Lettre d'information "The Sharp-E" Novembre 2013

 

Comment refroidir et lubrifier efficacement?

Conseils pour les buses 

Une simple buse d'arrosage a un effet beaucoup plus important sur la qualité d'affûtage que vous ne le pensez.

Dans cette rubrique, Dr John A Webster, examine le rôle joué par le refroidissement pour obtenir une qualité d'état de surface et une précision de l’ordre du micron :

Les buses sont utilisées pour apporter le réfrigérant dans la zone d'affûtage afin de baisser la température, maintenir la meule propre et "ouverte", évacuer les copeaux hors de la zone de coupe vers le système de filtration.

Les buses plastique modulaire fonctionnent bien à basse pression (2 bars) mais peuvent bouger à des pressions supérieures pourtant nécessaires pour un meilleure qualité d'affûtage. Elles sont faciles à diriger mais doivent être positionnées au plus près compte tenu du jet dispersé de la buse.

Les tubes en métal rigide (cuivre ou acier) sont difficiles à positionner et générent un apport en air dans le liquide d'arrosage à moins que l'extréminté ne soit parfaitement réalisée ou qu'un embout n'y soit attaché. Vissés, ajustés fréquemment, conduisent ces systèmes à des casses.

Les buses à jets focalisés sont très efficaces

Au cours des 20 dernières années, l’auteur a démontré que les buses focalisées (semblables au laser), sont bien plus efficaces que les buses en plastique modulaire ou les tuyaux rigides, surtout pour l’affûtage où la production de la chaleur se fait sur l'élément et pas dans le copeau. Avec des vitesses de meule de 6000 tr/min ou plus, l'enveloppe d'air qui se créé empêche tous réfrigérant en basse pression d'atteindre le point de contact de la meule. Les buses focalisées permettent une accélération du fluide à hauteur de la vitesse de la meule, permettant ainsi de passer le film d'air, de nettoyer la meule et d'évacuer le copeau.

 

Ce système de buses double est monté sur une affûteuse ANCA TX7. La buse ronde vise l'angle de la meule et la buse plate le diamètre de la meule. Les deux meules externes sont lubrifiées par les buses rondes pivotantes sur le collecteur à anneau.

 Les buses à jets laminés utilisées dans les industries médicales et aérospatiales

Un fabricant d’outil médicaux qui possède affûteuse ANCA TX7 a enregistré des résultats très satisfaisants après avoir installé des buses à jets laminés : cinq fois moins d'usure du rayon de meule, élimination de bavure et de brûlage les pièces inox, aucune buse endommagée vu la distance aux meules et une augmentation de productivité de 40%.

En affûtage on peut déterminer le besoin de débit en utilisant  5.7 à 7.6 l/min par unité de puissance broche (exemple 5 HP requiert de 26.5 à 37.9 litres/min localisés). Un fabricant de pales de turbine ne pouvait utiliser que cinq machines en même temps sur un total de 10 connectée à la centrale sans risquer des brulures de meulage.

Avant optimisation, chaque machine était pourvue de huit tuyaux ouverts de 10 mm de diamètre pour refroidir deux meules montées sur le même axe. Après avoir enlevé les buses initiales et les avoir remplacés par cinq buses à jets laminés de 4.5 mm de diamètre, la fréquence de dressage des meules à diminuer de moitié, l'état de surface a été amélioré, et la puissance de taillage réduite de 40%.Le débit total a été réduit de 66% ce qui en plus a permis de faire travailler les 10 machines en même temps.

Une image agrandie d’un bloc d'arrosage d'une TX7 équipé de buses de taillage adaptées à la meule.

Les avantages des buses à jets laminés

Un fabricant utilisant des buses à jets laminés constate les bénéfices suivants  : "il n'est pas nécessaire d'être aussi près du point de travail de la meule qu'avec un arrosage turbulent. Notre expérience démontre que la durée de vie de la meule , la fréquence de dressage et la qualité d'état de surface sont bien supérieurs lorsqu’on utilise des buses à jets laminés. La possibilité de diriger un jet précis à la position exacte permet une diminution du nombre de buses tout en améliorant la performance de la meule.

Une comparaison entre la buse jet laminé et une buse provoquant une turbulence (eau à 120psi)

Autres nécessité pour encourager l’utilisation de buses à jet laminés

Pour encourager les opérateurs à utiliser des buses à jet laminé il est important d’intégrer un haut degré d’ajustabilité dans la conception ainsi qu’une grande rigidité une fois positionnées. Ceci peut être accompli en fixant des buses à jointure pivotante qui sont bloquées après les avoir vissées. Des tubes ronds ou plats pré soudés peuvent être courbés tout près du bout du tube en utilisant un outil spécial et les fixer ensuite sur un collecteur amovible.

Ceci permet un ajustement axial et de rotation lorsqu’on positionne le jet, à l’opposé des raccords universels qui mordent le tube de façon permanente. En utilisant une combinaison de buses plates et rondes, même une meule complexe peut être entièrement couverte par le refroidissement tout en ayant recours aux différents degrés de flexibilité cités ci-dessus.
 

es buses rondes et plates instantanées peuvent être attachées au tube en cuivre.
Elles sont idéales pour des machines type MX ou TX

Des avantages supplémentaires :

·         Durée de vie améliorée, utilisation possible de meule plus dure, sans risque de dommage thermique

·         Meilleure intégrité de surface

·         Réduction du débit et de puissance de la pompe

·         Des buses rigides sans risque de collision et autorisant un travail sans surveillance

·         Puissance de broche plus constante car la meule ne se sature pas aussi vite.

L’auteur, Dr John Webster, a étudié les aspects théoriques et pratiques du procédé de meulage pendant 20 ans aux universités de Connecticut et au Royaume Uni. Après six années de mise en œuvre de ses stratégies de refroidissement à Saint-Gobain il a lancé les technologies Cool-Grind en 2004. Les articles techniques se rapportant aux applications de refroidissement peuvent être téléchargées de son site web www.cool-grind.com.

 

 

 

12 novembre 2013