Rectification

Une meule rapide faite de grains durs rabote la surface

La rectification enlève du métal avec une meule tournant très vite, faite d'innombrables minuscules grains très durs, chacun agissant comme un outil de coupe miniature. Elle donne leur cote finale et leur finition lisse aux arbres en acier trempé, aux bagues de roulements et aux forets. Quand une pièce doit être précise à quelques micromètres (millièmes de millimètre) près, elle est généralement rectifiée.

Photo : CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons

rectification plane · vue de côté et gros plan des grains de coupeLes numéros cerclés correspondent aux étapes ci-dessous. La figure montre une rectification plane ; les rectifieuses cylindriques font tourner un arbre contre la meule, et les rectifieuses sans centre le font rouler entre deux meules.

Comment ça marche

Dresser la meule. Un outil à pointe de diamant effleure la meule en rotation pour qu'elle tourne parfaitement rond et que ses grains soient tranchants et à nu.
La faire tourner vite. La meule tourne à des milliers de tours par minute ; sa périphérie se déplace à environ 30 m/s (à peu près 100 km/h).
Les grains découpent de minuscules copeaux. Chaque grain qui touche la pièce enlève un copeau bien plus fin qu'un cheveu. Les copeaux deviennent si chauds qu'ils rougeoient : ce sont les étincelles.
Arroser de liquide de coupe. Un jet de liquide de coupe à base d'eau ou d'huile refroidit la pièce, évacue les copeaux et empêche la meule de s'encrasser. Sans lui, la surface peut brûler (surchauffer, se ramollir ou se fissurer).
Avancer par minuscules pas. La table fait glisser la pièce d'avant en arrière sous la meule, qui est descendue légèrement après chaque passe. Les passes finales sans descente supplémentaire, appelées étincelage, se terminent quand les étincelles s'éteignent.

Chiffres clés

Matériaux: Aciers trempés, aciers à outils, fonte, carbure, céramiques, verre ; les métaux mous comme l'aluminium ont tendance à encrasser la meule
Pièces typiques: Bagues et rouleaux de roulements, arbres, cales étalons, arêtes d'outils de coupe, glissières planes de machines
Taille de pièce: De rouleaux à aiguilles de quelques millimètres de large à des cylindres et des bâtis de machines de plusieurs mètres de long
Précision: Typiquement quelques micromètres (environ ±0,005 mm) ; le travail de précision atteint environ 1 µm sur les diamètres
État de surface: Lisse, de satiné à brillant ; typiquement Ra 0,2–0,8 µm (Ra est la hauteur moyenne des aspérités de surface)
Taille de série adaptée: Toutes : une pièce dans un atelier d'outillage à des millions sur des lignes sans centre
Coût d'outillage et de machine: Meules (oxyde d'aluminium, carbure de silicium, ou CBN et diamant coûteux) de dizaines à milliers de dollars ; rectifieuses de précision de dizaines de milliers à plus d'un million
Vitesse: Lent par volume de métal enlevé, souvent des minutes par pièce ; les rectifieuses sans centre à passage font de nombreuses petites broches par minute

Atouts et limites

Atouts

Coupe l'acier trempé et d'autres matériaux trop durs pour les outils de coupe ordinaires
Tolérances très serrées (quelques µm) et surfaces lisses
De nombreux types de machines : faces planes, arbres, alésages, profils
Convient aussi bien aux pièces uniques qu'à la production de masse entièrement automatisée

Limites

Enlève le métal lentement, donc elle est réservée aux derniers dixièmes de millimètre
Trop de chaleur peut brûler ou fissurer la surface si le liquide de coupe ou la meule sont mal choisis
La meule s'use et doit être dressée régulièrement
Les rectifieuses de précision sont chères, et la boue de rectification est salissante à manipuler

Où on l'utilise

AutomobilePortées de vilebrequins et d'arbres à cames, queues de soupapes, arbres de transmission
RoulementsBagues intérieures et extérieures, billes et rouleaux
OutillageForets, fraises et poinçons affûtés sur des affûteuses
AéronautiquePieds d'aubes de turbines, pièces de trains d'atterrissage
Construction de machinesGlissières planes, cales étalons, broches de précision

Comment le reconnaître

De très fines rayures droites et parallèles qui vont toutes dans le même sens, ou autour d'un arbre.
Une surface lisse de satinée à brillante qui paraît vitreuse sous l'ongle.
Les pièces plates rectifiées en rotation montrent des arcs de tourbillon qui se chevauchent au lieu de lignes droites.
Des taches bleues ou brunes sur une surface rectifiée sont des brûlures de rectification (surchauffe locale).

À comparer avec

Tournage et fraisage5.1enlèvent le métal bien plus vite avec quelques grandes arêtes de coupe, généralement avant la trempe ; la rectification finit ensuite la pièce trempée.Rodage5.8coupe aussi avec des grains abrasifs, mais frotte lentement à l'intérieur d'un alésage pour en perfectionner la circularité et laisser un croisillon.Superfinition et polissage5.9n'enlèvent qu'un micromètre environ pour rendre encore plus lisse une surface déjà rectifiée.

À regarder

THATLAZYMACHINIST · Une visite pour débutants d'une rectifieuse cylindrique : la meule, le dressage et la façon dont la pièce est tenue

Metal Cutting Corp · Comment fonctionne la rectification sans centre : meule de rectification, meule d'entraînement et couteau support

Okamoto Europe · Une rectifieuse plane CNC comme celle de la figure, au travail

Fritz Studer AG · Rectification cylindrique de précision, avec étincelles et gros plans

Voir de vraies photos

Wikipédia : Rectification (coupe abrasive) — types de rectification, meules et tolérances typiques, avec photos
Recherche de photos sur Wikimedia Commons

À retenir

La rectification coupe avec d'innombrables minuscules grains, donc elle peut façonner l'acier trempé et les céramiques.
Elle enlève peu de matière mais atteint une précision micrométrique et des finitions fines.
Le liquide de coupe et un dressage régulier gardent la meule tranchante et évitent que la pièce brûle.