Le Grattage

I. Définition

Le grattage est l’enlèvement de petits et menus copeaux sur une surface déjà préparée à l’aide d’un outil à arête vive, le grattoir.

II. Procédé de travail

Dans le grattage, des ergots (rayures d’usinage, bosses de portage) de la surface de la pièce sont enlevés par le grattoir. Il en résulte des surfaces lisses grâce à l’angle de coupe toujours supérieur à 90°.

Figure

Conditions préliminaires du grattage:

Avant de gratter, il faut que chaque surface soit finie par limage, tournage, toupillage (fraisage) ou rabotage (mais non par rectification).

état superficiel de la surface départ (rugosité) rabotée

Graphique agrandi de la surface d’une pièce:

état superficiel de la surface grattée

III. But du grattage

Ou emploie surtout le grattage là

* où les surfaces doivent être en tous cas planes (degré élevé de planéité), ou bien dans des positions mobiles ou fixes des pièces d’usinage formant un ensemble

* où les différentes surfaces doivent particulièrement bien porter; mais ce degré élevé de la précision de mesures, forme et position ne peut être obtenu par usinage mécanique.

Le degré élevé de planéité: d’une surface (p.ex. dans le cas de marbres et cales en vé à toucher, tables de mesure) ne peut être obtenu que par grattage, car l’usinage mécanique de la pièce ne peut guère éviter une légère déformation, par suite du serrage et des forces génératrices dans l’enlèvement de copeaux.

Figure

Pour des surfaces superposées de pièces formant un ensemble, on veut obtenir par le grattage

* un contact parfait et un appui uniforme, ce qui, selon la destination des pièces, pourrait conduire

* dans le cas de surfaces non-coulissantes à l’étanchéité à l’huile,

* dans celui de surfaces coulissantes à l’obtention de la plus grande précision des mesures, de la forme et de la position par rapport à la contre-pièce en conservant la couche d’huile simultanément.

Figure

Pour des pièces coulissantes et de guidage, p.ex. des glissières longues chargées, il peut être nécessaire d’équilibrer de légères flexions par des cintrages correspondants pour observer la précision demandée.

Figure

Pour des surfaces cylindriques de glissement, il suffit souvent de gratter une seule surface (p.ex. palier d’un arbre).

Remarque:

La “présentation” de surfaces par grattage ne sert qu’à la décoration et ne s’emploie plus aujourd’hui que rarement.

IV. Techniques d’usinage du grattage - aperçu

Par enlèvement des bosses, (rugosités), le grattage provoque un lissement (nivellement) de la surface de la pièce et augmente ainsi la qualité de l’état de surface.

Pour mesurer la qualité de surface, on a fixé le nombre de bosses de portage sur une surface de 25 x 25 mm. On le trouve, en appliquant une couche d’huile colorée sur un marbre.

Par répétition du grattage, le nombre des bosses de portage augmente de plus en plus, jusqu’à ce qu’un appui uniforme sur la surface entière soit obtenu, diminuant ainsi le nombre de bosses de portage.

Reproduction agrandie de surfaces grattées	unité de surface vue d’en haut agrandissement
Figure dressé	Figure
Grattage de dégrossissage
Figure ébauché	Figure
Figure fini	Figure
Grattage de finition
Figure fini	Figure
Grattage de superfinition
Figure superfini	Figure

V. Qualités du grattage

Désignation		Nombre de bosses de portage sur 25 x 25 mm	Emploi	Genre de surface
Grattage de dégrossissage	Dresser	1 à 3	surfaces d’appui, surfaces adjacentes	seulement des surfaces planes
	Grattage d’ébauche	4 et 5	tous genres de surfaces, de même pour faire ensuite le grattage fin et superfin	surfaces planes et courbes
Grattage fin	Grattage de finition	6 à 19	glissières et paliers pour machines de tous
Grattage superfin		20 et plus	appareils à toucher, surfaces de tous genres de qualité supérieure

La technique de grattage à employer (maniement et guidage du grattoir) résulte de la qualité de grattage demandée (nombre de bosses de portage par unité de surface).

VI. Classement des techniques de travail

Grattage des surfaces planes:

Désignation	Course	Pression	Mouvement	Position dû corps	Angle d’incidance *)	Profondeur de copeau mm env.
Grattage gros	longue	forte	faire intervenir le poids du corps, pousser fortement	légèrement inclinée, écart plus grand de l’endroit à gratter	env. 30°	0,01 à 0,03
Grattage fin	moyenne	moyenne	pousser fortement sans l’intervention du poids du corps	inclinée, écart plus petit de l’endroit à gratter	35° à 40°	0,005 à 0.01
Grattage superfin	courte	légère	légèrement à partir de l’articulation de la nain	plus inclinée, auprès de l’endroit à gratter	env. 45°	0,003 à 0,008

Grattage des arrondis et des profils:

Désignation	Course	Pression	Mouvement	Position du corps	Angle d’incidence	Profondeur de copeau - mm
Grattage gros	langue	moyenne	en forme d’hélice, en poussant et en tirant	légèrement inclinée	env. 60°	0,01 à 0,03
Grattage fin	moyenne	moyenne	à droite et à gauche à partir de l’articulation du bras	légèrement inclinée	env. 60°	0,005 à 0,01
Grattage superfin	courte	légère	à droite et à gauche à partir de l’articulation de la main	légèrement inclinée	env. 60°	0,003 à 0,008

*) L’angle d’incidence remplace un angle d’attaque
(repassage) de	= 105° pour fonte grise
	= 85° pour acier
	= 90° pour bronze et laiton

Figure

VII. Les Grattoirs

Les grattoirs forgés en bon acier à outils, subissent un premier affûtage, sont tempes, réaffûtés et afilés. Pour travailler des matières particulièrement dures, on peut pourvoir les grattoirs de plaquettes au carbure métallique.

Emploi	Section	Formes
pour surfaces planes	Figure	Grattoir plat
		Grattoir à corps interchangeable
	Figure	Grattoir triangulaire lisse
pour surfaces courbes	Figure	Grattoir triangulaire cannelé
	Figure	Grattoir à cuillère

VIII. Matériel à colorer

Le marbre à toucher est une plaque en fonte grise pourvue de deux poignets dont la surface a subi un grattage de finition offrant par conséquent une parfaite planéité. Cependant, la face inférieure de la plaque est renforcée contre la flexion < par des nervures et comporte trois pieds, ce qui lui donne une grande solidité.

Figure

La grandeur des plaques est normalisée.

Ces marbres servent à rendre visibles les bosses de portage des surfaces planes à l’aide d’une couche colorante. En général, la surface des pièces doit être plus petite que le marbre. On se sert de

* règles à toucher
* règles prismatiques
* règles-ponts à toucher pour des pièces plus grandes et de
* cylindres à toucher pour des alésages, coussinets etc.

Figure

Comme colorants, on emploie un mélange de craie, d’huile et

* de sanguine ou
* de bleu de Berlin.

Pour les travaux simples, on peut fabriquer soi-même avec de l’huile, les colorants de suie ou de minium. Le minium est dangereux! Faire attention lors de son usage!

Remarques

Ne pas employer les marbres à toucher pour d’autres travaux (p.ex. traçage, alignement etc.) et les placer exclusivement sur les pieds.

Après l’usage, nettoyer soigneusement la surface colorée, la recouvrir d’une huile non-acide et fermer par un couvercle en bois.

IX. Détermination des bosses de portage par le procédé de coloration

Dans le procédé de coloration, les basses de portage sont rendues visibles par friction des surfaces à usiner sur une surface de degré élevé de planéité qui est légèrement couverte par une couleur. La couleur reste sur la pièce et indique ainsi les bosses de portage. Selon le degré de qualité des surfaces colorées, on distingue trois aspects caractéristiques:

Degré de qualité	Basses de partage				Image colorés
	aspect	nombre	dimensions	distribution
peu élevé	fortement colorées	limité	à grandes surfaces	irrégulière	Figure
plus élevé	légèrement colorées, bords marqués plus nettement	accru	inférieures	moins irrégulière	Figure
très élevé	brillantes, fond légèrement teint	élevé	encore inférieures	régulière	Figure

Les aspects de l’image de coloration se confondent progressivement avec l’avance de l’usinage.

Phases d’opération:

1. Nettoyer le marbre à toucher au moyen d’un dégraisseur approprié (benzine, etc.) ou à l’aide d’un chiffon propre.

2. Enduire le marbre de colorant en appliquant une couche mince et uniforme. Avoir soin de ne laisser tomber sur le marbre aucun corps étranger, vérifier, si nécessaire, avec l’éminence de la main.

3. Placer la pièce avec précaution (ne pas basculer) sur le marbre.

4. Imprimer à la pièce un mouvement circulaire sous une pression légère et constante.

5. Soulever la pièce uniformément (attention).

Figure

Tenir la surface colorée face à la lumière de sorte que les endroits portants soient bien visibles.

X. Position des mains, des bras et du corps dans le grattage

Dans le grattage de dégrossissage, la position des mains, des bras et du corps ont particulièrement une influence essentielle sur le rendement de l’opérateur.

Une position mal adaptée demande un effort plus grand et aboutit à une fatigue prématurée, tout en diminuant la qualité du travail fourni.

La hauteur de serrage de la pièce est surtout déterminante pour la position du corps. Celle-ci doit être adaptée à la taille de l’opérateur et au mode de travail. Le cas échéant, elle doit permettre l’intervention de tout le poids du corps.

Position des mains et des bras dans le grattage de surfaces planes

Saisir le grattoir par la main droite qui s’appuie contre l’éminence de la main de sorte que le coup de grattage puisse être donné à partir des épaules permettant ainsi dans le grattage de dégrossissage, l’intervention de tout le poids du corps.

Guider le grattoir par la main gauche qui, appuyée sur un tiers environ de la longueur de la lame, exerce la pression de travail nécessaire.

Figure

Position des mains et des bras dans le grattage des arrondis

Elle est la même que dans le grattage des surfaces planes, mais on effectue de plus un mouvement de rotation avec la main droite, tandis que la main gauche fait un mouvement latéral tirant ou glissant qui doit correspondre à l’arrondi.

Guidage du grattoir à cuillère.

On en emploie une combinaison dans le grattage des profils.

Figure

Remarque

La pièce d’usinage doit être posée ou encastrée sans qu’elle puisse glisser, dans le but d’effectuer un grattage à l’abri des accidents.

XI. Maniement d’un grattoir plat et grattage d’une surface

Dans le maniement du grattoir plat, les deux mains doivent intervenir pour assurer la pression et le guidage.

La main droite saisit le manche du grattoir, exerce la pression principale dans le sens de la poussée et réalise l’angle d’incidence correct.

La main gauche saisit la lame du grattoir pour le guider

* pendant le placement
* dans le sens de la poussée
* pendant le relèvement
* et lui donne la pression de travail nécessaire.

Dans le grattage de dégrossissage, il faut pousser fortement en appuyant avec le poids du corps. Les coups deviennent plus faibles et plus courts avec une qualité meilleure de l’état de la surface.

grattage de dégrossissage

Dans le grattage de finition, le grattoir est tourné pendant la poussée conformément à son arrondi autour de l’axe longitudinal, et ainsi la trace décrit une courbe plane sur la pièce d’usinage.

traces du grattoir dans le grattage de finition

Dans le grattage de la superfinition, le maniement du grattoir est le même que lors du grattage de finition, mais la course et la pression sont inférieures.

grattage de superfinition

Dans le grattage d’une surface, les coups sont donnés par files d’abord sur les zones de bordure, puis par rangées de l’intérieur vers l’extérieur. Le sens du coup est environ à 45⁰ des traits de l’ébauchage. Cette suite d’usinage laisse les endroits à usiner toujours libres de copeaux.

Changer le sens du coup de 90° environ dans la phase suivante. Les endroits colorés ne sont grattés que sur les bosses de portage.

Figure

Remarque

A l’usinage, la pièce d’usinage doit être fixée et se trouver à une hauteur favorable pour éviter de fatiguer l’opérateur.

XII. Affûtage du grattoir

Le grattoir est affûté au mieux au moyen d’une meule en grés sous légère pression et en refroidissant grandement à l’eau.

L’affûtage sur des affûteuses à sec se fait à une pression si réduite qu’aucun échauffement notable n’est produit. De plus, il faut refroidir le grattoir plusieurs fois dans l’eau.

Tandis que les grattoirs plats sont conduits sur une cale, l’affûtage des grattoirs triangulaires et des grattoirs à cuillère se fait à main libre.

Affûtage des gratoirs plats:

* La face frontale du grattoir est presque affûtée de manière rectangulaire par rapport au corps et

* l’arrondi de la face frontale est obtenu par un guidage en cercle du grattoir.

* L’angle d’attaque nécessaire est réalisé ensuite par un repassage.

* Les surfaces du corps du grattoir plat sont également affûtées et repassées lors du premier usage et à l’avenir, seulement lorsque cela est nécessaire.

Figure

Affûtage des grattoirs triangulaires et à cuillère

L’affûtage des grattoirs triangulaires et des grattoirs à cuillère doit se faire à main libre.

Le grattoir glisse entre le pouce et l’index de la main gauche en exerçant en même temps une pression, pendant que la main droite guide le grattoir en arc de cercle. Acoir soin d’observer l’angle d’attaque de 60°.

Figure

Remarque

Utiliser uniformément toute la largeur de la meule. Pour éviter le balourd, ne pas laisser la meule dans l’eau lors de l’emploi de machines à affûter.

Figure

XIII. Repassage du grattoir

Le repassage du grattoir est nécessaire pour enlever les rayures et les bavures produites pendant l’affûtage du grattoir. Le repassage se fait sur une pierre d’huile naturelle ou sur une pierre artificielle.

En repassant avec la pierre d’huile, on utilise une huile très liquide.

Les pierres artificielles sont conservées dans un bein de pétrole.

Repassage des grattoirs plats

Repasser alternativement la face frontale et la face du corps pour enlever toutes les rayures et bavures. Pour repasser les faces frontales, saisir le grattoir avec les deux mains et le mener sur la pierre à repasser avec un angle d’incidence choisi de sorte que l’angle d’attaque produit sur le grattoir corresponde à la matière à usiner.

Figure

Le repassage se fait soit par un mouvement pendulaire dans le sens longitudinal de la face frontale soit en tournant simultanément le corps dans le sens transversal à la face frontale.

En repassant la face du corps, le grattoir se trouve en position plate sur la pierre à repasser et sous une légère pression, il est déplacé en arc de cercle.

Repassage des grattoirs triangulaires et des grattoirs à cuillère

Le grattoir est appuyé sur deux arêtes coupantes (exception faite des champs du grattoir à cuillère).

On le fait passer sur la meule par un mouvement longitudinal en arc.

En repassant les champs du grattoir à cuillère, faire attention à l’angle d’attaque

repassage du champ d’un grattoir à cuillère

Remarque

Fixer les pierres à repasser!