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Jul 23, 2023

Apprendre à connaître le forage sur le forage

Les considérations incluent la profondeur du trou, le matériau, la précision, l'application et le taraudage

Les considérations incluent la profondeur du trou, le matériau, la précision, l'application et le taraudage

Le perçage est un processus critique de travail des métaux, en particulier pour préparer un trou pour le taraudage et le filetage. Passer en revue quelques conseils avant de sélectionner un outil de forage peut vous faire gagner du temps et atténuer les difficultés.

L'une des considérations les plus importantes est de savoir s'il faut utiliser une perceuse polyvalente ou spécifique à une application. La réponse dépend de plusieurs facteurs, notamment :

Une perceuse polyvalente pour ateliers est conçue pour travailler sur une large gamme de matériaux, particulièrement bien adaptée aux matériaux courants tels que les aciers au carbone, les aciers inoxydables, l'aluminium, les alliages de cuivre et, dans une certaine mesure, certains alliages de nickel.

Cependant, en raison de leur conception spécialisée, les forets spécifiques à une application peuvent être un meilleur choix pour certains problèmes plus difficiles. Ceux-ci incluent l'utilisation de matériaux tels que les alliages de titane et de nickel, l'Inconel et les aciers à haute résistance et trempés, ainsi que les pièces moulées dures.

Les perceuses polyvalentes sont conçues dans un souci de polyvalence, ce qui les rend idéales pour les ateliers avec un mélange plus élevé et un volume de pièces plus faible. Recherchez des forets construits à l'aide de nuances de carbure spécialisées qui rendent les outils plus durs que les grains de carbure conventionnels pour le perçage, tout en conservant la capacité de résister aux chocs et à l'écaillage. Le revêtement de l'outil joue également un rôle et il doit avoir une dureté élevée qui réduit la friction à des températures élevées.

Les derniers outils polyvalents présentent des arêtes de coupe concaves, offrant une plus grande capacité de cisaillement des copeaux et un processus de préparation des arêtes étroitement contrôlé qui offre des performances constantes et une longue durée de vie de l'outil. Les outils sont conçus pour aider à stabiliser le foret dans la coupe, permettant des trous plus ronds et plus précis.

Pour une évacuation maximale des copeaux, recherchez une construction d'âme de perçage avec une forme de goujure largement ouverte. Les outils à centrage automatique éliminent les applications de pré-perçage et la capacité d'arrosage est optimale.

Les outils de forage spécifiques à l'application sont conçus pour fournir des options pour les matériaux les plus difficiles afin de maximiser la qualité des trous dans les cycles de production plus longs. Ces outils plus performants avec des géométries spécialisées sont le choix incontournable pour des groupes de matériaux spécifiques ou des applications où le temps de cycle est critique.

Par exemple, en fonction de l'application et du matériau, ces outils peuvent avoir une très longue durée de vie et sont parfaitement adaptés à un volume élevé et à un mélange réduit de pièces. Les perceuses spécifiques à une application ont généralement un prix plus élevé que les perceuses polyvalentes, mais leur valeur en termes de gain de productivité, en particulier dans les applications difficiles et les matériaux durs, peut en faire une meilleure alternative en termes de rapport qualité-prix.

Les forets spécialisés présentent une conception à double marge pour améliorer la qualité du trou, guider et ajouter de la stabilité pendant l'évasion, ainsi qu'un cône à bande inversée et des canaux de trou de refroidissement qui empêchent l'emballage des copeaux et la défaillance prématurée de l'outil. Les perceuses sont conçues pour fonctionner sans cycles de perçage afin de réduire les temps de cycle. Pour le forage de trous profonds, des revêtements multicouches de première qualité spécialement formulés, tels que TiALN, sont post-polis.

Les forets spécifiques aux applications sont conçus pour les matériaux ferreux difficiles tels que l'acier, l'acier allié, l'acier inoxydable martensitique et les alliages de nickel courants dans la fabrication de pièces aérospatiales.

Les outils en carbure monobloc à taux de pénétration élevé qui peuvent percer et chanfreiner en une seule opération sont un autre exemple spécifique à l'application. Ces forets permettent de gagner du temps et fournissent un emplacement plus précis du trou au chanfrein, ce qui permet une préparation optimale du trou pour le taraudage ou le fraisage de filets. Les outils présentent une conception à double marge sur le petit diamètre pour la taille de trou fileté la plus ronde, et la construction de l'âme est ajustée pour chaque diamètre pour une efficacité maximale d'évacuation des copeaux.

Les micro-perceuses sont une alternative spécifique à l'application qui produit des résultats de haute performance dans des matériaux exigeants à des vitesses d'avance élevées. Les micro-forets en carbure monobloc permettent d'obtenir des résultats idéaux lors de l'usinage de l'acier allié, de l'acier inoxydable, de la fonte et du nickel. Ces forets sont auto-centrants, tout en fonctionnant à des vitesses de coupe maximales et aux vitesses d'alimentation les plus élevées pour assurer la meilleure qualité de trou. Une combinaison unique de géométrie de goujure et de pointe garantit une qualité de surface exceptionnelle et une excellente durée de vie de l'outil.

Le forage profond, qui comprend des trous dont la profondeur est plus de cinq fois supérieure à leur diamètre, présente ses propres défis. Lorsque le diamètre du foret tombe en dessous de 3,0 mm, la tâche est encore plus difficile. Les options de géométrie de goujure et de pointe sont limitées dans les applications de micro-perçage en raison de la taille de l'outil. Par exemple, les forets pour trous profonds sont plus efficaces lorsque l'épaisseur de l'âme de forage est réduite, ce qui permet d'augmenter l'espace de cannelure pour l'évacuation des copeaux.

Les micro-forets, en particulier les micro-unités en carbure, nécessitent des pourcentages d'épaisseur de bande plus élevés que les forets de plus grand diamètre en raison de la fragilité du petit outil.

Le diamètre de la bande ou du noyau plus fort est plus robuste, mais l'espace de la puce est restreint.

Les micro-forets en carbure hautes performances assurent l'évacuation des copeaux grâce à l'introduction de trous d'arrosage interne et d'une construction à bande parallèle. Un liquide de refroidissement à haute pression est introduit dans la zone de coupe, ce qui aide à éjecter les copeaux des cannelures.

L'autre avantage de l'utilisation de forets à arrosage central est la possibilité de réduire et même d'éliminer les cycles de perçage. L'évacuation efficace des copeaux réduit le besoin de rétractions du foret d'évacuation des copeaux. Les options de géométrie ponctuelle et d'amincissement de la bande sont également limitées en raison de la taille de l'outillage. Les meules à facettes sont les plus courantes car elles offrent une stabilité accrue de l'arête de coupe. Des revêtements avancés sont nécessaires avec les forets à taux de pénétration élevé s'ils doivent être utilisés dans des alliages à haute température, de l'acier inoxydable et d'autres matériaux qui créent des niveaux élevés de chaleur pendant le processus de forage. Les revêtements, tels que le TiALN spécial, contribuent à la résistance à l'usure et à la chaleur, et ils sont efficaces avec les micro-forets en carbure.

Le nouveau PunchDrill d'Emuge est conçu pour l'usinage rapide et à grand volume d'alliages d'aluminium coulé contenant au moins 7 % de Si et d'alliages de magnésium, une gamme de matériaux en pleine croissance en raison de ses propriétés légères. PunchDrill double la vitesse d'avance par rapport aux forets standard sans augmenter la force axiale ou la vitesse de la broche.

Le foret réduit les forces d'usinage et optimise la fragmentation des copeaux, ce qui permet de gagner 50 % ou plus sur les temps de cycle, ce qui se traduit par des temps d'usinage plus courts, moins de changements d'outils et des taux d'enlèvement de copeaux élevés, en plus d'une productivité accrue et d'une consommation d'énergie réduite.

L'une des erreurs les plus courantes qu'un machiniste commet lorsqu'il taraude un trou est d'utiliser un foret de mauvaise taille. Ce n'est pas intentionnel, bien sûr; c'est juste que la plupart des machinistes utilisent des tableaux obsolètes, conçus dans les années 1950 lorsque les perceuses à grande vitesse étaient la norme. Pour réduire le risque de défaillance du filetage, les ingénieurs de conception prudents ont souvent spécifié des pourcentages élevés de hauteur de filetage dans les trous taraudés. Le pourcentage de valeurs de filetage fourni par les anciens tableaux de taraudage est plus élevé que nécessaire dans la plupart des cas.

Une autre raison pour laquelle certains tableaux de taraudage sont obsolètes est que la plupart des forets utilisés pour les trous taraudés étaient en acier rapide ou en cobalt lors de la création des tableaux. De nombreux trous de taraudage sont désormais créés avec des forets en carbure haute performance, qui génèrent des trous plus précis que les forets en acier rapide. Les forets à grande vitesse coupent généralement des trous plus grands que les forets au carbure.

Choisir la bonne taille de taraud affectera l'opération d'usinage. Les fabricants d'outils suggèrent d'utiliser des valeurs de pourcentage de filetage entre 60 % et 70 % pour la plupart des applications de pré-perçage. En augmentant le diamètre du trou pré-percé, le machiniste peut s'attendre à augmenter la durée de vie du taraud en réduisant la quantité de force nécessaire pour former le filetage.

Il est important de noter que la force du fil n'est pas directement proportionnelle au pourcentage de fil. Selon certaines sources, une spécification de filetage à 100 % n'est que 5 % plus solide qu'une spécification de filetage à 75 %, mais nécessite trois fois plus de couple pour être produite. La durée de vie du taraud est considérablement réduite dans le but d'augmenter théoriquement la résistance du filetage.

À titre d'exemple, un filetage à coupe grossière unifiée (UNC) 7/16-14 est généralement désigné par un foret de diamètre en lettre "U" sur la plupart des anciens tableaux de taraudage, ce qui équivaut à une valeur de 75% pour le pourcentage de filetage. En fait, un foret de 9,4 mm pourrait être un meilleur choix. Le diamètre de perçage légèrement plus grand fournit toujours une valeur de filetage de 73%, ce qui est plus qu'acceptable. Mais cette réduction de 2 % du pourcentage de filetage réduira le couple sur l'outil de coupe et augmentera la durée de vie de l'outil de taraudage.

En règle générale, plus le matériau est résistant, moins le pourcentage de filetage est nécessaire pour répondre aux exigences de conception. Dans certains matériaux plus durs tels que les alliages de nickel, l'acier inoxydable et les aciers trempés, il est possible de tarauder avec aussi peu que 50 % de la valeur du filetage.

Les filetages roulés nécessitent des tailles de foret de taraud plus grandes que celles spécifiées pour les tarauds coupés. Un filetage roulé 7/16-14 UNC nécessitera un diamètre intérieur de 10,25 mm. Le matériau est déplacé et formé au lieu d'être coupé, ce qui nécessite que le trou pré-percé maintienne la quantité correcte de matériau à former dans le profil de filetage du taraud.

Choisir la bonne taille de taraud pour une application de filetage interne n'est pas aussi simple que de consulter un tableau de taille de taraud éventuellement obsolète. Comprendre comment les valeurs peuvent affecter le processus de fabrication est une considération importante.

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