Tarauds à main et machine ainsi que tarauds à refouler

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1 Tarauds à main et machine ainsi que tarauds à refouler Trous borgnes 265

2 MANUEL D USINAGE GARANT Types de filetages Les différents types de filetages se caractérisent, en fonction de leur utilisation prévue, par le profil, le nombre de filets, le pas, la dimension, la fin de filet et la conicité. Suivant la norme DIN 202, les types de filetages suivants peuvent être classés en fonction des principaux domaines d'application : Dénomination Profil Désignation Utilisation Filetages métriques ISO M M20 ; M20x1 Filetages à pas gros, filetages à pas fin Filetages gaz cylindriques G G 1 ¼ Rp Rp 1/8 Filetages extérieurs de tubes, filetages intérieurs de tubes filetés Filetages gaz coniques R R ¾ Filetages extérieurs de tubes filetés Filetages trapézoïdaux métriques ISO Tr Tr 40x7 Générale Filetages en dent de scie métriques S S 48x8 Filetages ronds cylindriques Rd Rd 40x 1/6 266

3 Tarauds : Filetages métriques ISO DIN 13 Filetages métriques à pas fin ISO DIN 13 M Pas Tol. ISO2 (6 H) max. DIN 336 MF Tol. ISO2 (6 H) max. DIN ,25 *0,785 0,75 2 x 0,25 *1,774 1,75 24 x 1 23, ,1 0,25 *0,885 0,85 2,2 x 0,25 *1,974 1,95 24 x 1,5 22,676 22,50 1,2 0,25 *0,985 0,95 2,3 x 0,25 2,071 2,05 24 x 2 22, ,4 0,3 *1,142 1,10 2,5 x 0,35 *2,184 2,15 25 x 1 24, ,6 0,35 1,321 1,25 2,6 x 0,35 2,252 2,20 25 x 1,5 23,676 23,50 1,8 0,35 1,521 1,45 3 x 0,35 *2,684 2,65 26 x 1,5 24,676 24,50 2 0,4 1,679 1,6 3,5 x 0,35 *3,184 3,15 27 x 1,5 25,676 25,50 2,2 0,45 1,838 1,75 4 x 0,35 *3,684 3,65 27 x 2 25, ,5 0,45 2,138 2,05 4 x 0,5 3,599 3,50 28 x 1,5 26,676 26,50 3 0,5 2,599 2,5 5 x 0,5 4,599 4,50 28 x 2 26, ,5 0,6 3,010 2,9 6 x 0,5 5,599 5,50 30 x 1 29, ,7 3,422 3,3 6 x 0,75 5,378 5,20 30 x 1,5 28,676 28,50 4,5 0,75 3,878 3,7 7 x 0,75 6,378 6,20 30 x 2 28, ,8 4,334 4,2 8 x 0,5 7,599 7,50 32 x 1,5 30,676 30, , x 0,75 7,378 7,20 33 x 1,5 31,676 31, , x 1 7, x 2 31, ,25 6,912 6,8 9 x 0,75 8,378 8,20 34 x 1,5 32,676 32,50 9 1,25 7,912 7,8 9 x 1 8, x 1,5 33,676 33, ,5 8,676 8,5 10 x 0,5 9,599 9,50 36 x 1,5 34,676 34, ,5 9,676 9,5 10 x 0,75 9,378 9,20 36 x 2 34, ,75 10,441 10,2 10 x 1 9, x 3 33, , x 1,25 8,912 8,80 38 x 1,5 36,676 36, , x 1 10, x 1,5 37,676 37, ,5 15,744 15,5 12 x 0,75 11,378 11,20 39 x 2 37, ,5 17,744 17,5 12 x 1 11, x 3 36, ,5 19,744 19,5 12 x 1,25 10,912 10,80 40 x 1,5 38,676 38, , x 1,5 10,676 10,50 40 x 2 38, , x 1 12, x 3 37, ,5 26,771 26,5 14 x 1 13, x 1,5 40,676 40, ,5 29,771 29,5 14 x 1,25 12,912 12,80 42 x 2 40, , x 1,5 12,676 12,50 42 x 3 39, , x 1 14, x 1,5 43,676 43, ,5 37,799 37,5 15 x 1,5 13,676 13,50 45 x 2 43, ,5 40,799 40,5 16 x 1 15, x 3 42, , x 1,5 14,676 14,50 48 x 1,5 46,676 46, , x 1 17, x 2 46, ,5 50,796 50,5 18 x 1,5 16,676 16,50 48 x 3 45, ,5 54,796 54,5 18 x 2 16, x 1,5 48,676 48, , x 1 19, x 2 48, , x 1,5 18,676 18,50 50 x 3 47, x 2 18, x 1,5 50,676 50,50 *) Plage de tolérance ISO1 (4 H) 22 x 1 21, x 2 50, x 1,5 20,676 20,50 52 x 3 49, (ancien profil DIN, tol. moyenne) 22 x 2 20, ,7 0,35 1,346 1,3 2,3 0,4 1,920 1,9 *) Plage de tolérance ISO1 (4 H) 2,6 0,45 2,176 2,1 Remarque : Les filetages métriques ISO et les filetages à pas fin métriques ISO pour les tarauds à refouler sont indiqués à la page 270. MF Tol. ISO2 (6 H) max. DIN

4 MANUEL D USINAGE GARANT Tarauds : Filetage américain à pas gros ANSI B1.1 Filetage américain à pas fin ANSI B1.1 UNC Ø filetage extérieur Tol. 3B max. UNF Ø filetage extérieur Tol. 3B max. N ,854 1,582 1,55 N ,524 1,306 1,25 N ,184 1,872 1,85 N ,854 1,613 1,55 N ,515 2,146 2,1 N ,184 1,913 1,9 N ,845 2,385 2,35 N ,515 2,197 2,15 N ,175 2,697 2,65 N ,845 2,459 2,4 N ,505 2,896 2,85 N ,175 2,741 2,7 N ,166 3,528 3,5 N ,505 3,012 2,95 N ,826 3,950 3,9 N ,166 3,597 3,5 N ,486 4,590 4,5 N ,826 4,168 4,1 1/4" 20 6,350 5,250 5,1 N ,486 4,717 4,7 5/16" 18 7,938 6,680 6,6 1/4" 28 6,350 5,563 5,5 3/8" 16 9,525 8, /16" 24 7,938 6,995 6,9 7/16" 14 11,112 9,441 9,4 3/8" 24 9,525 8,565 8,5 1/2" 13 12,700 10,881 10,8 7/16" 20 11,112 9,947 9,9 9/16" 12 14,288 12,301 12,2 1/2" 20 12,700 11,524 11,5 5/8" 11 15,875 13,693 13,5 9/16" 18 14,288 12,969 12,9 3/4" 10 19,050 16,624 16,5 5/8" 18 15,875 14,554 14,5 7/8" 9 22,225 19,520 19,5 3/4" 16 19,050 17,546 17,5 1" 8 25,400 22,344 22,25 7/8" 14 22,225 20,493 20,4 1 1/8" 7 28,575 25, " 12 25,400 23,363 23,25 1 1/4" 7 31,750 28, /8" 12 28,575 26,538 26,5 1 3/8" 6 34,925 30,851 30,75 1 1/4" 12 31,750 29,713 29,5 1 1/2" 6 38,100 34, /8" 12 34,925 32,888 32,75 1 3/4" 5 44,450 39,560 39,5 1 1/2" 12 38,100 36, " 4 1/2 50,800 45, /4" 4 1/2 57,150 51,717 51,5 2 1/2" 4 63,500 57,389 57,25 2 3/4" 4 69,850 63,739 63,5 3" 4 76,200 70, /4" 4 82,550 76,439 76,2 3 1/2" 4 88,900 82,789 82,6 3 3/4" 4 95,250 89,139 88,9 4" 4 101,600 95,489 95,25 268

5 Tarauds : Filetage Whitworth BS 84 Filetage gaz Whitworth DIN ISO 228/1 BSW Nombre de filets Ø filetage extérieur Ø de perçage G Nombre de filets Ø filetage extérieur Ø de perçage max. max. 1/16" 60 1,612 1,231 1,15 G 1/8" 28 9,728 8,848 8,8 3/32" 48 2,409 1,910 1,8 G 1/4" 19 13,157 11,890 11,8 1/8" 40 3,203 2,590 2,6 G 3/8" 19 16,662 15,395 15,25 5/32" 32 4,003 3,211 3,1 G 1/2" 14 20,955 19, /16" 24 4,796 3,744 3,6 G 5/8" 14 22,911 21, /32" 24 5,595 4,538 4,4 G 3/4" 14 26,441 24,658 24,5 1/4" 20 6,389 5,224 5,1 G 7/8" 14 30,201 28,418 28,25 5/16" 18 7,977 6,661 6,5 G 1" 11 33,249 30,931 30,75 3/8" 16 9,575 8,052 7,9 G 1 1/8" 11 37,897 35,579 35,3 7/16" 14 11,167 9,379 9,3 G 1 1/4" 11 41,910 35,592 39,25 1/2" 12 12,755 10,610 10,5 G 1 3/8" 11 44,323 42,005 41,7 9/16" 12 14,343 12, G 1 1/2" 11 47,803 45,485 45,25 5/8" 11 15,930 13,598 13,5 G 1 3/4" 11 53,746 51,428 51,1 3/4" 10 19,105 16,538 16,5 G 2" 11 59,614 57, /8" 9 22,280 19,411 19,25 G 2 1/4" 11 65,710 63,392 63,1 1" 8 25,469 22, G 2 1/2" 11 75,184 72,866 72,6 1 1/8" 7 28,644 24,879 24,75 G 2 3/4" 11 81,534 79,216 78,9 1 1/4" 7 31,819 28,054 27,75 G 3" 11 87,884 85,566 85,3 1 3/8" 6 35,008 30,555 30,2 G 3 1/4" 11 93,980 91,662 91,5 1 1/2" 6 38,184 33,730 33,5 G 3 1/2" ,330 98,012 97,7 1 5/8" 5 41,359 35,921 35,5 G 3 3/4" , , /4" 5 44,534 39,096 38,5 G 4" , , ,4 1 7/8" 4 1/2 47,717 41,648 41,5 2" 4 1/2 50,892 44,823 44,5 2 1/4" 4 57,242 50, /2" 4 63,592 56,770 56,6 2 3/4" 3 1/2 69,942 62, " 3 1/2 76,292 68, Tarauds à refouler : Filetage gaz Whitworth DIN ISO 228/1 G Nombre de filets Ø filetage extérieur G 1/8" 28 9,728 9,35 G 1/4" 19 13,157 12,55 G 3/8" 19 16,662 16,05 G 1/2" 14 20,955 20,15 269

6 MANUEL D USINAGE GARANT Filetages pour tubes électriques DIN Pg Ø filetage extérieur Ø de perçage max. Filetages gaz coniques NPT NPT Nombre de filets Gg/1" Pg 7 12,5 11,43 11,4 1/16" 27 6,15 Pg 9 15,2 14, /8" 27 8,5 Pg 11 18,6 17,41 17,25 1/4" Pg 13,5 20,4 19, /8" 18 14,5 Pg 16 22,5 21,31 21,25 1/2" 14 17,85 Pg 21 28,3 27, /4" 14 23,2 Pg 29 37,0 35,73 35,5 1" 11 1/2 29 Pg 36 47,0 45,73 45,5 1 1/4" 11 1/2 37,8 Pg 42 54,0 52,73 52,5 1 1/2" 11 1/2 44 Pg 48 59,3 58, " 11 1/2 56 Tarauds à refouler : Filetages métriques ISO DIN 13 M Pas Filetages métriques à pas fin ISO DIN 13 MF 1 0,25 0,9 4 x 0,5 3,8 1,1 0, x 0,5 4,8 1,2 0,25 1,1 6 x 0,5 5,8 1,4 0,3 1,25 6 x 0,75 5,65 1,6 0,35 1,45 8 x 0,75 7,65 1,7 0,35 1,55 8 x 1 7,55 1,8 0,35 1,65 10 x 1 9,55 2 0,4 1,8 12 x 1 11,55 2,2 0, x 1,5 11,35 2,3 0,4 2,1 14 x 1,5 13,35 2,5 0,45 2,3 16 x 1 15,55 2,6 0,45 2,4 16 x 1,5 15,35 3 0,5 2,80 18 x 1 17,55 3,5 0,6 3,25 18 x 1,5 17,35 4 0,7 3,70 20 x 1 19,55 5 0,8 4,65 20 x 1,5 19, ,55 22 x 1,5 21,35 8 1,25 7,45 24 x 1,5 23, ,5 9,35 26 x 1,5 25, ,75 11,20 28 x 1,5 27, ,10 30 x 1,5 29, , ,5 16, ,5 18,90 270

7 Système de microlubrification Exécution : Corps robuste en laiton avec système à 3 chambres de pression pour un dosage précis du liquide de remplissage. Avantages : Manipulation aisée Durée de vie et sécurité du processus accrue pour tous les tarauds machine Convient à toutes les huiles de coupe pour taraudage Fiable grâce au système à 3 chambres de pression automatique, aucune utilisation supplémentaire d'air comprimé, de courant, etc. Type GL Type DL Utilisation : Pour une lubrification ponctuelle de la paroi des avant-trous avec de l'huile de coupe pour taraudage. Ce système permet ainsi de garantir une durée de vie et une sécurité de processus optimales, tandis qu'un système d'émulsion peut être utilisé simultanément pour d'autres outils. Aucune influence négative sur la consistance (de la structure) de l'émulsion, étant donné que le système de microlubrification utilise des quantités d'huile minimales. La lubrification générale et imprécise à la main est superflue, étant donné que le système de microlubrification utilisable à l'horizontale et à la verticale dans le porte-outil est intégré dans le processus d'usinage. Types : Type GL (microinjecteur) pour trous borgnes jusqu'à M2,5 Type DL (microdistributeur) pour trous borgnes et débouchants jusqu'à M12 Le système de microlubrification présente les avantages suivants : Perçage et chanfreinage de la pièce à usiner Gain de temps, puisqu'il n'est plus nécessaire d'interrompre le processus d'usinage Utilisation ponctuelle et économique d'huile de coupe pour taraudage - automatique à l'horizontale coe à la verticale, de même que pour les types GL et DL Préparation idéale pour un taraudage sûr 271

8 MANUEL D USINAGE GARANT 1 Techniques de filetage Les techniques de filetage utilisées sont notaent les suivantes : V Taraudage V Taraudage par déformation V Filetage par fraisage V Filetage au tour Ce chapitre détaille les trois premières techniques. Le filetage au tour est traité au chapitre «Tournage». 2 Taraudage 2.1 Technique Le taraudage consiste à réaliser des filetages à l'intérieur de trous. Le taraudage débouchant est le moins problématique. Il permet d'utiliser des outils à longue entrée et donc à épaisseur de coupe réduite. Les copeaux peuvent être évacués dans le sens du perçage. Il n'existe aucun risque de bris de l'outil lors de l'inversion de sens. Pour les structures débouchantes avec fin de filet (cf. figure 4.1), il convient en revanche de tenir compte d'un couple maximal lors de l'inversion du sens de rotation. Le taraudage borgne présente d'autres difficultés, étant donné que les copeaux ne peuvent pas être évacués vers l'avant, mais doivent retourner dans la goujure. Ils entravent également le flux du lubrifiant. a) Taraudage débouchant b) Filet avec fin dans le passage c) Taraudage borgne Figure 4.1 Formes de la fin de filet 272

9 2.2 Formes de tarauds La forme d'un taraud doit correspondre notaent au type de copeaux (courts ou longs) et à son sens d'avancement (vers l'avant ou l'arrière). La figure 4.2 présente quelques formes. A) Taraud à goujures droites pour trous débouchants B) Coe A), mais avec entrée GUN pour l'acier C) Taraud à hélice négative pour trous débouchants dans les matières à copeaux longs D) Taraud à goujures droites pour trous borgnes dans la fonte grise A) B) C) D) E) Figure 4.2 Formes de différents tarauds GARANT E) Taraud à hélice positive pour trous borgnes dans l'acier 2.3 Usure et tenue d'outil Les fréquents ébrèchements de l'arête de coupe sont problématiques lors du filetage. Ils peuvent survenir au niveau de l'entrée ou du filet de guidage, mais également pendant l'avance ou le retrait du taraud. Le bris pendant l'avance intervient généralement par blocage de copeaux fins. Les ébrèchements des arêtes de coupe pendant le retrait résultent généralement de soudures par compression au niveau des faces de dépouille et du cisaillement des origines du copeau lors de l'inversion du sens de rotation. La durée de vie et la tenue d'outil des tarauds dépendent des critères de qualité mesurables au niveau des filets produits, par exemple : V Diamètre sur flancs V Diamètre de l'âme V Rugosité des flancs de filet V Pas V Moment de coupe / puissance absorbée. 273

10 MANUEL D USINAGE GARANT 2.4 Répartition de la coupe lors du taraudage La forme de la section de coupe A est donnée par la répartition de la coupe, illustrée à la figure 4.3 (taraud à trois cannelures). L'angle d'entrée ϑ détermine la position oblique des différentes coupes et le nombre de pas z g sur lesquels l'entrée est répartie. h cosϑ = --- h h Epaisseur de coupe h Hauteur de la section individuelle Z g H H P θ z = H H g P tan ϑ Nombre de pas Hauteur de filet Soe de H Pas Angle d'entrée (Eq. 4.1) J J h J h h H 4 H 8 1 re cannel. 3 e cannelure 2 e cannelure 1 re cannel. 3 e cannelure 2 e cannelure 1 re cannel. h D 1 H P La hauteur de filet H doit être réduite de la soe H (cf. figure 4.3). H H -- H = Figure 4.3 Répartition de la section de coupe dans le pas sur les taillants d'un taraud à trois cannelures La hauteur de la section individuelle h se calcule coe suit : P Pas P h = -- tanϑ Z Nombre d'arêtes de coupe z ϑ Angle d'entrée ou de direction et l'épaisseur de coupe h : h = h cos ϑ = P -- z sinϑ (Eq. 4.2) La section de coupe totale A se calcule à partir de la surface filetée moins les deux petites pointes à la tête et au centre du filet. A Section de coupe (Eq. 4.3) A = 04, P 2 P Pas 274

11 2.5 Efforts et puissance absorbée lors du taraudage L'effort de coupe F c se calcule coe suit : z Nombre d'arêtes de coupe (Eq. 4.4) A Section de coupe 1 F C = -- A k k c Effort de coupe spécifique (cf. éq. 4.6) z C f Gs K Ver f Gs Facteur de procédé pour le filetage K Ver Facteur de correction d'usure (cf. tableau 2.11) L'influence des différentes conditions de coupe (frottement des flancs, angle de coupe, vitesse de coupe, déformation de copeau supplémentaire, etc.) est prise en considération par le facteur de procédé f Gs. Celui-ci se calcule pour : V V la fonte l'usinage de l'acier f Gs = 1,1 f Gs en fonction du diamètre de filetage (cf. figure 4.4) 2,0 f Gs 1,5 1,0 2 2,6 3 3, Diamètre de filetage Figure 4.4 Calcul du facteur de procédé pour le taraudage Le moment de coupe M c et la puissance de coupe P c se calculent coe suit : M c Moment de coupe [Nm] (Eq. 4.5) M C F C z D 2 = F c Effort de coupe z Nombre d'arêtes de coupe D 2 Diamètre sur flancs M P C n C = P c Puissance de coupe [kw] n Vitesse de rotation [tr/min] (Eq. 4.6) 275

12 MANUEL D USINAGE GARANT 2.6 Valeurs indicatives d'utilisation des tarauds Valeurs indicatives d'utilisation des tarauds machine frittés (PM) Tableau 4.1 Tarauds machine (PM) GARANT Référence catalogue Pour filetages MJ ISO DIN 5855 Désignation du filet MJ 3 x 0,5 MJ 4 x 0,7 MJ 5 x 0,8 MJ 6 x 1 MJ 7 x 1 MJ 8 x 1 MJ 10 x 1,25 MJ 12 x 1,25 MJ 16 x 1,5 Diamètre nominal [] Diamètre de Min. 2,513 3,314 4,221 5,026 6,026 7,026 8,782 10,782 14,539 perçage Reco []. 2,65 3,45 4,4 5,2 6,2 7,2 8,95 10,95 14,75 Max. 2,653 3,498 4,421 5,216 6,216 7,216 8,994 10,994 14,775 Longueur de filetage max. Type 105/ Vitesse de coupe vc [m/min] Vitesse de rotation n [tr/min] 1, , , , , , Référence catalogue Pour filetages UNF Désignation du filet 8 38 UNJF Diamètre nominal [] Diamètre de perçage [] UNJF UNJF 1/4 28 UNJF 5/16 24 UNJF 3/8 24 UNJF 7/16 24 UNJF 1/2 20 UNJF 9/16 18 UNJF 4,166 4,826 5,486 6,350 7,938 9,525 11,112 12,700 14,288 Min. 3,480 4,054 4,603 4,466 6,907 8,494 9,876 11,463 12,914 Reco. 3,65 4,25 4,80 5,65 7,10 8,65 10,00 11,65 13,10 Max. 3,662 4,254 4,815 5,661 7,109 8,679 10,083 11,661 13,121 Longueur de filetage max. Type 105/ Vitesse de coupe vc [m/min] Vitesse de rotation n [tr/min] 1, , , , , , Conseils d'utilisation pour les tarauds machine PM, notaent pour les alliages de nickel : Pour réduire au minimum le couple pendant le taraudage, tendre au diamètre de perçage maximum. Ne pas utiliser de forets hélicoïdaux en carbure. Pour garantir un filetage parfait, exercer une pression de serrage d'environ 30 N entre le taraud et la pièce. Pour ce faire, utiliser un mandrin à compensation monoressort avec une broche fixe. La broche ne doit démarrer qu'une fois la pression de serrage atteinte. Dans tous les cas, utiliser une huile de coupe pour taraudage de meilleure qualité. Tous les avant-trous de taraudage doivent être pourvus d'un chanfreinage à 90 avant le filetage.

13 2.6.2 Valeurs indicatives d'utilisation des tarauds machine en carbure monobloc Tableau 4.2 Référence catalogue , Groupe de matières Désignation de la matière 10.0 Aciers trempés 10.1 Aciers trempés Tarauds machine (carbure monobloc) GARANT Résistance HRC HRC Perçage n f [tr/min] [/tr] Remarque : Pour les tarauds fins (132850), utiliser les diamètres de perçage suivants : Filetage d n f v f [] [tr/min] [/tr] [/min] (suivant DIN) M8x1 7,0 1,592 0,04 64 M10x1 9,0 1, M12x1,5 10,5 1, Filetage Taille n f v f [tr/min] [/tr] [/min] v c d v f v c [m/min] [m/min] [] (suivant DIN) [/min] Min. Val. initiale Max. 35 2, , M , , M , , M , , M , , M , , M , , M , ,5 2, , M , , M , , M , , M , , M , , M , , M ,75 93 Conseils d'utilisation pour les tarauds machine en carbure monobloc : Utilisation uniquement avec mandrins à compensation de longueur, également sur machines avec broches synchronisées Recoandation : Réaliser un diamètre de perçage environ 0,1 à 0,2 plus grand que la valeur standard suivant DIN Lubrifier impérativement avec de l'huile de coupe. Nettoyer le taraud après chaque passe. Respecter la vitesse de coupe recoandée. 277

14 MANUEL D USINAGE GARANT 3 Taraudage par déformation Figure 4.5 Tarauds machine à refouler GARANT Le filetage sans copeaux par taraudage par déformation représente une solution de remplacement économique au filetage avec formation de copeaux. Avantages de cette technique : V Précision constante des filets formés. V Grande capacité de charge des filets formés, notaent dans des tôles fines et des matières moins résistantes à la traction, car la structure des fibres de la matière n'est pas coupée (cf. figure 4.6). V Seul un taraud à refouler pour trous débouchants et borgnes est nécessaire. V Meilleure résistance à la rupture du taraud à refouler, étant donné que sa structure n'est affaiblie par aucune goujure et que le blocage des copeaux est inexistant. V Aucune évacuation de copeaux nécessaire dans les trous borgnes, sur la pièce ou la machine. V Réduction des coûts grâce à une durée de vie plus longue du taraud à refouler et à une cadence plus rapide Pour trous débouchants et 3 borgnes 2 Entrée courte 4 Réalisation de l'âme par formage Structure de la fibre Figure 4.6 Taraud machine 278

15 Conditions d'utilisation des tarauds à refouler : V Matières présentant une bonne déformabilité Le taraudage par déformation peut être utilisé pour pratiquement tous les métaux non ferreux, l'aluminium et ses alliages, mais également pour les matières à copeaux courts avec 1 à 3% d'allongement à la rupture. Possiblité de taraudage dans de nombreux types d'aciers (aciers de décolletage, de cémentation et pour traitement thermique jusqu'à 900 N/ 2 à bonne usinabilité). Seule la pratique permet toutefois de déterminer les limites d'utilisation. V Lubrification De bonnes propriétés de glissement sont primordiales pour le taraudage par déformation. Des lubrifiants et des huiles graphitiques à haut pouvoir lubrifiant sont généralement utilisés. Pour les tarauds à refouler à revêtement TiN, l'émulsion peut également être utilisée. V Diamètre de perçage supérieur à celui de l'avant-trou lors du filetage avec formation de copeaux. Le noyau du filet formé ne peut pas être complètement évidé. Le degré de recouvrement des flancs doit toutefois se situer entre 70 et 75%. 4 Filetage par fraisage Outre le taraudage, le filetage par fraisage est une autre technique de filetage avec formation de copeaux. Le filetage par fraisage se divise notaent coe suit : V Fraisage de filets courts avec une fraise cylindrique V Fraisage de filets longs avec une fraise à profil constant en disque (fraise de forme) Les principales phases du filetage à la fraise sont représentées ci-dessous. Position de Fraisage par interpolation Placement en position Chanfrein Retour en départ jusqu'à la profondeur centrale, puis de position de départ requise retour en ligne droite protection jusqu'à la position de par interdépart polation Figure 4.7 Phases du filetage par fraisage 279

16 MANUEL D USINAGE GARANT 4.1 Principe du fraisage de filets courts Les fraises pour filets courts GARANT conviennent pour le filetage extérieur et intérieur. La fraise à rotation rapide pénètre à fond dans la pièce. Le principe est illustré schématiquement à la figure 4.8. a... Pièce à usiner b... Fraise Figure 4.8 Fraisage de filets courts Réalisation de filetages extérieurs Réalisation de filetages intérieurs 4.2 Calcul du temps machine pour le fraisage de filets courts Pour le fraisage, l'équation générale (voir également équation 3.18) est utilisée pour calculer le temps machine t h : t h Temps machine [min] t = L L Course totale de l'outil [] (Eq. 4.7) h i v = L i f f n i Nombre de coupes (inversions) v f Vitesse d'avance [/min] f Avance [/tr] n Vitesse de rotation [min -1 ] Pour le fraisage de filets courts, les équations suivantes sont utilisées pour une course 1 initiale de la fraise de ( -- d π ) : 6 L Course totale de l'outil [] (Eq. 4.8) 7 L = -- d π d Diamètre de filetage [] 6 t h = 7d π 6f n t h Temps machine [min] d Diamètre de filetage extérieur [] (Eq. 4.9) f Avance [/tr] n Vitesse de rotation [tr/min ] 280

17 4.3 Spécificités liées à l'utilisation de fraises à fileter Lors du filetage à la fraise sur machines CNC, il convient de veiller à ce que la vitesse d'avance prograée sur la plupart des machines soit transmise au centre de l'outil. Lors d'un mouvement linéaire, les vitesses d'avance sont identiques au centre et au niveau de l'arête de coupe. Dans le cas d'un mouvement circulaire, les vitesses d'avance sont toutefois très différentes ; ces écarts peuvent être calculés à l'aide des équations suivantes (cf. également figure 4.9). Pour le fraisage de filets intérieurs : v f2 Vitesse d'avance au centre de l'outil v v f1 ( d i D wz ) [/min] f2 = d i v f1 Vitesse d'avance au niveau du taillant [/min] d i Diamètre de filetage intérieur [] D wz Diamètre de la fraise [] (Eq. 4.10) Pour le fraisage de filets extérieurs : v f2 Vitesse d'avance au centre de l'outil v v f1 ( d a D wz ) f2 = [/min] d a v f1 Vitesse d'avance au niveau du taillant [/min] d a Diamètre de filetage extérieur [] D wz Diamètre de la fraise [] (Eq ) Les corrélations suivantes sont également applicables aux deux variantes du procédé : v f1 Vitesse d'avance au niveau du taillant [/min] v f1 = f z n z f z Avance par tranchant [/min] (Eq. 4.12) n Vitesse de rotation [tr/min] z Nombre de taillants n = v c 1000 π D wz n Vitesse de rotation [tr/min] v c Vitesse de coupe [m/min] (Eq. 4.13) D wz Diamètre de la fraise [] D WZ d a v f1 v f2 Filetage intérieur Filetage extérieur Figure 4.9 Conditions géométriques lors du fraisage de filets intérieurs et extérieurs 281

18 MANUEL D USINAGE GARANT 4.4 Filetage à la fraise à fileter Position de départ Fraisage par interpolation jusqu'à la profondeur requise Placement en position centrale, puis retour en ligne droite jusqu'à la position de départ 4 Chanfrein de protection par interpolation 5 Retour en position de départ Figure 4.10 Phases du filetage la fraise à fileter Le tableau 4.3 présente les valeurs indicatives d'utilisation pour différentes matières. Matière Vitesse de coupe v c [m/min] Avance par dent*** f z [/Z] Aciers doux jusqu'à 900 N/ ,05 0,08 Aciers traités, réfractaires jusqu'à ,03 0, N/ 2 Aciers à outils ,03 0,05 Aciers inoxydables ,03 0,05 Fonte grise ,05 0,08 Alliages d'aluminium ,05 0,10 Aciers trempés HRC ,02 0,03 Aciers trempés HRC ,02 0,03 Aciers trempés HRC ,02 *** Avance basée sur le profil = avance périphérique Tableau 4.3 Valeurs indicatives d'utilisation des fraises à fileter circulaires 282

19 4.5 Filetage par fraisage dans l'aluminium et la fonte Démarrage Perçage et chanfreinage Retour Avance radiale sur le diamètre nominal du filet - affûtage d'entrée Avance positive au niveau du pas pour une circulation uniforme de l'outil autour de l'axe central du filet Retour radial au centre du perçage - affûtage de retour Sortie du trou taraudé Figure 4.11 Phases du filetage à la fraise Avantages du filetage par fraisage : V Un seul outil permet de réaliser des perçages, chanfreinages et filetages intérieurs en une seule passe. V Il n'est plus nécessaire d'utiliser différents outils pour les trous débouchants et borgnes. V Temps machine réduit de plus de 50% grâce à une vitesse de coupe et une avance élevées. V Gain de temps, notaent lors du changement d'outil. V Aucun problème de copeaux - seuls des copeaux courts sont produits, qui sont évacués avec le liquide d'arrosage. V Possibilité de réaliser sans problème tous filetages avec écarts de tolérance positifs ou négatifs. N 65 Début_N80 Fin affûtage d'entrée N 100 Début_N115 Fin affûtage d'entrée Diamètre extérieur de perçage Diamètre de perçage Diamètre de la fraise e 0,3 e N 15/ N 90 N 90/N 125 N 60 N95 N 75 Fin cercle entier N 100 Fin cercle entier N 70 Fin affûtage d'entrée N 105 Fin affûtage d'entrée 283

20 MANUEL D USINAGE GARANT Tableau 4.4 Fraises à fileter machine (carbure monobloc/tialn) GARANT Référence catalogue ; ; ; Nombre de taillants 2 Groupe de matières Désignation de la matière Résistance Perçage Filetage à la fraise Fraisage vc d n f vf max vc Taille n f vf max d max [m/min] [] [tr/min] [/tr] [/min] [m/min] [tr/min] [/tr] [/min] [] max. Min. Max. max. Min. Max. [Nm/ 2 ] min. Val. initiale min. Val. initiale 15.0 Fontes (GG) < 180 HB , ,10-0, M ,04-0, , Fontes (GG) > 180 HB 4, M ,5 5, M ,6 6, ,10-0, M ,10-0, ,0 8, M ,0 10, M ,5 12, M ,5 14, M , Fontes (GGG, GT) < 180 HB , ,10-0, M ,04-0, , Fontes (GGG, GT) > 260 HB 4, M ,5 5, M ,6 6, M ,10-0, ,0 8, M ,0 10, M ,5 12, M ,5 14, M , Aluminium, alliages d'aluminium < , ,10-0, M ,06-0, , Alliages d'aluminium de fonderie <10% Si 17.2 Alliages d'aluminium de fonderie >10% Si < 600 4, M ,5 < 600 5, M ,6 6, ,12-0, M ,10-0, ,0 8, M ,0 10, M ,5 12, M ,5 14, M ,5 Remarque : Les valeurs de la vitesse de rotation n et de la vitesse d'avance vf se calculent à partir de la valeur initiale de la vitesse de coupe vc et de l'avance maximale f. 284

21 4.6 Filetage par fraisage Démarrage 2 Chanfreinage 3 Retour 4 Avance radiale sur le diamètre nominal du filet - affûtage d'entrée 5 Avance positive au niveau du pas pour une circulation uniforme de l'outil autour de l'axe central du filet 6 Retour radial au centre du perçage - affûtage de retour 7 Sortie du trou taraudé Figure 4.12 Phases du filetage à la fraise à queue Avantages du filetage par fraisage : V Il n'est plus nécessaire d'utiliser différents outils pour les trous débouchants et borgnes. V Temps machine réduit grâce à une vitesse de coupe et une avance élevées. V Aucun problème de copeaux, car seuls des copeaux de fraisage courts sont produits. V Simplification de l'usinage, également pour les matériaux difficilement usinables. V Un seul outil est nécessaire pour le filetage à gauche et à droite. N 45 Début_N60 Fin affûtage d'entrée Diamètre extérieur de perçage Diamètre de perçage Diamètre de la fraise 0,3 e N 15 e N 40 N 55 Cercle entier N 50 Fin affûtage d'entrée 285

22 MANUEL D USINAGE GARANT Tableau 4.5 Fraises à fileter à queue cylindrique (carbure monobloc/tialn) GARANT Référence catalogue ; ; ; ; ; ; Nombre de taillants 3 à 5 Groupe de Désignation de la Résistance Filetage à la fraise Fraisage matières matière vc Taille n f vf max d max [m/min] [tr/min] [/min] [/min] [] [Nm/ 2 ] min. Val. max. min. max. initiale 1.0 Aciers de construction généraux < M ,06-0, ,5 1.1 Aciers de construction généraux M ,5 2.0 Aciers de décolletage < 850 M ,6 2.1 Aciers de décolletage M ,12-0, ,0 3.0 Aciers pour traitement thermique < 700 M ,0 non alliés 3.1 Aciers pour traitement thermique M ,18-0, ,5 non alliés 3.2 Aciers pour traitement thermique M ,24-0, ,5 non alliés M ,5 M , Aciers inox. -sulfurés < M ,03-0, , Aciers inox. -austénitiques < 700 M , Aciers inox. -martensitiques < 1100 M ,6 M ,06-0, ,0 M ,0 M ,09-0, ,5 M ,12-0, ,5 M ,5 M , Fontes (GG) < 180 HB M ,06-0, , Fontes (GG) > 180 HB M ,5 M ,6 M ,18-0, ,0 M ,0 M ,24-0, ,5 M ,32-0, ,5 M ,5 M , Fontes (GGG, GT) < 180 HB M ,06-0, , Fontes (GGG, GT) > 260 HB M ,5 M ,6 M ,12-0, ,0 M ,0 M ,18-0, ,5 M ,24-0, ,5 M ,5 M , Titane, alliages de titane < M ,03-0, , Titane, alliages de titane M ,5 M ,6 M ,03-0, ,0 M ,0 M ,06-0, ,5 M ,08-0, ,5 M ,5 M ,10-0, , Aluminium, alliages d'aluminium < M ,09-0, , Alliages d'aluminium de fonderie < 600 M ,5 <10% Si 17.2 Alliages d'aluminium de fonderie < 600 M ,6 >10% Si M ,15-0, ,0 M ,0 M ,18-0, ,5 M ,20-0, ,5 M ,5 M ,25-0, , Bronze à copeaux courts < M ,09-0, , Bronze à copeaux longs < 850 M ,5 M ,6 M ,12-0, ,0 M ,0 M ,15-0, ,5 M ,20-0, ,5 M ,5 M ,25-0, ,0 Remarque : Les valeurs de la vitesse de rotation n et de la vitesse d'avance vf se calculent à partir de la valeur initiale de la vitesse de coupe vc et de l'avance maximale f. 286

23 4.7 Filetage à la fraise à plaquettes Les fraises à fileter à plaquettes sont utilisées sur les fraiseuses CNC et les centres d'usinage, équipés pour usinage par interpolation grâce à une coande triaxiale. Leur avantage réside dans leur utilisation 1 2 universelle, par exemple : V Pour filetages intérieurs et extérieurs 1 Filetage intérieur à droite 4 Sens opposé trou 2 Filetage extérieur à gauche débouchant V Pour filetages de trous borgnes et 3 Sens de l'avance trou borgne 5 Sens de l'avance débouchants V Pour filetages cylindriques ou Figure 4.13 Phases du filetage à la fraise à plaquettes coniques. Le fraisage en opposition ou en avalant et la modification du sens d'avance axial permettent de réaliser presque toutes les variantes de filetages rencontrées dans la pratique. V Les filetages présentant des écarts de tolérance ne posent aucun problème. V Suivant les matières, pour tailler des filets dans les aciers, la fonte grise, les alliages d'aluminium et les métaux non ferreux. V Aucun problème de copeaux - seuls des copeaux courts sont produits. V Pression de coupe faible - important pour les pièces à paroi mince. Longueur utile de l'outil (taille) [] Pas [] 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,5 3 3,5 4 Diamètre effectif [] Diamètre de perçage minimum [] 12 11, ,5 13,2 13,9 14,5 15, , ,5 13,2 13,9 14,5 15, ,6 18, , , ,7 21, , , ,7 23, , , ,7 31, ,8 33,5 34,1 34,6 36, ,7 31, ,8 33,5 34,1 34,6 36, ,6 39,5 40, , , ,6 39,5 40, , , Longueur utile de l'outil (taille) [] Pas au pouce Diamètre effectif [] Diamètre de perçage minimum [] 12 11,5 13,9 15, ,5 13,9 15, ,6 20,5 21, ,6 23,5 24, ,6 25,5 26, ,8 34,1 35, ,8 34,1 35, ,4 41, ,4 41,5 43 Tableau 4.6 Correspondance entre les diamètres de perçage minimum et les fraises à fileter à plaquettes avec arrosage interne 287

24 MANUEL D USINAGE GARANT Tableau 4.7 Référence catalogue Nombre de plaquettes 1 Groupe de matières Désignation de la matière 1.0 Aciers de construction généraux 1.1 Aciers de construction généraux Fraises à fileter à plaquettes avec arrosage interne (carbure/ticn) GARANT Résistance Filetage à la fraise vc fz [m/min] [/tr] [Nm/ 2 ] min. Val. initiale max. < ,1-0, ,08-0,1 2.0 Aciers de décolletage < ,1-0, Aciers de décolletage ,08-0,1 3.0 Aciers pour traitement thermique < ,08-0,1 non alliés 3.1 Aciers pour traitement thermique ,08-0,1 non alliés 3.2 Aciers pour traitement thermique ,04-0,08 non alliés 4.0 Aciers pour traitement thermique ,08-0,1 alliés 4.1 Aciers pour traitement thermique ,04-0,08 alliés 5.0 Aciers de cémentation non < ,04-0,08 alliés 6.0 Aciers de cémentation alliés < ,04-0, Aciers de cémentation alliés > ,04-0, Aciers nitrurés < ,04-0, Aciers nitrurés > Aciers à outils < ,04-0, Aciers à outils Aciers à outils Acier inox. -sulfurés < ,03-0, Aciers inox. -austénitiques < ,02-0, Aciers inox. -austénitiques < Aciers inox. -martensitiques < ,03-0, Alliages spéciaux < Fontes (GG) < 180 HB ,12-0, Fontes (GG) > 180 HB ,12-0, Fontes (GGG, GT) > 180 HB ,1-0, Fontes (GGG, GT) > 260 HB ,1-0, Titane, alliages de titane < Titane, alliages de titane Aluminium, alliages d'aluminium < ,15-0, Alliages d'aluminium de fonderie < ,12-0,14 <10% Si 17.2 Alliages d'aluminium de fonderie < ,1-0,12 >10% Si 18.0 Magnésium, alliages de < ,12-0,14 magnésium 19.0 Cuivre faiblement allié < ,12-0, Laiton à copeaux courts < ,04-0, Laiton à copeaux longs < ,08-0, Bronze à copeaux courts < ,04-0, Bronze à copeaux courts Bronze à copeaux longs < ,12-0, Bronze à copeaux longs Graphite 21.0 Thermoplastiques et résines ,12-0,15 thermodurcissables 21.1 GFK et CFK (Composite) ,04-0,08 288

25 5 Exemples d'utilisation Utilisation 4 Filetage à la fraise à plaquettes Utilisation 2 Filetage à la fraise à fileter à queue universelle Utilisation 3 Filetage à la fraise à fileter à queue Utilisation 1 Filetage dur Figure 4.14 Exemple d'utilisation Les paramètres de coupe des exemples présentés sont détaillés plus loin Utilisation 1 Filetage dur avec taraud Taraud : Filetage Avant-trou de taraudage : Système de serrage : Matière Groupe de matières GARANT (cf. chapitre «Matières», section 1) Taraud machine en carbure monobloc pour trous débouchants (revêtement TiAlN) Diamètre de la queue : 10 M10 8,7 (suivant la dureté, avant-trou plus grand de 0,2 par rapport à la valeur standard) Mandrin de taraudage avec compensation de longueur élastique (HSK 63) (51 HRC) 10.0 Vitesse de coupe [m/min] 3 Avance [/tr] 1,5 289

26 MANUEL D USINAGE GARANT Utilisation 2 Perçage, filetage avec fraise à fileter universelle Fraise à fileter : Filetage : Profondeur de filetage : Avant-trou de taraudage : Système de serrage : Diamètre de la queue : 10 Diamètre de filetage : 7,75 Diamètre de la fraise : 7,75 M10 trou borgne 20 néant Mandrin expansible hydraulique Matière Groupe de matières GARANT (cf. chapitre «Matières», section 1) GG Aluminium 17.0 Vitesse de coupe [m/min] Avance [/tr] 0,30 0,10 0,2 0,1 0, Utilisation 3 Filetage par fraisage avec fraise à fileter Fraise à fileter : Filetage : Profondeur de filetage : Avant-trou de taraudage : Système de serrage : Diamètre de la queue : 14 Diamètre de fraisage max. : 13,5 M12 x 1,75 trou borgne 20 10,2 Mandrin de haute précision Matière Groupe de matières GARANT (cf. chapitre «Matières», section 1) GG Aluminium 17.0 Vitesse de coupe [m/min] Avance [/tr] 0,30 0,12 0,18 0,09 0,12 290

27 5.1.4 Utilisation 4 Filetage à la fraise à plaquettes Fraise à fileter : Plaquette : Filetage : Profondeur de filetage : Diamètre de perçage minimum : Système de serrage : Diamètre de la queue : 16 Longueur utile : 22 Diamètre effectif : 17 Taille = pas : 1,5 M24 x 1,5 trou borgne (voir tab. 4.4) Mandrin Weldon Matière Groupe de matières GARANT (cf. chapitre «Matières», section 1) GG Aluminium 17.0 Vitesse de coupe [m/min] Avance [/tr] 0,1 0,09 0,1 0,09 0,1 Information Vous souhaitez des conseils concrets sur les nouveaux outils, techniques et processus? Nos experts hautement qualifiés se rendent directement dans vos établissements: 291