ABRASION USINAGE PAR

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L'usinage par abrasion est un usinage par enlèvement de matériau sous forme de copeaux minuscules arrachés par les arêtes vives d'un grand nombre de grains abrasifs. L'usinage par abrasion est une technique très ancienne, qui a précédé l'usinage par outils de coupe. Bien que le travail par abrasion conduise en général à des débits de matière plus faibles que l'usinage par outil de coupe, cette technique s'impose dans plusieurs cas et, en particulier, pour l'usinage des matériaux durs tels que les aciers traités, les céramiques, les verres ; pour l'affûtage des outils ; pour le travail de finition, en vue de réaliser une bonne qualité de surface et une bonne précision géométrique et dimensionnelle ; pour le travail d'ébauche, dans certains cas particuliers : ébarbage des lingots et pièces de fonderie.

Les abrasifs peuvent être utilisés libres, en suspension dans un fluide — liquide ou gaz —, incrustés dans un support, ou encore agglomérés dans un liant sous forme de meules ou de pierres. Les procédés d'usinage par abrasion diffèrent par le mode d'application de l'abrasif et le mouvement relatif pièce-abrasif. Les procédés les plus courants sont la rectification, le pierrage, la superfinition, le rodage et le polissage.

L'usinage par rectification utilise une meule, c'est-à-dire un solide de révolution constitué par des grains abrasifs agglomérés par un liant. La meule est animée d'un mouvement de rotation rapide, et le mouvement relatif pièce-meule permet d'engendrer des surfaces planes ou des surfaces de révolution.

Le pierrage est une opération de finition pratiquée sur des alésages. Elle utilise comme outil une tête de pierrage portant des pierres abrasives en forme de barrettes. Ces pierres, maintenues parallèles à l'axe de l'alésage, sont appliquées radialement sur la surface de celui-ci, la tête étant animée d'un mouvement continu de rotation, combiné avec un mouvement alternatif de translation. Cette méthode assure un fini de surface de qualité élevée et une bonne précision géométrique de l'alésage. De plus, c'est une opération de finition assez rapide.

La superfinition emploie des pierres abrasives à grain fin comme dans le pierrage, mais sans pression et à faible vitesse. En général, on imprime à la pièce un mouvement de rotation, alors que la (ou les) pierre(s) se déplace(nt) selon un mouvement longitudinal oscillant. Ce procédé permet d'améliorer les qualités d'une surface préalablement rectifiée en renforçant la résistance à l'usure et en éliminant les stries.

Le rodage est un travail de finition fine. L'outil est constitué par la combinaison d'un support, le rodoir, et d'un abrasif en poudre fine incrusté dans le rodoir ou en suspension dans un fluide plus ou moins visqueux. Les rodoirs sont faits d'un matériau plus tendre que la pièce à usiner (fonte, acier, cuivre...), et leur forme dépend de la surface à roder : disques plans pour les surfaces planes, bagues pour les arbres, cylindres pour les alésages. Le rodage permet d'obtenir un fini de surface très poussé combiné avec une précision dimensionnelle élevée et à la possibilité de corriger les petites erreurs de forme. Lorsque la complémentarité parfaite de deux surfaces est recherchée en vue d'une bonne étanchéité ou d'un glissement précis, on utilise le rodage réciproque : l'une des pièces est utilisée comme rodoir pour l'autre, avec interposition de matière abrasive entre les deux surfaces à roder.

Le polissage permet d'obtenir un fini d'une très grande qualité (poli optique), mais sans grande précision géométrique et dimensionnelle. L'outil de polissage épouse la forme des surfaces à polir et il est garni superficiellement d'abrasif dont la finesse du grain conditionne celle du fini réalisé. On peut utiliser deux méthodes suivant la forme du support : le polissage au disque abrasif et le polissage par bande abrasive. Les disques abrasifs sont constitués d'un matériau souple (feutre ou tissu) qui se raidit sous l'action de la force centrifuge. L'abrasif qui les recouvre est collé et retenu par un adhésif. Les bandes abrasives, en toile ou en papier, sont tendues entre deux ou plusieurs galets, dont l'un est moteur. Ces bandes peuvent être employées pour le dégrossissage (ébavurage des pièces de fonderie ou de forge) ou pour la finition afin d'obtenir un bon état de surface.

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Jean-Marie NOPPE, « ABRASION USINAGE PAR », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 08 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/usinage-par-abrasion/