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Qu’est-ce que le procédé de superfinition des roulements ?

Le procédé de superfinition n'est pas seulement utilisé dans l'industrie des roulements, mais aussi dans celle des moteurs, et d'autres machines et instruments de précision ont également commencé à utiliser ce procédé.

Qu'est-ce que la superprécision des roulements ?

Le superfinissage des roulements est une méthode de lissage qui consiste en un mouvement d'avance permettant d'obtenir un micro-rectification.

Avant le superfinissage, la surface est généralement usinée et rectifiée avec précision. Plus précisément, il s'agit d'un procédé de lissage qui exerce une faible pression sur la pièce à l'aide d'un outil abrasif à grain fin (pierre à huile), dans des conditions de lubrification et de refroidissement optimales. Ce procédé consiste à effectuer un mouvement d'oscillation alternatif rapide et bref sur la pièce, qui tourne à une vitesse donnée dans le sens vertical de rotation à sec.

Quel est le rôle du superfinissage des roulements ?

Dans le processus de fabrication des roulements, la superfinition est l'étape finale du traitement de la bague du roulement. Elle joue un rôle important dans la réduction ou l'élimination de l'écart circulaire laissé par le traitement de rectification, la correction de l'erreur de forme de la gorge, l'amélioration de sa rugosité de surface, l'amélioration des propriétés physiques et mécaniques de la surface, la réduction des vibrations et du bruit du roulement et l'amélioration de la performance du roulement.

Elle peut se manifester sous les trois aspects suivants

1. Elle permet de réduire efficacement l'ondulation. Lors du superfinissage, afin de garantir que la pierre à huile agisse toujours sur la crête de l'ondulation et n'entre pas en contact avec le creux, l'arc de contact de la pierre à huile avec la pièce doit être supérieur ou égal à la longueur d'onde de l'ondulation à la surface de la pièce. Ainsi, la pression de contact sur la crête est plus importante et les pics convexes sont éliminés, réduisant ainsi l'ondulation.

2. Améliorer la qualité des gorges des chemins de roulement à billes. La superfinition permet d'améliorer efficacement la qualité des gorges d'environ 30 % des chemins de roulement.

3. Ce procédé peut générer des contraintes de compression à la surface de la pièce après rectification ultra-fine. Lors de la superfinition, une déformation plastique à froid est principalement induite, ce qui entraîne la formation de contraintes de compression résiduelles à la surface de la pièce.

4. Elle permet d'augmenter la surface de contact de la virole. Après superfinition, la surface d'appui de la virole peut passer de 15 à 40 % après rectification à 80 à 95 %.

Procédé de superfinition des roulements :

1. Découpe des roulements

Lorsque la surface de la meule entre en contact avec le sommet convexe de la surface rugueuse de la bague de roulement, la faible surface de contact et la force importante par unité de surface, sous l'effet d'une certaine pression, provoquent un frottement inverse de la meule contre la pièce à usiner. Ce frottement entraîne le détachement et la fragmentation d'une partie des particules abrasives présentes à la surface de la meule, révélant ainsi de nouveaux grains abrasifs et arêtes de coupe. Simultanément, les aspérités de la surface de la pièce à usiner sont rapidement usinées, et les crêtes et la couche de corrosion dues au meulage sont éliminées par un processus de coupe et de frottement inverse. Cette étape, appelée phase d'usinage, est celle durant laquelle la majeure partie du métal est enlevée.

2. Demi-coupe des roulements

Au fur et à mesure de l'usinage, la surface de la pièce à usiner (le palier) se lisse progressivement. Simultanément, la surface de contact entre la meule et la pièce augmente, la pression par unité de surface diminue, la profondeur de passe diminue et la capacité de coupe diminue également. Parallèlement, les pores de la meule se bouchent et celle-ci atteint un état de semi-usinage. Cette étape, appelée phase de demi-usinage, se caractérise par des marques d'usinage plus claires et un brillant plus foncé.

3. Étape finale

Cette étape peut être divisée en deux phases : la phase de transition par rectification et la phase de rectification proprement dite après l’arrêt de la coupe.

Phase de transition du broyage :

Le grain abrasif s'auto-affûte, son bord s'émousse, l'oxyde de copeaux commence à s'incruster dans les cavités de la pierre à huile, la poudre abrasive bloque les pores de la pierre à huile, de sorte que le grain abrasif ne peut couper que faiblement, accompagné d'extrusion et de meulage, puis la rugosité de surface de la pièce est rapidement réduite et la surface de la pierre à huile se recouvre d'oxyde de copeaux noirs.

Arrêtez la phase de meulage et de coupe :

Le frottement entre la pierre à huile et la pièce est très régulier, la surface de contact est considérablement augmentée, la pression diminue, et le grain abrasif pénètre le film d'huile et entre en contact avec la pièce. Lorsque la pression du film d'huile à la surface d'appui s'équilibre avec la pression exercée par la pierre à huile, cette dernière se met à flotter. Durant la formation du film d'huile, il n'y a pas d'effet de coupe. Cette étape est caractéristique du superfinissage.