des bords, le nettoyage des pièces et l'élimination de la rouille.
Pour réaliser les opérations de finition de surface, le système de chargement des outils de chaque machine-outil CNC est équipé de brosses abrasives en nylon. Bien qu'elle utilise également des grains abrasifs, la brosse NamPower, selon le professeur Sun, est « un type d'abrasif différent » car elle est essentiellement « auto-affûtante ». Sa structure linéaire maintient les nouvelles particules abrasives acérées en contact permanent avec la surface de travail et s'use progressivement, révélant de nouvelles particules coupantes.
« Nous utilisons quotidiennement les brosses abrasives en nylon NamPower depuis six ans. Depuis, nous n'avons jamais eu de problème de particules ou de sable sur les surfaces critiques », a ajouté M. Sun. « D'après notre expérience, même de petites quantités de sable ne posent aucun problème. »
Substances utilisées pour le meulage, le rodage, le rodage, la superfinition et le polissage. Exemples : grenat, carborundum, corindon, carbure de silicium, nitrure de bore cubique et diamant, sous différentes granulométries.
Une substance qui a des propriétés métalliques et qui est composée de deux ou plusieurs éléments chimiques, dont au moins un est un métal.
Portion de matériau filiforme qui se forme sur le bord d'une pièce lors de l'usinage. Elle est généralement tranchante. Elle peut être éliminée à l'aide de limes manuelles, de meules ou de bandes abrasives, de meules métalliques, de brosses abrasives, de jet d'eau ou d'autres méthodes.
Les goupilles coniques servent à soutenir une ou les deux extrémités d'une pièce pendant l'usinage. La pointe est insérée dans un trou percé à l'extrémité de la pièce. Une pointe tournant avec la pièce est appelée « pointe tournante » et une pointe fixe est appelée « pointe fixe ».
Contrôleur à microprocesseur spécialement conçu pour être utilisé avec des machines-outils afin de créer ou de modifier des pièces. Le système CNC programmé active le système d'asservissement et l'entraînement de la broche de la machine, et contrôle diverses opérations d'usinage. Voir DNC (commande numérique directe) ; CNC (commande numérique par ordinateur).
Fluide réduisant l'échauffement à l'interface outil/pièce pendant l'usinage. Généralement sous forme liquide, par exemple sous forme de mélanges solubles ou chimiques (semi-synthétiques, synthétiques), il peut également s'agir d'air comprimé ou d'autres gaz. L'eau, capable d'absorber de grandes quantités de chaleur, est largement utilisée comme fluide de refroidissement et pour divers fluides de travail des métaux. Le rapport eau/fluide de travail des métaux varie selon la tâche d'usinage. Voir fluide de coupe ; fluide de coupe semi-synthétique ; fluide de coupe soluble dans l'huile ; fluide de coupe synthétique.
Utilisation manuelle d'un outil doté de nombreuses petites dents pour arrondir les angles vifs et les saillies, et pour éliminer les bavures et les entailles. Bien que le limage soit généralement effectué à la main, il peut être utilisé comme étape intermédiaire lors de l'usinage de petites séries ou de pièces uniques à l'aide d'une lime électrique ou d'une scie à ruban à contour équipée d'un accessoire de lime spécial.
Opérations d'usinage dans lesquelles de la matière est enlevée d'une pièce au moyen de meules, de pierres, de bandes abrasives, de pâtes abrasives, de disques abrasifs, d'abrasifs, de boues, etc. L'usinage prend de nombreuses formes : rectification de surface (création de surfaces planes et/ou carrées) ; rectification cylindrique (de cylindres et de cônes externes, de congés, d'évidements, etc.) ; rectification sans centre ; chanfreinage ; rectification de filetage et de forme ; affûtage d'outils ; rectification aléatoire ; rodage et polissage (rectification avec un grain très fin pour créer une surface ultra-lisse) ; rodage ; et rectification à disque.
Machines CNC permettant de réaliser des opérations de perçage, d'alésage, de taraudage, de fraisage et d'alésage. Elles sont généralement équipées d'un changeur d'outils automatique. Voir changeur d'outils automatique.
Les dimensions de la pièce peuvent présenter des écarts minimaux et maximaux par rapport aux normes établies, tout en restant acceptables.
La pièce est serrée dans un mandrin, monté sur un plateau ou fixé entre pointes. Lors de sa rotation, un outil (généralement un outil monopointe) avance le long de sa périphérie, de son extrémité ou de sa surface. Les types d'usinage comprennent : le tournage rectiligne (usinage sur le pourtour de la pièce) ; le tournage conique (façonnage d'un cône) ; le tournage étagé (usinage de pièces de diamètres différents sur la même pièce) ; le chanfreinage (chanfreinage d'un bord ou d'un épaulement) ; le surfaçage (ébarbage à l'extrémité) ; le filetage (généralement externe, mais parfois interne) ; l'ébauche (enlèvement de matière important) ; et la finition (coupes finales légères). Cet usinage peut être réalisé sur des tours, des centres de tournage, des tours à mandrin, des tours automatiques et des machines similaires.
Date de publication : 26 mai 2025