Lettre d'information "The Sharp-E" Septembre 2011

Jeffrey A. Badger, Ph.D.
The Grinding Doc Consulting
Austin, Texas USA
www.TheGrindingDoc.com
JB@TheGrindingDoc.com
 

Comment trouver “la plage idéale” de travail de votre meule?

A toute opération d’affûtage correspond une “plage idéale”. Lorsque vous vous trouvez dans cette zone, la vitesse et l’avance sont à leur niveau optimal, la meule coupe avec efficacité, elle donne une bonne finition, elle ne s’use pas trop vite et, globalement assure un bon affûtage.Lorsque vous n’êtes pas dans cette zone, toutes sortes de problèmes peuvent survenir: brûlures, vibrations, usure rapide de la meule...Il est donc extrêmement important de trouver cette zone idéale pour un garantir un bon affûtage à basse température.

En taillage les opérateurs savent généralement très bien comment trouver cette zone idéale. Avec le temps, ils ont appris à ajuster la vitesse de coupe et l’avance et à trouver un ensemble de paramètres adaptés au type de meule, à la pièce, au lubrifiant et à la machine.

Mais que se passe-t-il si une nouvelle tâche est donnée à l’opérateur? Supposons que cet opérateur soit habitué à tailler des fraises carbure de 6 mm de diamètre et qu’on lui donne un jour à tailler des fraises de 25 mm de diamètre? Comment va-t-il procéder? Très souvent par une série d'ajustements des paramètres.

Existe-t-il une meilleure méthode que cette approche par tâtonnements? La réponse est un OUI catégorique! Au lieu de penser en termes de vitesse de coupe et d’avance, pensez en termes d’agressivité. Pour fabriquer ses fraises de 6mm, l’opérateur avait trouvé une agressivité qui convenait parfaitement à cette combinaison particulière de meule, de pièce, de lubrifiant et de machine. Il faut maintenant qu’il retrouve la même agressivité pour sa nouvelle fabrication.

Qu’est-ce que l’agressivité?

L’aggressivité c’est simplement une expression de la vigueur avec laquelle le grain de la meule est appliqué à la pièce. Comme le montre le diagramme ci-dessous, cela correspond plus ou moins à la profondeur de pénétration ou à l’épaisseur du copeau. Si l’agressivité est trop grande, les grains pénètrent trop profondément dans le matériau, les forces qui s’exercent sur les grains sont trop fortes et les grains sont arrachés prématurément du liant. Si l’agressivité est trop faible, le grain gratte à peine la surface, il y a beaucoup de frottements et de dégagements de chaleur et les forces qui s’exercent ne sont pas suffisantes pour maintenir le tranchant du grain qui finit par s’émousser. C’est entre ces deux extrêmes que l’on trouve l’agressivité optimale - ou la plage idéale.

 

 

L’indice d’agressivité est basé sur la profondeur de pénétration de chaque grain dans la pièce

 

Comment calculer l'agressivité?

L’indice d’agressivité se calcule avec la formule suivante:

Nous voyons ici qu’une vitesse de pièces, ou une avance, plus élevée donne une plus grande agressivité, comme par ailleurs une plus grande profondeur de taille. Une vitesse de meule plus élevée réduit par contre l’agressivité du fait que les grains de la meule ne pénètrent pas aussi profondément; de même, un diamètre de meule plus important réduit l’agressivité.

Le bon indice

Qu’est-ce qu’un bon indice d’agressivité? Cela va dépendre de la meule et du type de matériau à affûter. Chaque combinaison meule/pièce possède une étroite fourchette d’indices d’agressivité dans laquelle se trouve la zone idéale. Si votre opérateur a travaillé sur cette fabrication depuis un certain temps, il est probable qu’il a trouvé par tâtonnements un bon indice d’agressivité pour cette opération. Une fois qu’il l’a trouvé, n’en changez pas.

L’histoire des aveugles et de l’éléphant

Je me suis rendu, il y a peu de temps, dans une entreprise qui fabrique des fraises carbure en utilisant des meules diamant à liant résine. Deux opérateurs, Joe et Hank, étaient employés pour ce travail: ils faisaient un travail similaire sur la même machine avec le même type de meules. Joe était convaincu que ses paramètres étaient les plus adaptés à ce type de travail. Hank ne partageait pas cet avis: c’étaient ses paramètres à lui qui étaient corrects.

En cherchant sur Internet, j’ai trouvé la brochure du fabricant de meules contenant l’étude de cas pour ce type de meule. Voici dans le tableau ci-dessous les paramètres de la brochure avec ceux de Joe et de Hank:

 

	Profondeur de coupe (mm)	Avance (mm/min)	Vitesse de meule (m/s)	Diamètre de meule (mm)	Taux de débit de copeaux (mm3/mm/s)	Indice d’agressivité
Paramètres de Joe pour les fraises carbure de petit diamètre	2.5	150	18.5	150	6.3	17.4
Paramètres de Hank pour les fraises carbure de diamètre moyen	2.9	115	16.5	120	5.6	18.1
Brochure du fabricant concernant la meule utilisée - Étude de cas: affûtage d’une fraise carbure de diamètre moyen	2	300	33	150	10.0	17.5

Paramètres d’affûtage, taillage à la meule diamant d’une pièce en carbure de tungstène

 
Si l’on observe les paramètres, on s’aperçoit que Joe fait tourner sa meule à 18,5 m/s tandis que Hank fait tourner la sienne à 16,5 m/s. J’ai demandé à Joe ce qu’il pensait des paramètres de Hank et il m’a répondu: “Ça ne vaut rien. Hank ne sait pas ce qu’il fait. Si je tournais à 16,5 m/s, j’abîmerais vite ma meule et j’aurais des éclats au point de sortie.”

J’ai ensuite demandé son avis à Hank. Hank m’a répondu, “Joe est complètement dingue. Si je tournais à 18,5 m/s, je me retrouverais avec une meule vitrifiée et des fêlures dans ma pièce.”

Je leur ai ensuite demandé ce qu’ils pensaient des paramètres de l’étude de cas fournis par le fabricant. “Ridicule!” ont-ils dit tous les deux. “33 m/s? Ça n’a pas de sens.” Ils étaient au moins d’accord sur quelque chose.

Jetons maintenant un oeil sur les indices d’agressivité. Nous observons qu’ils ont respectivement pour valeur: 17,4, 18,1, et 17,5. Ce sont des chiffres très proches les uns des autres en dépît de vitesses de meules très différentes. Et pour quelle raison? Pour cette meule particulière, l’indice d’agressivité optimal se situe entre 17,5 et 18. Cet indice peut être obtenu - et il l’est - de nombreuses façons. Chaque opérateur, y compris celui qui travaille chez le fabricant de meules, est parvenu après une série d’ajustements à un indice d’agressivité pratiquement identique.
 

Tirez-en partie

Donc, la prochaine fois que vous travaillez sur une machine, calculez l’indice d’agressivité. Et constituez-vous une banque de données d’indices d’agressivité donnant un bon résultat pour une opération donnée. Une fois que vous avez trouvé l’indice d’agressivité qui vous donne la zone idéale pour une meule particulière, prenez-en note. Supposez maintenant que vous avez une pièce plus petite à fabriquer avec une profondeur de coupe moins profonde. Aucun problème. Choisissez simplement la vitesse de meule et l’avance correspondant à votre indice d’agressivité. Cela vous ramènera très vite à la zone idéale de la meule en question.

J’ai avancé ce concept d’agressivité pour la première fois en 2001 et j’ai commencé à l’enseigner en 2007 à mon cours d’affûtage. Lorsque je rencontre des anciens stagiaires qui ont suivi le cours, ils me disent souvent la même chose: “Vous savez, la chose que j’ai apprise dans ce cours et que j’utilise tout le temps, c’est ce concept d’agressivité. À chaque fois que nous avons rencontré un problème, nous avons vérifié notre indice d’agressivité pour voir s’il concordait avec ce que nous utilisions d’habitude. Et à chaque fois qu’on a eu un problème c’est généralement que notre indice d’agressivité était soit trop fort, soit trop faible. Maintenant nous vérifions nos chiffres d’agressivité tout le temps et ça nous aide à garder le contrôle de nos opérations.”

Ne pensez donc plus en termes de vitesse et d’avance. Pensez en termes d’agressivité.

Présentation de l’auteur

M. Jeffrey Badger est un expert en affûtage et un consultant indépendant. Il donnera un cours de trois jours sur l’affûtage du 19 au 21 octobre prochain à Colombus, dans l’Ohio, aux États-Unis, dans les locaux de Diamond Innovations. Il sera également présent à l’EMO 2011. Rendez-vous sur le site www.TheGrindingDoc.com pour obtenir des détails sur le cours ou pour prendre un rendez-vous à l’EMO.

12 septembre 2011