Cours sur le perçage !

Objectifs de ce cours sur le perçage:

• donner une définition du perçage
• décrire la morphologie d’un foret
• choisir une vitesse de coupe en fonction du métal
• déterminer la vitesse de rotation du foret
• reconnaître les différents types de perceuses
• choisir les caractéristiques d’un foret en fonction du matériau percé.

1) Définition du perçage

Le perçage consiste à exécuter des surfaces cylindriques intérieures à l’aide d’outils rotatifs. L’outil de coupe, appelé foret, est animé d’un mouvement de rotation continu et d’un mouvement de déplacement longitudinal. C’est une opération par enlèvement de matière.

2) Forèts coniques et cylindriques:

On utilise des foret à queue conique pour les diamètres supérieurs à 13 mm et des forets à queue cylindrique pour les diamètres inférieurs ou égaux à 13 mm.

Les forets sont fabriqués en acier rapide et la qualité de l’acier est inscrite sur le foret avec les symboles: ARO (Acier Rapide Ordinaire), ARS (Acier Rapide Supérieur), et en anglais, HSS(High Speed Steel)

Les qualités supérieures des forets sont à réserver pour les productions intensives.

3) Morphologie d’un foret

Termes permettant de désigner un forêt: Corps, queue, tenon, collet, pointe au sommet, lèvres, talon, goujure ou rainure, dos, listel angle de dépouille, angle de pointe(variable suivant le métal percé, par exemple : Acier : 120 °, Inox : 130 °)

Un foret est défini par :

• Son diamètre
• Sa forme
• Sa matière (acier rapide)
• Sa série (courte ou longue).

4) Affûtage des forets

L’affûtage se pratique par meulage des deux faces de la tête, manuellement ou sur une affûteuse. L’affûteur devra choisir les valeurs angulaires pour l’angle de dépouille et l’angle de pointe en fonction des matériau percés, des conditions d’utilisation, de la qualité de l’outil.

• L’angle de dépouille de 1° à 10°, permet au foret de ne pas talonner.
• L’angle de pointe influe sur la facilité de pénétration. Il varie en fonction de la matière à percer.(120° pour l’acier doux, 90° pour le laiton, 135° pour l’aluminium et 135° pour les aciers inoxydables)
• L’angle de coupe est choisit pour une bonne formation du copeau.
• L’angle de taillant confère la résistance de l’arête tranchante.

5) Le montage des forets

Ils sont serrés dans un mandrin pour les forets à queue cylindrique et par emmanchement pour les forets à queue conique. Ces cônes sont appelés cônes morses et ont une conicité de 3° environ.

Les cônes sont numérotés en fonction de leur taille:

• n°1: cônes pour des forets inférieurs ou égaux à 15mm
• n°2: cônes pour des forets entre 15 et 23 mm de diamètre
• n°3: cônes pour des forets entre 23 et 32 mm de diamètre
• n°4: cônes pour des forets entre 32 et 50 mm de diamètre
• n°5: cônes pour des forets entre 50 et 80 mm de diamètre
• n°6: cônes pour des forets entre 80 et 100 mm de diamètre

Mandrin et clé de mandrin:

Cônes et chasse-cone:

6) La vitesse de coupe

La vitesse de coupe est la distance parcourue en une minute, par un point situé sur le listel du foret. Elle est exprimée en m/min. Elle est fonction du matériau percé, de la qualité du foret et de la lubrification.

• Pour un acier S235 la vitesse indicative est comprise entre 20 à 40 m/min
• Pour un acier S355 la vitesse indicative est comprise entre 23 à 30 m/min
• Pour une fonte la vitesse indicative est comprise entre 12 à 18 m/min
• Pour un acier inox austénitique la vitesse indicative est comprise entre 10 à 20 m/min
• Pour un aluminium et ses alliages la vitesse indicative est comprise entre 30 à 60 m/min
• Pour un cuivre et ses alliages la vitesse indicative est comprise entre 30 à 60 m/min

La lubrification est indispensable pour améliorer la qualité du travail et limiter l’usure des forêts. Si malgré tout un perçage à sec doit être effectué, la vitesse de coupe devra être réduite d’environ 50%.

7) La fréquence de rotation

La fréquence de rotation est exprimée en tours/minutes et elle est fonction de la vitesse de coupe et du diamètre du foret. Elle est définie par calcul avec la formule:

Avec N en tours/minutes
Vc en m/minutes
D en mm.

On peut aussi définir la fréquence de rotation grace à un abaque de perçage:

8) La vitessse d’avance

La vitessse d’avance est la vitesse de pénétration du foret dans la matière. Certaines machines sont équipées d’un système d’avance automatique. Elle s’exprime en mm/tour. Sa valeur dépend des mêmes paramètres que pour la vitesse de coupe, mais aussi du diamètre du forêt.

9) Guidage des forets

• On pratique un simple coup de pointeau si le diamètre est au maximum de 13 mm de diamètre
• On pratique un avant trou pour les perçages délicats ou pour les diamètres importants. L’avant trou sera d’environ un 1/3 du diamètre définitif.
• On utilise dans certains cas, des canons de perçage (surfaces obliques…)

10) Différents types de perceuses

10-1) La perceuse sensitive

1 : Socle ou table
2 : Colonne
3 : Moteur
4 : Poulie étagée
5 : Carter
6 : Courroie
7 . Bâti
8 : Cabestan
9 : Broche
10 : Mandrin
11 : Blocage de la hauteur
12 : Réglage de la hauteur

10-2) La perceuse à colonne.

1. Moteur à deux vitesses,
2. Carter de protection des poulies et de la courroie,
3. Levier pour le travail en sensitive,
4. Mandrin,
5. Foret
6. Table (tablier) à hauteur réglable.

10-3) La perceuse radiale

11) Blocage des pièces

Le blocage des pièces s’éxécute avec un étau pour les plus petites pièces et avec des brides pour des pièces dont la forme et/ou la dimension ne permette pas d’utiliser l’étau. Il est important de bien bloquer la pièce afin que cette dernière ne bouge pas, ne tourne pas avec le foret. Ce qui pourrait provoquer une blessure.

1 : Foret
2 : Pièce
3 . Étau
4 : Cales si les mors de l’étau n’ont pas d’épaulement