Outils de dressage fixe, Partie 2 : Application et utilisation

Dans la première partie de ce Motion Blog, nous vous avons informé de l'importance du dressage de meule ainsi que des différents types et domaines d'application des outils de dressage fixe.

Dans cette deuxième partie du blog, découvrez les paramètres qui entrent en jeu dans le processus de dressage et comment les régler de manière optimale pour obtenir le meilleur résultat.

Nous souhaitons tout d'abord vous donner un aperçu des principaux paramètres qui exercent une influence sur le processus de dressage et qui sont pertinents dans la suite du blog :

a_d             Avance en profondeur du diamant par débordement (mm)
b_d         Largeur active de l’outil de dressage en diamant (mm)
n_s             Nombre de tours de la meule par minute (tr/min)
R_ts           Rugosité de la surface de la meule en µm
s_d         Avance de l'outil de dressage par rotation de la meule (mm/tour)
U_d        Taux de recouvrement (nombre)
v_c             Vitesse périphérique de la meule (m/s)
v_d         Vitesse d'avance de l'outil de dressage diamanté (mm/min.)

Objectif : Auto-affûtage 

Comme nous l'avons expliqué dans la première partie de ce Motion Blog, le processus de dressage poursuit généralement deux objectifs : 1. donner une forme géométrique à la meule, 2. influencer la rugosité de surface (R_ts).

En ce qui concerne la rugosité de surface, les paramètres de dressage doivent être réglés de manière que la meule s'adapte aux taux d'enlèvement de matière prédéfinis au début du cycle de rectification. Une fois qu'une certaine quantité de matériau (V'_w) a été enlevée, chaque meule s'ajuste à sa "propre" rugosité de surface, indépendamment de la rugosité initialement dressée. La figure 1 montre comment la meule s'ajuste à une rugosité de 6 microns, indépendamment de sa rugosité initiale dressée, à partir de différentes rugosités de surface allant d'environ 4 à 13 microns (µm), avec un taux d'enlèvement de matière constant de Q'_w 1 mm³/mm/sec. Il est fascinant de constater que ce phénomène se produit généralement à un V'_w d'environ 500 mm³ de matière enlevée par 1 mm de largeur de la meule.
(Source : thèse de doctorat de K. Weinert, 1976, Université technique de Braunschweig).

La figure 2 montre l'influence du volume de matière enlevé V'_w sur la rugosité de surface initiale R_ts de 6 micromètres pour différents volumes d'enlèvement de matière Q'_w et pour une avance transversale de dressage constante v_d par rotation de la meule s_d. La rugosité des meules s'adapte à différentes valeurs de rugosité R_ts (4 à 13 µm) pour différents taux d'enlèvement de matière (Q'_w 0,2 à 3). Dans les trois processus, le dressage a été effectué avec une avance de dressage constante v_d de 0,2 mm/tour de meule. Les conclusions suivantes peuvent être tirées :

• Les résultats montrent que la rugosité de dressage doit être initialement réglée de manière à correspondre à la puissance d'enlèvement, dans ce cas concret : 6 micromètres.
• Il apparaît également que les rugosités de surface fines deviennent plus rugueuses lorsque l'enlèvement de matière est important.
• Les deux diagrammes montrent également que l'inverse se produit lorsqu'une faible puissance d'enlèvement est appliquée : La rugosité de surface devient plus fine que celle initialement obtenue par dressage dans la meule.

Cette adaptation de la meule aux taux d'enlèvement de matière est appelée "auto-affûtage". Dans des conditions de processus parfaites, les meules ne devraient devoir être dressées qu'en raison d'une perte de forme ou de profil, et non parce que la meule s'encrasse ou s'émousse.

Influence des paramètres de dressage : vitesse d'approche et avance de dressage

Pour obtenir un excellent état de surface tout en conservant des taux d'enlèvement de matière élevés, il est primordial de travailler avec de petites passes a_d (profondeur de coupe), c'est-à-dire 0,002 à 0,03 mm par passe de dressage.

Pour augmenter la rugosité de surface de la meule, on augmente l'avance de dressage v_d et non la profondeur de l'avance de dressage a_d.

Une avance de dressage plus élevée v_d entraîne une rugosité de surface plus importante de la meule et donc une meule plus tranchante et plus agressive.

Une faible avance de dressage v_d permet d'obtenir une topographie plus fine de la meule et un meilleur état de surface sur la pièce, mais une puissance d'enlèvement plus faible lors de la rectification. Il convient également de noter que les meules dressées trop finement peuvent provoquer des brûlures de meulage.

Important : Toujours utiliser du liquide réfrigérant pendant le dressage afin d'éviter tout dommage thermique au diamant, voir figure 3. En outre, la meule ne doit jamais être dressée sans passe (avec a_d = 0 mm).

Largeur active b_d des outils de dressage

Ce paramètre de dressage indique la largeur active effective b_d d'un outil diamanté pour une profondeur de coupe donnée a_d. Pour les outils de dressage illustrés à la figure 4, la largeur effective b_d est indiquée ci-dessous : 

• Diamant à un grain : 0,5 à 1 mm
• Diamant multi-grains : 1,5 à 12 mm*.
• Plaquette de dressage : 0,7 à 1,0 (1,2) mm
• Plaquette de dressage MCD ou CVD : 0,4 à 1,2 mm

Attention : pour les outils de dressage diamantés multi-grains (2) avec une largeur active b_d supérieure à 3 mm, il ne faut utiliser que 35 % de la largeur effectivement mesurée, car la largeur totale de toutes les pointes de diamant en saillie représente environ 1/3 de la largeur mesurée de l'outil. En utilisant la largeur active mesurée, les meules risquent d'être dressées trop finement.

Pour les outils de dressage mono-grains à diamants naturels, la largeur active b_d dépend de l'usure due à une utilisation fréquente, comme le montre la figure 5. La largeur active b_d ne devrait jamais être supérieure à 1 mm. Lorsqu'une largeur active de 1 mm est atteinte, le diamant doit être déplacé dans le porte-outil s'il a plusieurs endroits utilisables pour le dressage. Dans le cas contraire, le diamant doit être remplacé.

Pour déterminer la largeur effective b_d d'un diamant mono-grain, voir figure 6, on peut utiliser une règle graduée et une loupe. Cette méthode fournit un bon point de repère pour le calcul de la vitesse d'avance correcte v_d.

Taux de recouvrement u_d

La figure 7 montre un taux de recouvrement u_d de 4. Le taux de recouvrement indique le nombre de fois où un point sur la circonférence de la meule est recouvert par la largeur effective b_d de l'outil de dressage pour un nombre donné de rotations de la meule. Plus cela se produit souvent, plus le taux de recouvrement est élevé et plus la surface de la meule est fine. Ainsi, un degré de recouvrement u_d de 4, comme illustré à la figure 7, signifie que l'outil de dressage s'est déplacé axialement sur la circonférence de la meule de sa largeur b_d en quatre tours de meule.

Valeurs indicatives :

Ébauche :                               2 - 3
Rectification normale :           3 - 4
Semi-finition :                        4 - 6
Finition :                                 6 - 8

Calcul du taux de recouvrement u_d et de la vitesse d'avance de dressage v_d

b_d = largeur active en mm
n_s = nombre de tours de meule par minute
u_d = taux de recouvrement (nombre)
v_d = Vitesse de l'avance du dressage en mm/min

Formule de calcul du taux de recouvrement u_d

u_d = Largeur effective du diamant b_d / Avance du dressage v_d par tour de meule = b_d / s_d= (b_d x n_s) / v_d

Si le degré de recouvrement u_d a été déterminé par calcul ou par d'autres critères de sélection, l'avance de dressage v_d de l'outil diamant peut être facilement calculée. Pour les outils de dressage avec des rayons définis, il faut utiliser la profondeur d'attaque de dressage a_d pour déterminer d'abord la largeur active b_d. Voir figure 8.

v_d= (n_s × b_d) / u_d

Calcul de l'avance de dressage v_d pour les outils avec un rayon défini

La formule de la figure 8 s'applique également aux outils de dressage à rayon défini.

Réglage de la profondeur de l’outil de dressage a_d

Comme indiqué précédemment, le réglage de la profondeur a_d par passe de dressage ne doit pas dépasser la plage de 0,002 à 0,03 mm pour tous les outils de dressage fix.

Avance de dressage v_d par rapport à l'avance en profondeur a_d

Est-il préférable d'augmenter l'avance de dressage v_d ou la profondeur d'avance a_d pour obtenir une meule plus agressive ? La figure 9 montre l'effet d'un doublement de l'avance v_d ou de la profondeur d'avance a_d sur la rugosité de surface R_ts de la meule. Le graphique montre que l'augmentation de l'avance de dressage v_d (augmentation exponentielle) a un effet plus important sur la rugosité de surface R_ts que l'augmentation de la profondeur de passe (augmentation linéaire) a_d.

Positionnement des outils de dressage par rapport à la ligne médiane de la meule

Tous les outils de dressage fix doivent avoir leur centre sur la ligne médiane de la meule, afin d'éviter toute distorsion éventuelle lors du dressage de profil CNC, comme le montrent les figures 10 et 11.

Directives d'utilisation pour les plaquettes de dressage 

Selon le profil de la meule, il est possible d'utiliser des plaquettes dans différentes positions angulaires (meule droite, meule déportée avec épaulements, meules pour plongées inclinées). Dans tous les cas, il convient toutefois de respecter la règle de base du positionnement centré par rapport à l'axe de la meule.

Si vous souhaitez en savoir plus sur le réglage des paramètres de dressage, n'hésitez pas à nous contacter. Nous nous ferons un plaisir de vous conseiller.