manuel garant - partie 2

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seconde partie du manuel d usinage

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  • 154

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    Sommaire

    Liste des tableaux Valeurs indicatives d'utilisation pour le perage 155Systme de codage couleur GARANT 156Aperu des outils de perage taillant fixe 158Aperu des outils de perage taillant amovible 162

    Classification des techniques de perage 164

    Grandeurs de coupe pour le perage 164

    2.1 Perage 1652.2 Perage sur avant-trou 165

    Efforts, couples, puissance absorbe pour le perage 166

    3.1 Effort de coupe 19 1663.2 Couple et puissance 1673.3 Autres composantes de l'effort de coupe total pour le perage 169

    Calcul du temps machine pour le perage 170

    Profondeurs de perage et diamtre de prperage 171

    5.1 Profondeur de perage 1715.2 Diamtre de prperage pour le perage sur avant-trou 172

    Forets hlicodaux en HSS 172

    6.1 Types de forets hlicodaux 1726.2 Types d'afftage et erreurs de rectification 174

    Forets en carbure monobloc 177

    Forets taillant amovible 178

    8.1 Forets tte d'alsage (forets-couronnes) 1788.2 Forets plaquettes 179

    8.2.1 Forets monoblocs plaquettes 1798.2.2 Perage sur avant-trou avec forets plaquettes deux taillants 180

    Exemples d'utilisation d'outils de perage GARANT 181

    9.1 Utilisation de profils FS GARANT pour les forets en HSS 1819.2 Utilisation de forets hautes performances en carbure monobloc

    GARANT 1839.3 Utilisation de forets monoblocs plaquettes GARANT 184

    Influences sur le rsultat de perage et rsolution des problmes 186

    10.1 Influences sur le rsultat de perage 18610.2 Guide de rsolution des problmes de perage 187

    Valeurs indicatives d'utilisation des forets 188

    12

    3

    45

    6

    78

    9

    10

    11

  • 155

    Perage

    Liste des tableaux Valeurs indicatives d'utilisation pour le perage

    Foret Matire de coupe / revtement N tab.

    Page

    Forets centrer HSS et HSS/E 3.9 190

    Forets centrer NC HSS/E 3.10 192

    HSS/E (revtu de TiAlN) 3.11 194

    Forets hlicodaux HSS et HSS/E 3.12 196

    Hautes perfor-mances

    HSS/E et HSS/Co8 (revtu de TiAlN) 3.13 198

    Acier fritt PM (revtu de TiAlN) 3.14 200

    HSS et HSS/E (revtu de TiAlN ou de TiN) 3.15 202

    Forets centrer Carbure monobloc 3.16 204

    Forets centrer NC Carbure monobloc 3.17 206

    Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.18 208

    Microforets/forets hlico-daux

    courts Carbure monobloc 3.19 210

    Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.20 212

    Forets hlicodaux Carbure rapport 3.21 214

    longs Carbure monobloc 3.22 216

    Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.23 218

    Forets hautes performances 3xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.24 220

    3/5xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN ou de TiN) 3.25 222

    3/5xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.26 224

    5xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.27 226

    5xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.28 228

    Foret hlicodal 3 taillants 5xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.29 230

    Forets hautes performances 8xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.30 232

    12xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.31 234

    Forets alsoirs 2 lvres 3xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.32 236

    7xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.33 238

    12xD Carbure monobloc (revtu de TiAlN) 3.34 240

    Forets-couronnes 3/5xDSeco CL

    Carbure monobloc (nuances P, M, K)2 taillants effectifs

    3.35 242

    Forets plaquettes 2xD Quatron

    Plaquettes (carbure) 3.36 244

    5xDDuon

    Plaquettes (carbure)2 taillants effectifs

    3.37 246

    3xDTrigon

    Plaquettes (carbure) 3.38 248

    Forets alseurs plaquet-tes double lame

    G01 Plaquettes (carbure) 3.39 250

    3.40 258

    Per

    age

  • 156

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    Systme de codage couleur GARANT

    GARANT HISSE LESCOULEURSLe systme de couleur GARANT : le standard de toute la branche

    GARANT marque toujours la diffrence grce des dveloppe-

    ments innovants. Nous avons dvelopp, pour notre marque

    exclusive Garant, un systme de bagues de couleur permettant

    de reprer au premier coup doeil les outils dusinages tels que

    forets, outils chanfreiner, tarauds, alsoirs et fraises suivant la

    matire usiner.

    Bronze pour usinage copeaux courts

    Magnesium et alliages demagnsium

    Plastique rigide Laiton pour usinage

    copeaux courts

    Aciers facilement usinables jusqu 750 N/mm2

    Aciers tremps jusqu 1100 N/mm2

    Aciers inoxydables jusqu 750 N/mm2

    Cuivre et alliages de cuivre durs

    Laiton pour usinage copeaux lourds

    Alliage dalu pr usinage copeaux fragments

    et continus

    Fonte grise et fonte douce

    Alliage de zinc et magnsium

    Aciers de construction, doux, pour usinage

    copeux continus

    Bronze

    Bague blanche= fonte grise, laiton et

    bronze

    Tendances et innovations

    En rponse nos comptences dinnovation et la qualit de notre

    produit GARANT, notre code couleur a t retenu comme codifica-

    tion standard dans tous les outils coupants.

    Les outils GARANT sont disponibles dans

    les groupes de couleurs suivants :

    Bague verte = usage universel

  • 157

    Perage

    Aciers doux pour usinage copeaux longs

    Cuivre et alliages de cuivre

    Laiton pour usinage copeaux longs

    Alliages daluminium pour usinage copeaux longs

    Thermoplastiques

    Bague jaune= pour aciers jusqu

    500 N/mm2, alu et magnsium

    Aciers rsistant aux acides (V4A) difficilement usinable

    Cuivre et alliages de cuivre doux

    Bronze pour usinage copeaux longs

    Fonte dalu inject (par ex. AlSi9Mg)

    Aciers pour automates et outils jusqu 750 N/mm2

    Aciers de construction

    Bague bleue = pour aciers inoxydables

    Aciers trs rsistants et tremps

    Aciers de construction grain trs fin

    Aciers doutils pour usinage court

    Cuivre et alliages de cuivre dur

    Bronze pour usinage copeaux courts

    Alliages de magnsium

    Bague rose = pour titane et

    alliages exotiques

    Bague rouge = pour aciers jusqu

    1100 N/mm2 voire1400 N/mm2

    Aciers pour outils

    Aciers trs rsistants suprieurs

    1100 N/mm2

    Aciers durs au manganse

    Aciers difficilement usinables

    (Hastelloy, Inconell)

    Duroplastiques

    3

  • 158

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    Aperu des outils de perage taillant fixe

    Forets hlicodaux HSS

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  • 159

    Perage

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  • 160

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    Forets hlicodaux carbure monobloc

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  • 161

    Perage

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  • 162

    MANUEL DUSINAGE GARANT

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    89: ::

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    9: ::

    Aperu des outils de perage taillant amovible

    Forets monoblocs

    CrownLoc Forets tte d'alsage de 12 20 mm

  • 163

    Perage

    Perage sur avant-trou

    (

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    7239

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  • 164

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    1 Classification des techniques de perage

    Selon la norme DIN 8589, partie 2, les techniques de perage sont notamment classescomme suit :

    V PerageV Perage sur avant-trouV TaraudageV FraisageV AlsageV etc.

    2 Grandeurs de coupe pour le perage

    La section de coupe A dtermine essentiellement l'effort de coupe total (voir galementla section 3). La figure 3.1 illustre la corrlation entre le pourcentage d'avance par tran-chant fz et la profondeur de coupe ap ou la possibilit de calcul partir de l'paisseur decoupe h et de la largeur de coupe b. Les corrlations suivantes sont applicables :

    f Avance [mm/tr] (Eq. 3.1)Z Nombre de taillants

    r Angle de direction [] (Eq. 3.2) Angle au sommet du foret []

    b Largeur de coupe [mm] (Eq. 3.3)ap Profondeur de coupe [mm]

    h Epaisseur de coupe [mm] (Eq. 3.4)fz Avance par dent [mm]

    A Section de coupe [mm2] (Eq. 3.5)

    fzfZ---=

    r2---=

    bap

    sin r------------=

    h fz sinr=

    A fz ap b h==

  • 165

    Perage

    2.1 Perage

    Pour un foret hlicodal 2 taillants (z = 2) :

    Ainsi, la section de coupe A pour le perage encas d'utilisation des corrlations susmentionneset de l'quation 3.5 est calcule comme suit :

    (Eq. 3.6)

    Pour un foret plaquettes, il convient de considrerz = 1, dans la mesure o plusieurs plaquettes ne separtagent que la largeur de coupe b, mais ralisentl'avance totale.

    Ainsi :

    bi Largeur de coupe plaquette intrieure

    ba Largeur de coupe plaquette extrieure

    L'angle de direction k peut tre diffrent pour cha-que plaquette en cas d'utilisation de forets pla-quettes ; l'paisseur de coupe h est alors influence.

    2.2 Perage sur avant-trou

    La figure 3.3 illustre la section de coupe A pour leperage sur avant-trou. Les corrlations suivantessont applicables :

    A partir de la profondeur de coupe

    il en rsulte pour la section de coupe A pour le perage sur avant-trou :

    (Eq. 3.7)

    apd2---= fz

    f2--=

    A d f4

    -------=

    b bi ba+=

    apD d( )

    2---------------=

    AD d( ) fz

    2---------------------=

    Figure 3.1Section de coupe pour le perage avec foret hlicodal

    Partplaquetteextrieure

    Partplaquetteintrieure

    Figure 3.2Rpartition de la coupe sur le foret pla-quettes

    Figure 3.3Section de coupe lors du perage sur avant-trou avec un foret hlicodal

  • 166

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    3 Efforts, couples, puissance absorbe lors du perage

    3.1 Effort de coupe

    L'quation pour le tournage suivant Kienzle (cf. qua-tion 2.5, chapitre Principes de base, section 1.4) peuttre applique de manire approximative au calcul del'effort de coupe pour le perage. Pour cette technique,il est intressant d'introduire un facteur de procd fBpour tenir compte de la modification des influences surl'effort de coupe (p. ex. forme de l'arte, vitesse de cou-pe, etc.) lors du perage par rapport au tournage. Lesrelations suivantes sont applicables (tableau 3.1) :

    Perage Perage sur avant-trou

    Facteur de procd fB

    Effort de coupe par tranchant Fcz

    (Eq. 3.8) (Eq. 3.9)

    Fcz Effort de coupe par tranchant [N]D Diamtre de perage extrieur [mm] d Diamtre de perage intrieur [mm]fz Avance par dent [mm/Z]kc Effort de coupe spcifique [N/mm

    2] (dpend de la matire, cf. chapitre 1)fB Facteur de procd pour le perage

    Tableau 3.1 Calcul de l'effort de coupe pour le perage

    fB 1= fB 0 95,=

    FczD2--- fz kc fB = Fcz

    D d( )2

    --------------- fz kc fB =

    Figure 3.4 Composantes de l'effort de coupe total d'un foret hlicodal

  • 167

    Perage

    3.2 Couple et puissance

    Dans le cas du perage, la puissance se calcule gnralement en fonction du couple(tableau 3.2).

    Perage Perage sur avant-trou

    Application de la force

    H = D / 4 H = (D + d) / 4

    Couple

    (Eq. 3.10)

    Pour Z = 2 :

    (Eq. 3.11)

    (Eq. 3.12)

    Pour Z = 2 :

    (Eq. 3.13)

    (Eq. 3.14)

    Puissance(Eq. 2.15) (Eq. 3.15)

    (Eq. 3.16) (Eq. 3.17)

    Fc Effort de coupe [N] (Fc = Fcz *Z)Fcz Effort de coupe par tranchant [N]H Bras de levier [mm]Z Nombre de taillantsD Diamtre de perage extrieur [mm] d Diamtre de perage intrieur [mm]

    Md Couple [Nm]Pc Puissance de coupe [kW]Pa Puissance d'entranement [kW]n Vitesse de rotation [min-1]vc Vitesse de coupe [m/min] Rendement

    Tableau 3.2 Calcul du couple et de la puissance pour le perage

    Mb

    Fcz ZD4---

    1000------------------=

    MdFcz D

    2000------------=

    MbFcz Z D d+( )

    4000------------------------------=

    MdFcz D d+( )

    2000------------------------=

    Md9554 Pc

    n-------------------=

    PaPc----= Pc

    Md n

    9554------------=

    PcFcz c60000--------------=

    Pc

    Fcz c 1dD---+

    60000---------------------------------=

  • 168

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    Exemple pratique :

    Tche :

    Raliser des alsages de 20 mm de diamtre dans la matire E24 l'aide d'un foret en carburemonobloc. L'on recherche la puissance de coupe et le couple ncessaires.

    Procdure :

    1. Slection des valeurs en fonction de l'outil et de la matire :

    Outil Catalogue principal Angle au sommet = 140

    Nombre de taillants Z = 2

    Matire E 24 Chapitre Matires, section 1

    Groupe de matires 1.0 kc1.1 = 1780 N/mm2

    m = 0,17

    2. Slection des paramtres de travail :

    Tableau 3.26 Groupe de matires 1.0 D = 19...20 mmvc = 80 m/minn = 1306 1/minf = 0,45 mm/tr

    3. Calcul de l'effort de coupe, du couple et de la puissance

    o fB = 1 et h = fz * sin (/2) (section 3.1)

    (Eq. 3.11)

    (Eq. 3.16) ou

    (Eq. 3.15)

    1) Il existe de lgres diffrences par rapport aux plages de diamtres indiques pour la vitesse de rotation au tableau 3.26.

    Foret hautes performances en carbure monobloc GARANT

    FCZD2--- fz

    kc1.1

    hm

    --------- fB =(Eq. 3.8)

    FCZ 10 0 225,1780

    0 25 70sin,( )0 17,----------------------------------------- 1 5123,24 N= =

    MdFcz D

    2000------------= Md

    5123 2, 202000

    ------------------------- 51,23 Nm= =

    PcFcz vc

    60000--------------= PC

    5123 2, 8018960000

    ---------------------------------- 6,83 kW= =

    PcMd n

    9554------------= PC

    51 2, 13069554

    ------------------------- 7 0 kW1),= =

  • 169

    Perage

    3.3 Autres composantes de l'effort de coupe total lors du perage

    L'effort passif Fp est dirig de manire radiale vers l'extrieur (cf. figure 3.4). Il est dtermi-n par l'arte transversale, l'arte principale, l'angle de coupe et le listel. Dans le cas nor-mal d'un foret coupe symtrique plusieurs taillants, tous les efforts passifs s'annulentet n'influencent ni l'outil ni la pice usiner.

    Les forets plaquettes constituent une exception cette rgle. Leurs taillants sont rpar-tis sur plusieurs plaquettes disposes de manire asymtrique, qui possdent en outresouvent un angle de direction diffrent. Les mthodes de calcul thoriques sont encoretrs peu fiables. L'effort passif doit, dans ce cas, tre calcul par le biais de mesures.

    Les forets hlicodaux afftage asymtrique et le prperage de surfaces ingales cons-tituent d'autres exceptions. Les erreurs survenant dans ces cas sont dcrites plus loindans ce chapitre.

    Les efforts d'avance Ff dans le sens axial du foret (cf. figure 3.4) apparaissent sur les artesprincipales et latrales et sont notamment dtermins par les proprits de la matire, lasection de coupe, l'angle de coupe et l'acuit des artes de coupe. Les calculs thoriquesde l'effort d'avance sont relativement imprcis. Des mesures ont mis en vidence les cor-rlations suivantes :

    Foret plaquettes : (usinage de l'acier),

    (usinage de la fonte)

    Foret hlicodal :

    Il en rsulte un important pourcentage de force via l'arte transversale (jusqu' 60%). Ilest possible de rduire fortement ce pourcentage au niveau de l'arte transversale pardes polissages spciaux. Le prperage au niveau du diamtre de l'me permet d'limi-ner compltement l'influence dfavorable sur l'arte transversale et de diminuer ainsid'environ 50% l'effort d'avance Ff.

    Ff 0 6 FC,

    Ff 0 8 FC,

    Ff FC

  • 170

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    4 Calcul du temps machine pour le perage

    La figure 3.5 prsente les corrlations gnrales pour le calcul du temps machine th pourle perage et le prperage sur avant-trou. Les valeurs suivantes sont applicables pour lecalcul du temps machine :

    th Temps machine [min]L Course totale [mm] (Eq. 3.18)f Avance [mm/tr]n Vitesse de rotation [min-1]

    Pour la course totale L :

    l Epaisseur de la pice [mm]la Course initiale [mm] (Eq. 3.19)lu Course de dpassement [mm]

    Pour la course de dpassement lu, les paramtres suivants sont gnralement utilisspour le perage :

    Trou dbouchant :

    Alsages :

    La course initiale la pour le perage se calcule comme suit :

    (Eq. 3.20)

    thL

    f n-------=

    L l la lu+ +=

    Iu 2 mm=

    Iu 0 mm=

    Perage Perage sur avant-trou

    Figure 3.5 Courses initiale et de dpassement pour le perage

  • 171

    Perage

    La course totale L se calcule comme suit compte tenu des conditions prcites :

    Trou dbouchant :

    (Eq. 3.21)

    Alsage :

    (Eq. 3.22)

    Ia 1D

    22---

    tan

    ----------------------+=

    L l 3 D

    22---

    tan

    ----------------------+ +=

    L l 1 D

    22---

    tan

    ----------------------+ +=

  • 172

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    5 Profondeurs de perage et diamtre de prperage

    5.1 Profondeur de perage

    Le type de copeau form et son vacuation lors de l'alsage revtent une importance ca-pitale pour le perage. La forme de copeau produite dpend essentiellement de la mati-re usiner. Pour la fonte, par exemple, il se forme des copeaux fragments hlicodaux ouen spirale. Lors du perage de l'acier en revanche, il peut se former des copeaux longs oudes copeaux hlicodaux longs (cf. chapitre Principes de base, section 1.1.3). La profon-deur de perage possible est limite par la difficult d'vacuation des copeaux. Pour lesmatires facilement usinables avec faible accumulation de copeaux, la profondeur deperage peut tre augmente d'environ 40% par rapport aux matires difficilement usi-nables. Les profondeurs de perage maximales peuvent tre calcules approximative-ment selon la formule suivante :

    BTmax Profondeur de perage max. [mm] (Eq. 3.23)

    l3 Longueur de la goujure brise-copeaux du foret

    Dwz Diamtre du foret [mm]

    Les paramtres suivants sont applicables :

    5.2 Diamtre de prperage pour le perage sur avant-trou

    Pour le perage sur avant-trou avec des forets hlicodaux ou des fraises, il est possible de

    Spcificit de la matire

    Groupes de matires (suivant le chapitre Matires, section 1)

    Profondeur de perage max. BTmax

    Facilement usinable 1.0/ 1.1/ 2.0/ 3.0/ 13.0/ 13.1/ 15.9/ 15.1/ 15.2/ 17.0/ 17.1/ 18.0/21.0

    Usinabilit normale 2.1/ 3.1/ 3.2/ 4.0/ 4.1/ 5.0/ 6.0/ 6.1/ 8.0/ 8.1/ 8.2/ 9.0/ 13.0/ 15.3/ 17.3/ 19.0/ 19.1/ 19.2/ 19.3/ 19.4/ 19.5/ 19.6/ 20.0

    Difficilement usinable 7.0/ 7.1/ 10.0/ 10.1/ 10.2/ 11.0/ 11.1/ 12.0/ 13.1/ 13.2/ 13.3/ 14.0/ 16.0/ 16.1/21.1

    Tableau 3.3 Profondeurs de perage maximales

    BTmax l3 Dwz 1 01 4,,( )[ ]=

    l3 1 0 Dwz,

    l3 1 2 Dwz,

    l3 1 4 Dwz,

    Figure 3.6 Forets hlicodaux GARANT

  • 173

    Perage

    calculer approximativement comme suit le diamtre de prperage minimal suivant letableau 3.4 :

    6 Forets hlicodaux en HSS

    6.1 Types de forets hlicodaux

    L'angle de coupe latral f , qui est identique l'angle d'hlice avec une prcision suffi-sante, est une caractristique diffrente des types de forets hlicodaux. Cet angle varieen fonction des proprits de bris de copeaux de la matire et figure dans les groupesprincipaux de forets N (matires normales), H (matires dures) et W (matires tendres)(cf. tableau 3.5). En outre, il est possible de dfinir divers sous-groupes, comme dtaillplus loin, la section 9 de ce chapitre. Par exemple, les types FS (goujures hlicodales),UNI (utilisation universelle), FW (matires tendres rainures) et VA (utilisation pour aciersinoxydables).

    Perage sur avant-trou avec Diamtre de prperage minimal

    Foret hlicodal 0,3 D

    Foret-alseur 0,7 D

    Foret-alseur avec taillants en carbure 0,8 D

    Tableau 3.4 Diamtre de prperage minimal

    Figure 3.7 Conicit de l'me des forets hlicodaux

  • 174

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    Pour accrotre la stabilit sans trop augmenter l'arte transversale au sommet, les foretsde type N sont gnralement fabriqus avec une me conique, c.--d. que l'me possdela valeur de consigne au sommet du foret et s'paissit dans le sens de la queue (figure 3.6).

    Type Angle de coupe latral (angled'hlice)x

    Angle au sommet

    Goujures Utilisation

    N 19 40 118 Larges Acier de construc-tion et pour traite-ment thermique jusqu' 800 N/mm2, fontes, laiton

    N 18 30 130 140

    Larges Acier alli jusqu' 1400 N/mm2, aciers fortement allis, aluminium

    H 10 19 118 Trs larges Laiton, alliages de magnsium, matires mouler

    W 27 45 130 Larges Aluminium et allia-ges d'aluminium, cuivre, fonte rouge, bronze, al-sages profonds dans les matires mouler

    Tableau 3.5 Principaux types de forets hlicodaux pour diffrentes matires

    Type N Type H Type W

    d1 d = 0,02 0,08 mm

    Figure 3.8 Amincissement de la queue de forets hlicodaux

  • 175

    Perage

    Les forets hlicodaux sont taills de manire amincie de la pointe vers la queue pour r-duire au minimum le frottement des chanfreins au niveau de la paroi perfore. La valeurde cette rduction de diamtre est indique suivant DIN 1414 avec une longueur de gou-jure de 0,02 0,08 mm sur 100 mm.

    6.2 Types d'afftage et erreurs de rectification

    L'afftage est trs important pour la prcision du perage, mais surtout galement pourla dure de vie ou la tenue de l'outil de perage.

    Type d'aff-tage

    Utilisation Schma de principe

    Type A

    Amincisse-ment de l'arte trans-versale

    Utilisation :

    V Forets avec me renforce ainsi que les grands diamtres de forets

    V Pour fontes et aciers jusqu' env. 1000 N/mm2

    Avantages :

    V Bon centrage lors du prperageV Rduction de l'effort d'avance

    Type B

    Amincisse-ment de l'arte trans-versale avec correction de l'arte princi-pale

    Utilisation :

    V Pour le perage des aciers de haute rsistance, aciers ressorts durs et aciers au manganse (plus de 10% de Mn)

    V Avec angle au sommet de 118 pour matires tenaces (bris de copeau)

    V Avec angle au sommet de 130 pour matires trs rsistantes suprieures 1000 N/mm2

    Avantages :

    V Insensible aux chocsV Pas d'accrochage sur les pices paroi mince

    Tableau 3.6 Types d'afftage

    Figure 3.9 Afftage d'un foret PCD

  • 176

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    Tableau 3.6 Types d'afftage (suite)

    Type d'aff-tage

    Utilisation Schma de principe Schma de principe

    Type C

    Afftage en croix

    Utilisation :

    V Pour les forets avec me trs renforce ainsi que pour les forets longs

    V Pour matires particulirement tenaces et dures ainsi que pour les pices forges

    Avantages :

    V Bon centrageV Effort d'avance rduit

    Type D

    Afftage pour la fonte grise

    Utilisation :

    V Pour le perage de la fonte grise, la fonte mallable et des pices forges

    V Pour pices avec surface d'attaque ingale (tubes, arbres)

    Avantages :

    V Charge rduite des angles de coupe par prolonge-ment des artes principales

    V Insensible aux chocsV Bonne dissipation thermique

    Type E

    Pointe de centrage

    Utilisation :

    V Perage dans des matires tendres comme le cuivre et pour les tles minces

    V Perage de trous borgnes avec fond platV Avantages :V Bon centrage, pas d'accrochageV Faible formation de bavures lors du perage

    dbouchant de tubes et tles minces

  • 177

    Perage

    Outre l'exigence de respecter un angle de bec appropri et de rduire la rugosit des ar-tes de coupe, l'afftage symtrique est trs important pour une sollicitation uniforme desdiffrentes artes. Le tableau 3.7 dresse un aperu des erreurs de symtrie possibles et deleurs consquences.

    Erreur de symtrie Caractristique Consquences

    Angle au sommet asymtrique

    Longueur ingale des artes principales

    Pointe centre

    Alsage surdimensionn

    Fond tag

    Sollicitation ingale des ar-tes principales (usure)

    Angle au sommet symtrique

    Longueur ingale des artes principales

    Centre de la pointe dcal

    Alsage surdimensionn

    Sollicitation ingale des ar-tes principales

    Angle au sommet asymtrique

    Longueur ingale des artes principales

    Centre de la pointe dcal

    Alsage surdimensionn

    Fond tag

    Sollicitation ingale des ar-tes principales (usure)

    Tableau 3.7 Erreurs de rectification et leurs consquences

    Figure 3.10 Foret hautes performances GARANT

  • 178

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    8 Forets taillant amovible

    8.1 Forets tte d'alsage (forets-couronnes)

    Le foret tte d'alsage (Seco CrownLoc) estcompos d'un corps et d'une couronne en car-bure interchangeable pour des alsages jusqu'20 mm de diamtre et des profondeurs de per-age maximales de 5xD.

    Solution de rechange aux forets brass et en car-bure monobloc, ce type de foret prsente lesavantages suivants :

    V Enorme conomie de temps et d'argent grce une prcision constante, une dure de vieleve, un changement d'outil rapide (rduc-tion des cots de montage) et l'absence defrais de rafftage

    V Afftage autocentrantV Arrosage interne surdimensionn pour une vacuation sre des copeauxV Positionnement prcis et serrage ferme de la couronne grce la denture brevete

    Un angle d'attaque de 8 max. est recommand pour un bon positionnement. Si le foretentre de biais dans la matire, il convient de toujours diminuer l'avance de 30 50%. Il enva de mme pour un angle de dgagement du foret suprieur 8. Il convient ds lors dene pas dpasser un angle de dgagement maximum de 30.

    Le perage de blocs de plaques est galement possible avec ce type de foret. Il importetoutefois que le serrage soit trs ferme et qu'il n'existe aucun interstice entre les plaques,dans la mesure o ils entravent l'vacuation des copeaux et peuvent ainsi entraner le brisdu foret.

    Figure 3.11 Foret-couronne en cours d'utili-sation

  • 179

    Perage

    7 Forets en carbure monobloc

    Les forets hlicodaux en carbure monoblocsont la consquence logique des exigencesde l'industrie en matire d'outils prsentantune puissance suprieure et une meilleurersistance l'usure. C'est pourquoi ces outilssont de plus en plus utiliss sur les centresd'usinage CN.

    Les avantages des forets en carbure mono-bloc par rapport aux forets hlicodaux enHSS rsident dans la rduction des tempsd'usinage et l'augmentation des tenuesd'outil. Ces aspects sont particulirement

    importants lors de l'usinage de matires trs abrasives comme la fonte, les alliages d'alu-minium fort pourcentage de silicium, les plastiques avec matire de remplissage, le gra-phite et les matires renforces de fibres de verre. Il en va de mme galement pour tousles types d'acier plus ou moins difficiles usiner.

    Les dimensions dcoulent dans une large mesure de celles des forets hlicodaux en HSS.A cet gard, des variantes similaires sont possibles en ce qui concerne la forme et la go-mtrie de coupe. Des limites sont imposes en raison de la tnacit de la matire de cou-pe, notamment concernant le rapport diamtre/longueur.

    Le foret hautes performances GARANT est un outil en carbure monobloc, rcemment d-velopp, pour le perage. Il est propos en standard pour des diamtres de perage de 3 20 mm et convient galement pour le perage de matires ferreuses copeaux courtset longs. Sa supriorit est particulirement vidente lors de l'usinage de types d'acier te-naces et tendres copeaux problmatiques.

    Avantages :

    V Grande rigiditV Prcision de positionnement leveV Bonnes proprits de centrage et de guidageV Vitesses d'avance jusqu' 10 fois suprieures aux valeurs indicatives des forets hli-

    codaux en HSS (voir tableaux des valeurs indicatives la section 11 de ce chapitre)V Copeaux courts et bonne vacuation des copeaux, mme pour les types d'acier

    tendres et tenacesV Rduction des cots de retraitement grce au rafftage et au revtement supplmen-

    taire.

    Figure 3.12 Foret plaquettes en cours d'utilisation

  • 180

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    8.2 Forets plaquettes

    8.2.1 Forets monoblocs plaquettes

    La connaissance de la gomtrie utilise est importante pour obtenir un rsultat optimallors de l'utilisation de forets plaquettes, de mme que leur caractristique de puissance.

    Ainsi, une bauche exige des plaquettes plus robustes (forme de base ISO S) que la rali-sation d'alsages de haute qualit (forme de base ISO W). Un engagement spcifique desplaquettes permet, par exemple avec les forets monoblocs plaquettes KUB (cf. catalo-gue principal), d'obtenir un centrage plus propre et d'viter les stries dues au retrait del'outil. L'alsage peut gnralement tre ralis avec une prcision de 0,1 mm pour KUBTrigon et 0,2 mm pour KUB Quatron.Le concept de foret KUB Duon applique le principe des corps de coupe interchangeablesaux outils deux taillants (2 taillants effectifs). Il est possible d'obtenir des profondeurs deperage maximales de 5xD et de raliser plusieurs diamtres de perage avec un corps

    de base en cas d'utilisation des plaquettes corres-pondantes.

    L'avantage essentiel des forets plaquettes rsidedans la gomtrie uniforme de la pointe du foret,dans la longueur d'outil inchange et dans uneadaptation simple et conomique de la matire decoupe la matire usiner. En outre, des processustels que le rafftage et le revtement supplmen-taire des artes deviennent superflus.

    La plupart des forets plaquettes (p. ex. KUB Qua-tron et KUB Trion) se distinguent fondamentale-

    ment des forets hlicodaux par la prise en compte de la section de coupe, dans la mesu-re o les forets plaquettes doivent tre partiellement considrs comme forets untaillant (z = 1, voir galement section 2.1). Les avances f possibles sont ds lors lgre-ment infrieures celles des forets hlicodaux deux taillants comparables. Toutefois,l'arte transversale manquante permet d'atteindre des vitesses de coupe nettement su-prieures, de sorte que les vitesses d'avance ralisables des forets plaquettes sont un

    Figure 3.13 Double lame G01

    d1

    d2

  • 181

    Perage

    niveau similaire de celles des forets hlicodaux.

    En raison de la disposition asymtrique des taillants des forets plaquettes, les conditionsd'usinage sont trs diffrentes au niveau des artes intrieure et extrieure. Ainsi, l'arteextrieure permet d'enlever un volume de copeaux nettement plus lev une vitessemoyenne galement suprieure. La sollicitation variable des diffrents taillants doit dslors tre compense par le choix de plaquettes appropries.

    Figure 3.15 Profils FS GARANT pour forets

  • 182

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    8.2.2 Perage sur avant-trou avec forets plaquettes deux taillantsOutre l'utilisation de barres d'alsage un taillant (voir galement le chapitre Tournage),il est possible d'utiliser des outils double lame pour le perage sur avant-trou (figure 3.13).

    Pour le double lame G01, les corps de base permettent raliser une structure dopra-tions d'outil compacte avec les deux porte-outils de mme taille. Lors des oprations deperage sur avant-trou, les goujures hlicodales favorisent la formation de copeaux.

    Les porte-outils rglables radialement (taillants doubles absolus) permettent de transfor-mer l'outil de perage sur avant-trou en outil tag pour profondeurs de coupe plus le-ves. Les lments rapports rglables axialement s'adaptent au support de base identi-que et permettent une rpartition uniforme de la coupe sur les deux taillants. Lacombinaison des rglages radial et axial (bauche/finition combines) permet de rpartirla largeur de coupe totale par dcalage radial et axial des taillants. Cela doit permettreune meilleure rpartition des efforts de coupe totaux produits et donc l'quilibrage ducomportement de coupe (cf. figure 3.14).

    Lors de l'bauche, la largeur de coupe est double (n'utiliser qu'une avance simple f = fz).Lors de la finition, la largeur de coupe est rpartie, de manire viter partiellement unusinage intermdiaire.

    Figure 3.14Rpartition de la coupe par dcalage axial et radial des taillants

    Il est possible d'effectuer un rglage fin avec une prcision de 0,02 mm dans le diam-tre l'aide d'un dispositif de rglage excentrique ABS. Pour les diamtres suprieurs, labroche de rglage fin intgre dans le corps de base du porte-outil permet de corrigerles dimensions.

    9 Exemples d'utilisation d'outils de perage GARANT

    9.1 Utilisation de profils FS GARANT sur les forets en HSS

    Les forets FS prsentent un profil de section spcial, des goujures larges (dbourrage n-cessaire uniquement aprs env. 15 x D) et une grande me (cf. figure 3.15).

    Profil FS 1

    Foret FS

    Profil FS 2

    Foret type N

    Foret FS

    Foret type N

    Foret FS

    Profil FS 3

    Foret type N

  • 183

    Perage

    9.2 Utilisation de forets hautes performances en carbure monobloc GARANT

    L'utilisation de forets hautes performances en carbure monobloc (cf. figure 3.16) exigetant une prcision de concentricit leve de la machine et de la broche qu'une techni-que mcanique performante pour atteindre des valeurs d'avance leves.

    Exemple d'application :Perage de trous dbouchants :

    Matire : GG 25 (groupe de matires 15.1, chapitre Matires, section 1)

    XC 45 (groupe de matires 8.0, chapitre Matires, section 1)

    Diamtre de perage : 10,0 mm

    Profondeur de perage : 110 mm (11 x D)

    Outil : Foret hautes performances en carbure monobloc

    Pour le perage jusqu' 12xD de fonte grise, sph-rodale et mallable ainsi que d'aciers inoxydables et rsistant aux acides

    Paramtres de coupe :

    GG 25 XC 45

    Vitesse de coupe vc = 50 m/min vc = 40 m/min

    Vitesse de rotation n = 1 600 min-1 n = 1 200 min-1

    Avance f = 0,2 mm/tr f = 0,2 mm/tr

    Vitesse d'avance vf = 320 mm/min vf = 240 mm/min

    Figure 3.16Foret hautes perfor-mances en carbure monobloc GARANT

  • 184

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    9.3 Utilisation de forets monoblocs plaquettes GARANT

    Exemple d'application :Perage d'une bride avec un foret monobloc plaquettes KUB Quatron :

    Foret court robuste pour conditions de perage difficiles, telles que perage de biais, crote de laminage, chanfreins fonte, coupe intermittente, blocs et alsages avec des tolrances de 0,2 mm et des profondeurs de perage maximales de 2xD (3xD)

    Paramtres applicables :

    Pice usiner : Bride

    Diamtre de perage : 18,0 mm

    Profondeur de perage : 2 x D

    Matire : X6CrNiMoTi 17 12 2 (1.4571)(groupe de matires 13.2, chapitre Matires, section 1)

    Outil : KUB Quatron

    Paramtres de coupe :

    Vitesse de coupe vc = 170 m/min

    Vitesse de rotation n = 3 000 min-1

    Avance f = 0,8 mm/tr

    Vitesse d'avance vf = 240 mm/min

    Rsultat : Augmentation de la dure de vie de 80 180 min

  • 185

    Perage

    Exemple d'application :Perage de blocs avec foret monobloc plaquettes KUB Duon :

    Foret robuste, trs productif dans la plage jusqu' 5xD pour une coupe tendre sans prcentrage, notamment pour le perage de blocs dans l'acier et la fonte

    Paramtres applicables :

    Pice usiner : Crmaillres dans le bloc (2 pices)

    Diamtre de perage : 24,8 mm

    Profondeur de perage : 5 x D

    Matire : XC45 (1.0503)(Groupe de matires 3.1, chapitre Matires, section 1)

    Outil : KUB Duon

    Paramtres de coupe :

    Vitesse de coupe vc = 136 m/min

    Vitesse de rotation n = 1 746 min-1

    Avance f = 0,14 mm/tr

    Vitesse d'avance vf = 244 mm/min

    Rsultat : Tenue d'outil 24 m pour une largeur d'usure de VB < 0,2 mm

  • 186

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    10 Influences sur le rsultat de perage et rsolution des problmes

    10.1 Influences sur le rsultat de perage

    La qualit relle de l'alsage ralis dpend de diffrents facteurs.

    L'erreur de concentricit du foret dans la broche a une grande influence sur la tolrancede trou. La figure 3.17 reprsente la corrlation entre la tolrance de concentricit du dis-positif de serrage et la dure de vie de l'outil de perage.

    L'tat gnral de la machine et l'usure de la pointe du foret ont une influence moyennesur le rsultat de perage. En revanche, la vitesse d'avance et la matire n'influent quefaiblement sur la tolrance de trou.

    La section 2.6 du chapitre Serrage fournit des informations dtailles sur les diffrentsmandrins de serrage.

    Figure 3.17 Influence de l'erreur de concentricit sur la dure de vie du foret

    322%

    122%

    12Q 16Q 32Q 36Q6Q

    8(

    8-:

    (

    8.

    +

  • 187

    Perage

    10.2 Guide de rsolution des problmes de perage

    Identification Problme

    1 Usure des artes transversales

    2 Usure des artes principales

    3 Usure des chanfreins de coupe

    4 Usure des listels

    5 Ebrchement de l'arte de coupe

    6 Bris de la pointe

    7 Bourrage de copeaux au niveau du talon du foret

    8 Bris de l'outil

    9 Broutage ou bruits similaires

    10 Bourrage de copeaux

    11 Durcissement de la pice

    12 Prcision variable

    13 Formation de bavures la sortie de l'alsage

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Remde

    L'angle de dpouille au centre du foret doit tre suprieur la dpouille

    Veiller une longueur de col aussi courte que possible

    Augmenter l'angle de dpouille au niveau des artes de coupe extrieures

    Rduire l'intervalle entre deux rafftages

    Augmenter l'angle au sommet

    La diffrence entre les artes de coupe doit tre de 0,02 mm max.

    Le chanfrein doit tre plus grand

    L'angle de dpouille doit tre plus petit

    Augmenter la largeur de rainure

    Rduire le diamtre de dtalonnage

    Rduire l'angle d'hlice

    Augmenter l'amincissement et diminuer la largeur des listels

    Diminuer le chanfrein

    Diminuer l'avance

    Rduire la vitesse de coupe

    Augmenter l'avance

    Tableau 3.8 Rsolution des problmes de perage

  • 188

    MANUEL DUSINAGE GARANT

    11 Valeurs indicatives d'utilisation des forets

    Utilisation des tableaux de valeurs indicatives Exemple

    Tche d'usinage :

    Ralisation d'alsages d'un diamtre D = 6 mm dans la matire 100C6sur un centre d'usinage puissant.

    Procdure :

    1. Slection de l'outil de perage dans le catalogue principal N Ho 12 2630 (Holex)

    2. Slection du groupe de matires (chapitre Matires , section 1) Gr. de mat. 8.0

    3. Slection des paramtres de coupe :

    3.1 Slection du tableau des valeurs indicatives d'utilisation Tableau 3.25

    Outil 12 2630 3/5xD, carbure monobloc revtu de TiN

    3.2 Slection des paramtres de coupe

    Vitesse de coupe : Valeur initialevc = 80 m/min

    Plage vc : 70 ... 90 m/min

    Avance : f = 0,15 mm/tr

    Vitesse de rotationdans la plage de diamtres :

    n = 3418 tr/min

    Vitesse d'avance dans la plage de diamtres

    vf = 513 mm/min

    GARANT12 2310; 12 2340; 12 2380; 12 2410; 12 2431; 12 2630; 12 2650; 12 2660

    DIN 6537; 6537K= 2

    0,1 - 0,9 1,0 - 1,9 2,0 - 2,9 3,0 - 5,9 6,0 - 8,9

    f n(max)

    vf (max)

    f n (max)

    vf (max)

    f n (max)

    vf (max)

    f n(max)

    vf (max)

    f n (max)

    vf (max)

    f

    [N/mm] min. S t a rt max. [mm/U] [1/min] [mm/min] [mm/U] [1/min] [mm/min] [mm/U] [1/min] [mm/min] [mm/U] [1/min] [mm/min] [mm/U] [1/min] [mm/min] [mm/U]1.0 < 500 100 - 130 - 150 - - - 0,10 9299 930 0,12 5554 667 0,161.1 500 - 850 90 - 100 - 120 - - - 0,14 7153 1001 0,18 4273 769 0,222.0 < 850 100 - 140 - 180 - - - 0,14 10014 1402 0,18 5982 1077 0,222.1 850 - 1000 90 - 100 - 110 - - - 0,14 7153 1001 0,18 4273 769 0,223.0 1000 - - - - - -8.0 < 850 70 - 80 - 90 - - - 0,11 5722 629 0,15 3418 513 0,188.1 850 - 1100 - - - - - -8.2 1100 - 1400 - - - - - -9.0 830 - 1200 - - - - - -

    vc

    [m/min]

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