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MEtJZE DE RECTIFICATION AVEC ARROSAGE INCORPORE
DESCRIPTION
Domaine de l'invention
L'invention concerne les meules de
rectification utilisées en fin d'usinage de pièces
généralement métalliques, dans le but d'obtenir des
10 pièces aux cotes et dimensions très précises. Elle
concerne, en particulier, la rectification à grande
vitesse et plus spécialement au moyen de meules au
nitrure de bore cubique, dénommées « meules CBN ».
Domaine de l'invention et problème posé
Les meules abrasives sont utilisées dans la
rectification pour effectuer les dernières passes de
finition, dans le but de mettre les surfaces à usiner à
20 une cote très précise et avec un état de surface de
qualité optimale. La surface d' usinage de la meule est
constituée d'une multitude de grains abrasifs collés et
agglomérés par un liant . La surface d' usinage est mise
en rotation et les grains usinent petit à petit la
25 surface. Les mouvements de la meule et la forme~de la
surface déterminent la forme et la qualité de la
surface usinée finale.
On connaît un type spécifique de meules,
appelées communément meules CBN, qui sont des meules où
30 le matériau abrasif est du nitrure de bore cubique,
c'est-à-dire un matériau « superabrasif », par
opposition aux abrasifs alumineux et aux carbures de
silicium plus classiques ou conventionnels. Compte tenu
du prix élevé de cet abrasif qu'est le niture de bore
35 cubique (de l'ordre de dix mille fois celui d'un
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abrasif classique), une meule utilisant ce type
d'abrasif ne contient pas de grains de ce type dans
toute sa masse, mais est généralement constituée de
deux parties qui sont une monture ou un support central
autour duquel est placée une couche abrasive, appelée
communément « bandeau ». Ce bandeau est la partie
active de la meule et n'est généralement pas perméable,
c'est-à-dire qu'il n'y a pas de pores dans cette
partie. On ajoute que la monture peut être en alliage
léger (AG5) ou en un mélange de poudres d' aluminium et
de résine, appelé communément « résaloy », en alliage
dense, par exemple bronze ou acier, ou en matière
vitrifiée.
On précise que les meules au nitrure de
bore cubique sont utilisées pour des travaux de
rectification de pièces en acier ou en alliage dont la
dureté superficielle est largement au-dessus de la
moyenne et dans des opérations d'affûtage d'outils en
acier rapide fortement allié, ou en acier surcarburé.
De plus, les meules de ce type sont utilisées avec des
vitesses de rotation très élevées, de l'ordre de 15000
à 30000 tours/minutes.
Or, dans la plupart des opérations de
rectification, i1 est nécessaire d'arroser abondamment
l'usinage. Ceci permet d'évacuer la chaleur produite
par le travail de meulage pour préserver partiellement
la meule et la pièce des dégradations liées à une trop
forte élévation de température, de nettoyer la surface
de la meule, pour retarder le phénomène d'encrassement
en entraînant les copeaux produits loin de la zone de
travail, sert éventuellement d'agent anti-rouille et
sert de lubrifiant en modifiant le Coefficient de
frottement entre la meule et la pièce.
Pour éviter l'emploi de tuyaux ou de buses
débouchant aux alentours du point d'usinage de la
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meule, de préférence entre la meule et la surface à
usiner et du matériel supplémentaire pour fixer le
tuyau ou la buse d' arrosage sur la machine, on utilise
des meules avec arrosage incorporé.
Le document de brevet allemand DE-A-
38 04781 décrit, par sa figure 3, une meule au nitrure
de bore cubique, dont le profil abrasif est effilé,
équipée d'un circuit d'arosage de la surface abrasive
de la meule aboutissant par plusieurs canaux sur cette
surface. On y trouve la présence de nervures externes
pratiquées dans le dépôt abrasif, inclinées, de même
que des perçages d'alimentation débouchant à la surface
du dépôt de façon inclinée. Le circuit comporte des
perçages radiaux qui alimentent la surface abrasive en
liquide de refroidissement. Toutefois, la réalisation
de ces perçages est problèmatique, car elle nécessite
un usinage délicat. De plus, l'homogénéité de la
répartition du liquide sur toute la largeur de la
surface abrasive n'est pas assurée.
Le but de l'invention est de remédier à ces
inconvénients.
Résumé de l'invention
A cet effet, l'objet principal de
l'invention est une meule de rectification constituée .
- d'un corps en forme de disque définissant un axe
central ;
- un dépôt abrasif collé à la surface périphérique du
corps (1) ;
- un circuit d'alimentation en fluide d'arrosage
interne au corps et débouchant dans le dépôt abrasif
au moyen de plusieurs perçages de répartition
débouchant chacun dans une chambre latérale annulaire
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et dans le dépôt abrasif pour lubrifier la zone de
coupe et refroidir la meule,
caractérisée en ce que le circuit d'alimentation en
fluide d'arrosage comprend .
- deux chambres latérales annulaires ;
- au moins deux perçages centraux à partir du centre de
la meule débouchant chacun dans une chambre latérale
annulaire ;
plusieurs perçages de répartition à partir de chacune
des chambres latérales annulaires et débouchant dans
le dépôt abrasif ; et
- deux couvercles étanches recouvrant les chambres
latérales annulaires.
De préférence, les perçages de répartition
débouchent, par exemple de manière inclinée, chacun
dans une nervure externe pratiquée dans le dépôt
abrasif.
Dans ce cas, les nervures sont de
préférence inclinées par rapport à l'axe central de la
meule, l'inclinaison des nervures étant de préférence
alternée.
On peut envisager que plusieurs perçages de
répartition débouchent dans une même nervure externe.
Liste des figures
L'invention et ses différentes
caractéristiques techniques seront mieux comprises à la
lecture de la description suivante, accompagnée de deux
figures représentant respectivement .
- figure l, en vue frontale partiellement
coupée, la meule selon l'invention ; et
- figure 2, en demi-vue latérale, la meule
selon l'invention.
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Description détaillée d'une réalisation de
l'invention
5 La figure 1 montre tous les éléments de la
meule selon l'invention, c'est-à-dire principalement le
corps 1 qui constitue la plus grande partie de la meule
et le dépôt abrasif 10 placé à la périphérie de
celui-ci. La surface périphérique 7 du corps 1 et le
10 dépôt abrasif 10 sont représentés avec une forme
cylindrique. Ceci n'étant qu'une des nombreuses formes
que peuvent prendre ces deux éléments, en fonction de
la surface de la pièce à usiner.
Le corps 1 possède un évidement central 5
15 par lequel il est fixé sur un arbre moteur
d'entraînement. I1 possède également une cavité
centrale 8 par laquelle le fluide d'arrosage, en
l'occurrence de l'eau mélangée à de l'huile, arrive.
Une première solution consiste à faire arriver ce
20 fluide d'arrosage par l'évidement central 5,
c'est-à-dire par l'arbre moteur. Une autre solution
consiste à faire arriver le fluide latéralement par une
canalisation latérale 6 représentée en traits
interrompus.
25 Le corps 1 possède deux chambres latérales
annulaires 2 de faible profondeur et reliées par des
perçages centraux 4 à l'évidement central 5. Ces deux
chambres latérales 2, facilement réalisables par
tournage, sont fermées chacune par un couvercle étanche
30 9 fixé sur le corps 1 sans problème d'ajustement
concentrique. Ainsi, le fluide d'arrosage arrivant par
l'évidement central 5 dans 1e corps 1 peut pénétrer
dans les deux chambres latérales annulaires 2.
Des perçages de répartition 3 sont prévus
35 dans le corps 1. Ils débouchent à la fois sur
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s
l'extérieur des chambres latérales annulaires 2 et sur
la surface périphérique 7 du corps 1, c'est-à-dire dans
l'abrasif 10. Sur cet exemple de réalisation 4, les
perçages de répartition 3 ont, en haut de cette figure
1, été représentés débouchant dans le même plan de
coupe pour montrer que plusieurs perçages de
répartition peuvent aboutir sur la même génératrice de
la surface périphérique 7 du corps 1. Ceci est une
possibilité, mais ne correspond pas avec la réalisation
évoquée dans le bas de cette figure 1 (non coupée).
En référence à la figure 2, on constate que
l'abrasif 10 peut posséder des rainures externes 11
placées en regard des perçages de répartition 3. Ceci
permet que le fluide d'arrosage puisse sortir de la
meule, l'abrasif 10 n'étant pas poreux. Ainsi, le
fluide d'arrosage peut atteindre toute la surface
externe 12 de l'abrasif, c'est-à-dire la surface de
coupe de la meule, pour assurer ses fonctions
d'arrosage et de lubrification. Sur cette même figure
2, on constate que ces perçages de répartition 3 sont
légèrement inclinés pour que le fluide sorte dans la
direction opposée au sens de rotation représenté par la
flèche.
En revenant à la figure l, on constate que
les rainures externes 11 sont inclinées par rapport à
l'axe de rotation A de la meule. Ceci permet de mieux
répartir le fluide d'arrosage sur toute la largeur de
la meule. Les rainures externes 11 sont inclinées en
alternance pour que cette répartition du fluide soit la
plus uniforme possible. Sur la figure 2, a été
représentée une bride de fixation 14 pour symboliser
les moyens de fixation de la meule sur l'arbre moteur.
Dans la partie inférieure de cette figure
2, la meule a été coupée pour montrer que les perçages
de répartition 3 peuvent déboucher dans les rainures
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externes 11, de façon inclinée par rapport au rayon de
la meule, c'est-à-dire pas perpendiculairement à la
surface périphérique 7 du corps 1.
Avantages de-l'invention
La meule selon la présente invention
permet, bien entendu, de supprimer les buses d'arrosage
et de lubrification et les problèmes d'accessibilité
dans la zone de coupe et également les problèmes de
positionnement. La distribution du fluide d'arrosage
par la meule permet de supprimer l'éventualité des
chocs thermiques liés à la répartition délicate de ce
fluide d'arrosage avec un système de buse, limitant
ainsi les risques de surchauffes locales de la meule.
On évite également la consommation de puissance
supplémentaire sur la broche d'entraînement due aux
impacts du fluide d'arrosage sur la meule.
L'avantage principal réside dans la
facilité de réalisation du circuit de distribution du
liquide de refroidissement, ne nécessitant pas
d'usinages précis ou délicat à réaliser tel que le
perçage de très profondes canalisations de faibles
diamètres.
De plus, la double arrivée du liquide de
refroidissement de chaque côté de la meule assure un
arrosage qui est réparti de manière homogène et qui
apporte une qualité d'usinage optimale et constante.
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