On sait que les plaquettes en nitrure de bore ont ouvert la voie à ce que l’on appelle l’usinage dur, en particulier pour les travaux de tournage. Un grand constructeur de machines-outils en fait l’usage depuis longtemps mais, avec son expérience, il les utilise à présent aussi pour procéder à des travaux de finition poussée sur certaines pièces essentielles en acier trempé devant être rectifiées ensuite.

Pour certaines travaux d’usinage, le tournage dur permet d’obtenir des tolérances et des états de surface permettant d’éviter une finition par rectification. Mais on ne s’arrête pas suffisamment sur le fait que, pour les pièces exigeant le respect de tolérances extrêmement poussées, le tournage dur peut aussi servir à effectuer avantageusement des opérations de pré-finition. Usiner des pièces trempées à quelques microns près de sa forme finale représente une pré-finition réduisant fortement le volume de matière à enlever.


Exemple de haute rentabilité
C’est précisément la raison pour laquelle le constructeur de machines-outils HAAS AUTOMATION usine par tournage dur les arbres des broches de ses tours avant de les finir par rectification. Il tourne dur à leurs cotes et finis de surface une variété d’autres pièces depuis longtemps mais c’est plus récemment qu’il a essayé et adopté le recours à du tournage dur comme opération de pré-finition. Non seulement la rectification qui suit est plus rapide mais cela a éliminé la nécessité d’une rectification interrompue résultant de la déformation des surfaces des arbres survenant après le traitement de surface.


Dilemne de la déformation
L’entreprise est passée au tournage dur de ses arbres de broches, en fait, lorsqu’elle s’est heurtée à la question de déformation de surface imprévisible, rendant difficile de localiser les diamètres extérieur et intérieur. Cette situation exigeait de régler les opérations de rectification pour le cas le pire, c’est-à-dire le diamètre extérieur le plus grand et celui intérieur le plus petit, afin d’enlever en premier lieu les points hauts de la matière. Non seulement cela augmentait le nombre de passes à effectuer mais provoquait une rectification interrompue affectant de manière coûteuse une bonne tenue de la meule.

- Chez un grand constructeur, les broches trempées équipant ses machines-outils sont tournées dur à l’extérieur et à l’intérieur à une précision meilleure que 0,08 mm, ce qui réduit fortement les temps de rectification et nivelle les surfaces qui se déforment sous l’effet du traitement thermique préalable de trempe.


Utilisation des plaquettes CBN
Le constructeur a ainsi équipé un de ses propres tours de plaquettes en nitrure de borecubique (CBN) pour tourner ses arbres de broches d’une dureté autour de 50 Rc avant de les rectifier. La machine prend une passe sur chacun des diamètres des surfaces externe et interne d’une profondeur pouvant altteindre jusqu’à 0,4 mm. La tolérance respectée se situe à ±0,08 mm bien que des exigences de pré-finition de 0,08 à 0,12 mm soient suffisantes pour réduire le temps de rectification de cinquante pour cent. L’opération se fait à sec dès lors que la profondeur de passe est suffisamment importante pour que les copeaux de grande largeur évacuent la majorité de la chaleur générée dans la passe.

En cas d’usinages à très faible profondeur de passe, on fait bien sûr appel à un arrosage, le volume des copeaux étant insuffisant pour évacuer la chaleur. Cet arrosage doit alors être sufisamment abondant pour maintenir la stabilité thermique de la pièce et les tolérances. Des copeaux aussi fins auraient tendance, en effet, à s’enrouler autour du bec de coupe de l’outil. Ceci explique pourquoi il est nécessaire d’arroser l’ensemble de la zone de coupe pour que le lubrifiant d’arrosage franchisse le chignon de copeaux et atteigne le bec de l’outil.

On soulignera que, lors du tournage dur du diamètre extérieur des arbres, il est également favorable d’envoyer le liquide, si possible, dans des directions opposées dès lors que l’on constate un enroulement des copeaux sur l’outil. Une alternative également efficace consiste à utiliser de hautes à très hautes pressions de liquide mais il importe, alors, de s’assurer de la précision de la direction du jet jusqu’au bec de coupe.