5.1.4 Utilisation 4 Filetage à la fraise à plaquettes

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1 Filetage 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 mm Longueur utile : 22 mm Diamètre effectif : 17 mm Taille = pas : 1,5 mm M24 x 1,5 trou borgne 25 mm 20 mm (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 [mm/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

2 MANUEL D USINAGE GARANT Sommaire Liste des tableaux Valeurs indicatives d'utilisation pour le lamage Classification des outils à lamer / chanfreiner 293 Grandeurs de coupe pour le lamage / chanfreinage 294 Efforts, couple, puissance absorbée pour le lamage / chanfreinage 295 Calcul du temps machine pour le lamage / chanfreinage 296 Valeurs indicatives d'utilisation des fraises 297 Liste des tableaux Valeurs indicatives d'utilisation pour le lamage / chanfreinage Fraise Matière de coupe / revêtement N tab. Page Fraises à chanfreiner 90, 75 et 60 HSS et HSS/E HSS (revêtement TiAlN/TiN) Carbure monobloc

3 Lamage / chanfreinage 1 Classification des outils à lamer Différents outils à lamer sont utilisés en fonction des diverses tâches de lamage, par exemple : V V Elargissement d'alésages (alésage au foret-aléseur ou alésoir creux) ou Réalisation d'alésages de forme particulière avec surfaces coniques ou planes (fraisage de forme avec fraise à chanfreiner ou à lamer) Les forets-aléseurs sont fréquemment utilisés pour l'élargissement d'alésages. Contrairement aux forets hélicoïdaux, ils possèdent trois ou quatre taillants et les goujures sont taillées moins profondes. Les forets-aléseurs se comportent donc mieux dans l'alésage et sont plus silencieux. Ils peuvent être utilisés à pleine dimension pour la finition (alésage final) et à dimension inférieure lorsque le trou doit encore être alésé (cf. chapitre «Alésage»). Les alésoirs creux sont utilisés pour des diamètres plus grands. Les outils de fraisage de forme peuvent être pourvus ou non de pilote. Les pilotes peuvent être interchangeables pour, par exemple, pouvoir être adaptés au diamètre d'un trou fileté. Aucun pilote n'est nécessaire pour des tolérances approximatives ou lors du simple ébavurage d'alésages. Les fraises à lamer permettent de réaliser des évidements avec face frontale plane dans les alésages, par exemple, des logements pour vis cylindriques, ou des faces frontales extérieures. Les fraises à chanfreiner servent au chanfreinage et à l'ébavurage d'alésages, mais également au chambrage de vis ou de rivets à tête fraisée. Lamage / chanfreinage Fraise à lamer GARANT Fraise à chanfreiner 90 GARANT Figure 5.1 Outils à lamer GARANT 293

4 MANUEL D USINAGE GARANT 2 Grandeurs de coupe pour le lamage / chanfreinage La section de coupe A détermine essentiellement l'effort de coupe total (voir également le chapitre «Principes de base», section 1.4). La figure 5.2 présente les grandeurs de coupe pour l'exemple de la fraise à chanfreiner. L'épaisseur de coupe h et la largeur de coupe b dépendent, de la même manière que pour le perçage sur avant-trou (cf. détails au chapitre «Perçage»), des paramètres suivants : V avance par dent f z (le nombre de taillants des d fraises est souvent supérieur à 1 Diamètre extérieur [mm] v c Vitesse de coupe [m/min] d deux 2 Diamètre intérieur [mm] v f Vitesse d'avance [mm/min] Z = 3...4), V angle de direction κ ou V profondeur de coupe a p. a p Profondeur de coupe [mm] h Epaisseur de coupe [mm] f z Avance par dent [mm/z] b Largeur de coupe [mm] k Angle de direction [ ] Figure 5.2 Grandeurs de coupe pour le chanfreinage La profondeur de coupe a p est faible au début du chanfreinage et augmente ensuite jusqu'à son maximum. Ainsi : 1 a pmax = 2 -- d d 1 max 2 (cf. figure 5.2) (Eq. 5.1) En conséquence, la section de coupe A atteint son maximum à la fin de l'usinage. Ainsi, pour la section de coupe A : A Section de coupe [mm 2 ] A= f z a p = b h f z Avance par dent [mm/z] a p Profondeur de coupe [mm] (Eq. 3.5) b Largeur de coupe [mm] h Epaisseur de coupe [mm] 294

5 Lamage / chanfreinage 3 Efforts, couple, puissance absorbée pour le lamage / chanfreinage Etant donné qu'en principe, les mêmes conditions régissent le lamage et le perçage sur avant-trou, nous pouvons utiliser l'équation illustrée au tableau 3.1 du chapitre «Perçage» pour calculer l'effort de coupe F c. Nous appliquons une valeur de f Se = 1,0 comme facteur de procédé pour le perçage f Se. L'effort de coupe par tranchant F cz se calcule ainsi pour le lamage : ( d F c Effort de coupe par tranchant [N] F 1 max d 2 ) cz = f 2 z k c f Se où f Se 1,0 (Eq. 5.2) Le couple M d se calcule suivant la figure 5.3 comme suit : M d Couple [Nm] F M cz Z ( D+ d) F cz Effort de coupe par tranchant [N] d = Z Nombre de taillants de la fraise (Eq. 5.3) D Diamètre extérieur [mm] d Diamètre intérieur [mm] La puissance de coupe P c se calcule de la même manière que pour le perçage sur avant-trou (tableau 3.1) suivant les équations suivantes : P c Puissance de M P d n c = coupe [kw] 9554 n Vitesse de rotation [min -1 ] (Eq. 3.15) Figure 5.3 Distance entre l'application de la force et l'axe de la fraise ou F cz v c 1+ d D -- P c = P c Puissance de coupe [kw] F cz Effort de coupe par tranchant [N] (Eq. 3.17) D Diamètre extérieur [mm] d Diamètre intérieur [mm] v c Vitesse de coupe [m/min] 295

6 MANUEL D USINAGE GARANT 4 Calcul du temps machine pour le lamage / chanfreinage Pour calculer le temps machine t h, nous utilisons les mêmes équations que celles du perçage (voir chapitre «Perçage») : t h Temps machine [min] t = L L Course totale [mm] (Eq. 3.18) h f n f Avance [mm/tr] n Vitesse de rotation [min -1 ] Lors du lamage, la course initiale l a est réglée sur 3 mm et la course de dépassement l u sur 3 mm, ce qui donne la course totale L suivante : L Course totale [mm] L= l+ l a + l u = l+ 6 l Epaisseur de la pièce [mm] (Eq. 5.4) l a Course initiale [mm] l u Course de dépassement [mm] 296

7 Lamage / chanfreinage 5 Valeurs indicatives d'utilisation des fraises Exemple d'utilisation des tableaux des valeurs indicatives : Tâche d'usinage : Réalisations de chanfreinages à 90 dans des alésages avec un diamètre D = 6 mm dans la matière X200C12. Procédure : 1. Sélection de l'outil à lamer dans le catalogue principal Réf. Ho D = 10 mm 2. Sélection du groupe de matières (chapitre «Matières», section 1) Gr. de mat Sélection des paramètres de coupe : 3.1 Sélection du tableau des valeurs indicatives d'utilisation Tableau 5.1 Outil Fraises à chanfreiner 90, 75 et 60 (HSS) 3.2 Sélection des paramètres de coupe Tableau 5.1 GARANT Fraises à chanfreiner 90, 75 et 60 (HSS/E) GARANT Référence catalogue ; ; ; ; ; ; ; ; ; DIN 335-C; 335-D; 334 Nombre de dents = 3 vc Ø 4 Ø 6 Ø 10 Ø 16 Groupe de Désignation de la matière Résistance matières [m/min] f n vf f n vf f n vf f n [N/mm²] min. Start max. [mm/u] [1/min] [mm/min] [mm/u] [1/min] [mm/min] [mm/u] [1/min] [mm/min] [mm/u] [1/min] 1.0 Aciers de construction généraux < , , , , Aciers de construction généraux ,5-28 0, , , , Aciers de décolletage < ,5-28 0, , , , Aciers de décolletage , , , , < ,5-28 0, , , , Aciers pour traitement thermique non ,5-28 0, , , , Aciers pour traitement thermique non , , , , Aciers pour traitement thermique non , , , , Aciers pour traitement thermique , , , , Aciers pour traitement thermique 5.0 < ,5-28 0, , , , Aciers pour cémentation non 6.0 Aciers pour cémentation < , , , , Aciers pour cémentation > , , , , Aciers nitrurés < , , , , Aciers nitrurés > , , , , Aciers à outils < , , , , Aciers à outils , , , , Aciers à outils ,5-5 0, , , , Aciers rapides , , , , Aciers trempés HRC Vitesse de coupe Valeur initiale v c = 3,5 m/min Plage : m/min Avance : f = 0,04 mm/tr Vitesse de rotation : n = 111 tr/min Vitesse d'avance : v f = 5 mm/min 297

8 MANUEL D USINAGE GARANT Tableau 5.1 Fraises à chanfreiner 90, 75 et 60 (HSS/E) GARANT Référence catalogue ; ; ; ; ; ; ; ; ; DIN 335-C ; 335-D ; 334 Nombre de dents 3 Groupe de matières Désignation de la matière 1.0 Aciers de construction généraux 1.1 Aciers de construction généraux Résistance vc [m/min] f n vf f n vf f n vf [Nm/mm 2 ] min. Val. max. initiale [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] < , , , ,5 28 0, , , Aciers de décolletage < ,5 28 0, , , Aciers de décolletage , , , Aciers pour traitement thermique < ,5 28 0, , , non 3.1 Aciers pour traitement thermique ,5 28 0, , , non 3.2 Aciers pour traitement thermique , , , non 4.0 Aciers pour traitement thermique , , , Aciers pour traitement thermique , , , Aciers de cémentation non < ,5 28 0, , , Aciers de cémentation < , , , Aciers de cémentation > , , , Aciers nitrurés < , , , Aciers nitrurés > , , , Aciers à outils < , , , Aciers à outils , , , Aciers à outils ,5 5 0, , , Aciers rapides , , , Aciers trempés HRC 10.1 Aciers trempés HRC 10.2 Aciers trempés HRC 11.0 Aciers inoxydables résistant ,5 5 0, , , aux acides 11.1 Aciers inoxydables résistant ,5 5 0, , , aux acides 12.0 Aciers à ressorts < , , , Acier inox. -sulfurés < , , , Aciers inox. -austénitiques < , , , Aciers inox. -austénitiques < , , , Aciers inox. -martensitiques < , , , Alliages spéciaux < ,5 5 0, , , Fontes (GG) < 180 HB , , , Fontes (GG) > 180 HB , , , Fontes (GGG, GT) > 180 HB , , , Fontes (GGG, GT) > 260 HB , , , Titane, alliages de titane < , , , Titane, alliages de titane , , , Aluminium, alliages d'aluminium < , , , Alliages d'aluminium de fonderie < , , , <10% Si 17.2 Alliages d'aluminium de fonderie < , , , >10% Si 18.0 Magnésium, alliages de magnésium 19.0 Cuivre faiblement allié < , , , Laiton à copeaux courts < , , , Laiton à copeaux longs < , , , Bronze à copeaux courts < , , , Bronze à copeaux courts , , , Bronze à copeaux longs < , , , Bronze à copeaux longs , , , Graphite , , , Thermoplastiques et résines thermodurcissables 21.1 GFK et CFK (Composite) 298

9 Lamage / chanfreinage f n vf f n vf f n vf f n vf f n vf Lubrification [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , A sec 0, , , , , A sec 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , A sec 299

10 MANUEL D USINAGE GARANT Tableau 5.2 Fraises à chanfreiner 90 et 60 revêtues (TiAlN ; TiN) GARANT Référence catalogue ; ; ; DIN 335-C ; 335-D ; 334 Nombre de dents 3 Groupe de matières Désignation de la matière Résistance vc [m/min] f n vf f n vf f n vf [Nm/mm 2 ] min. Val. initiale max. [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] 1.0 Aciers de construction généraux < , , , Aciers de construction généraux ,6 0, , , Aciers de décolletage < ,6 0, , , Aciers de décolletage , , , Aciers pour traitement thermique non < ,6 0, , , Aciers pour traitement thermique ,6 0, , , non 3.2 Aciers pour traitement thermique , , , non 4.0 Aciers pour traitement thermique , , , Aciers pour traitement thermique , , , Aciers de cémentation non < , , , Aciers de cémentation < , , , , Aciers de cémentation > , , , Aciers nitrurés < , , , Aciers nitrurés > , , , Aciers à outils < , , , Aciers à outils , , , Aciers à outils , , , , Aciers rapides , , , Aciers trempés HRC 10.1 Aciers trempés HRC 10.2 Aciers trempés HRC 11.0 Aciers inoxydables résistant aux ,5 4,5 6 0, , , acides 11.1 Aciers inoxydables résistant aux ,5 4,5 6 0, , , acides 12.0 Aciers à ressorts < , , , Acier inox. -sulfurés < ,5 12 0, , , Aciers inox. -austénitiques < ,5 12 0, , , Aciers inox. -austénitiques < ,5 12 0, , , Aciers inox. -martensitiques < ,5 12 0, , , Alliages spéciaux < ,5 4,5 6 0, , , Fontes (GG) < 180 HB , , , Fontes (GG) > 180 HB , , , Fontes (GGG, GT) > 180 HB , , , Fontes (GGG, GT) > 260 HB , , , Titane, alliages de titane < ,5 12 0, , , Titane, alliages de titane ,5 12 0, , , Aluminium, alliages d'aluminium < , , , Alliages d'aluminium de fonderie < , , , <10% Si 17.2 Alliages d'aluminium de fonderie < , , , >10% Si 18.0 Magnésium, alliages de magnésium 19.0 Cuivre faiblement allié < , , , Laiton à copeaux courts < , , , Laiton à copeaux longs < , , , Bronze à copeaux courts < , , , Bronze à copeaux courts , , , Bronze à copeaux longs < , , , Bronze à copeaux longs , , , Graphite , , , Thermoplastiques et résines thermodurcissables 21.1 GFK et CFK (Composite) 300

11 Lamage / chanfreinage f n vf f n vf f n vf f n vf f n vf Lubrification [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , A sec 0, , , , , A sec 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , Huile de coupe 0, , , , , A sec 301

12 Tableau Fraises à chanfreiner 90 (carbure monobloc) GARANT Référence catalogue ; ; ; ; DIN 335-C ; 334 Nombre de dents 3 Groupe de matières Désignation de la matière 1.0 Aciers de construction généraux 1.1 Aciers de construction généraux Résistance vc [m/min] f n vf f n vf f n vf [Nm/mm 2 ] min. Val. max. [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] initiale < , , , , , , Aciers de décolletage < , , , Aciers de décolletage , , , Aciers pour traitement thermique < , , , non 3.1 Aciers pour traitement thermique , , , non 3.2 Aciers pour traitement thermique , , , non 4.0 Aciers pour traitement thermique , , , Aciers pour traitement thermique , , , Aciers de cémentation non < , , , Aciers de cémentation < , , , Aciers de cémentation > , , , Aciers nitrurés < , , , Aciers nitrurés > , , , Aciers à outils < , , , Aciers à outils , , , Aciers à outils , , , Aciers rapides , , , Aciers trempés HRC , , , Aciers trempés HRC , , , Aciers trempés HRC 11.0 Aciers inoxydables résistant , , , aux acides 11.1 Aciers inoxydables résistant , , , aux acides 12.0 Aciers à ressorts < , , , Acier inox. -sulfurés < , , , Aciers inox. -austénitiques < , , , Aciers inox. -austénitiques < , , , Aciers inox. -martensitiques < , , , Alliages spéciaux < , , , Fontes (GG) < 180 HB , , , Fontes (GG) > 180 HB , , , Fontes (GGG, GT) > 180 HB , , , Fontes (GGG, GT) > 260 HB , , , Titane, alliages de titane < , , , Titane, alliages de titane , , , Aluminium, alliages d'aluminium < , , , Alliages d'aluminium de fonderie < , , , <10% Si 17.2 Alliages d'aluminium de fonderie < , , , >10% Si 18.0 Magnésium, alliages de magnésium < , , , Cuivre faiblement allié < , , , Laiton à copeaux courts < , , , Laiton à copeaux longs < , , , Bronze à copeaux courts < , , , Bronze à copeaux courts , , , Bronze à copeaux longs < , , , Bronze à copeaux longs , , , Graphite , , , Thermoplastiques et résines thermodurcissables 21.1 GFK et CFK (Composite)

13 Lamage / chanfreinage f n vf f n vf f n vf f n vf f n vf Lubrification [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] [mm/tr] [1/min] [mm/min] 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , A sec 0, , , , , A sec 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , Emulsion 0, , , , , A sec 303

14 MANUEL D USINAGE GARANT Sommaire Liste des tableaux Valeurs indicatives d'utilisation pour l'alésage Technique 305 Grandeurs de coupe pour l'alésage 305 Efforts, couple et puissance absorbée pour l'alésage 306 Calcul du temps machine pour l'alésage 306 Types d'alésoirs Alésoirs à main Alésoirs machine Alésoirs coniques Système de têtes d'alésage hautes performances 309 Tolérances d'alésage et qualités de surface possibles 310 Guide de résolution des problèmes 311 Valeurs indicatives d'utilisation des alésoirs Tolérances et ajustements Calcul de la cote négative de frottement Exemple d'utilisation des tableaux des valeurs indicatives 315 Liste des tableaux Valeurs indicatives d'utilisation pour l'alésage Alésoirs Matière de coupe / revêtement N tab. Page Alésoirs machine HSS/E HSS/E (revêtu de TiN) Carbure monobloc, carbure rapporté Têtes d'alésage hautes performances Carbure, carbure (revêtu de TiAIN), cermet, CBN et PCD

15 Alésage 1 Technique L'alésage permet d'améliorer la qualité de l'alésage. L'augmentation de diamètre est à cet égard minime. Des classes de tolérance IT 7 à IT 6 sont possibles. Fait caractéristique, l'alésoir s'engage automatiquement dans l'alésage et entaille sans outil. Figure 6.1 Alésoir CN GARANT 2 Grandeurs de coupe pour l'alésage Des épaisseurs de coupe particulièrement faibles résultent toujours lorsque l'avance par dent f z est très petite ou l'angle de direction (d'attaque) κ très faible. C'est notamment le cas des alésoirs à hélice avec un angle de direction κ 1. Dans ce cas, l'enlèvement des copeaux peut poser problème. Lors de l'alésage, il convient de respecter une épaisseur de coupe minimum h min. En cas de non-respect de cette valeur, le taillant ne pénètre pas dans la matière, mais celle-ci subit uniquement une déformation élastique et plastique. La pression et le frottement accroissent dès lors l'usure des taillants. Dans la plage des vitesses de coupe pour l'alésage, l'épaisseur de coupe minimale h min est de : finition a p 45 h 15 préparation h f z Alésage h min = ( 05 1,, 0) r n Figure 6.2 Corrélation entre l'épaisseur de coupe h et l'angle de direction κ où r n représente le chanfreinage des arêtes. La pénétration du taillant dans la coupe oblique de l'alésoir à hélice, qui est produite par un angle d'inclinaison fortement négatif, peut améliorer légèrement la situation. 305

16 MANUEL D USINAGE GARANT 3 Efforts, couple et puissance absorbée pour l'alésage Lors de l'alésage, les efforts produits ne sont pas, ou seulement de manière imprécise, calculables à l'aide des efforts de coupe spécifiques k c. Les efforts d'enlèvement du copeau sont bien plus faibles que les efforts de frottement, c.-à-d. ceux pouvant apparaître par «adhérence» dans l'alésage. Les efforts totaux lors de l'alésage peuvent être calculés par la mesure du couple. La puissance de coupe P c se calcule alors de la même manière que pour le perçage et le lamage : P c Puissance de coupe [kw] (Eq. 3.15) M P d n c = M d Couple [Nm] (calcul expérimental) 9554 n Vitesse de rotation [min -1 ] 4 Calcul du temps machine pour l'alésage Les mêmes formules que pour le perçage et le lamage s'appliquent à l'alésage. Ainsi : t h Temps machine [min] t = L L Course de frottement totale [mm] (Eq. 3.18) h f n f Avance [mm/tr] n Vitesse de rotation [min -1 ] Lors de l'alésage, il convient de veiller à ce que le retrait s'effectue généralement à la même vitesse que l'avance, et donc de tenir compte d'un temps mort t n proche de la valeur du temps machine t h. Pour l'alésage, les courses initiale l a et de dépassement l u sont définies comme suit : D Diamètre de l'alésoir l a + l u D La course de frottement totale L est donc la suivante : L Course de frottement totale [mm] L= l+ l a + l u = l+ D l Epaisseur de la pièce [mm] (Eq. 6.1) D Diamètre de l'alésoir [mm] 306

17 Alésage 5 Types d'alésoirs Les types d'alésoirs peuvent être très différents. Les grands alésoirs peuvent être fabriqués comme alésoirs creux, alors que des applications particulières nécessitent des alésoirs spécifiques, tels que des alésoirs de chaudronnier ou des alésoirs de mouliste pour buse d'injection. 5.1 Alésoirs à main Les alésoirs à main possèdent des guides particulièrement longs. Une hélice peut être utilisée pour les trous débouchants lorsque les copeaux doivent être évacués vers le bas. Le nombre de taillants est généralement pair (4 à 18 en fonction du diamètre). Lors de plages de tolérance variables, il est possible d'utiliser des alésoirs à main expansibles. 5.2 Alésoirs machine Les alésoirs machine présentent une partie taillante plus courte que celle des alésoirs à main. Ils pénètrent également automatiquement dans l'alésage grâce à leurs listels (arêtes latérales rectifiées). Les taillants peuvent être droits, présenter une légère hélice à gauche ou une forte torsion hélicoïdale (cf. figure 6.3). L'hélice à gauche produit une meilleure qualité de surface, mais exige toutefois une évacuation libre des copeaux. Elle est donc réservée aux trous borgnes. L'hélice rapide convient aux avances élevées, notamment dans les matières tendres. a) Taillants droits b) Hélice à gauche c) Hélice rapide Figure 6.3 Alésoirs machine 307

18 MANUEL D USINAGE GARANT Les alésoirs CN possèdent un diamètre de queue adapté CN pour utilisation normalisée spécialement dans les mandrins expansibles hydrauliques (HD) et les mandrins de serrage haute précision (HG). Il est ainsi possible d'obtenir une précision de concentricité et une sécurité de processus optimales lors de la réalisation d'ajustements. L'utilisation d'alésoirs CN GARANT ne nécessite pas l'acquisition d'adaptateurs spéciaux. Figure 6.4 Alésoir CN avec pointe de centrage GARANT En cas de pas différentiel, les taillants vont par paire (figure 6.5). L'alésage devient de ce fait absolument rond et exempt de marques de vibration. Le listel rode et guide l'alésoir. 5.3 Alésoirs coniques Figure 6.5 Nombre de dents pair avec pas différentiel Dans le cas des alésoirs coniques, les arêtes principales s'étendent sur l'ensemble de la génératrice. Les arêtes latérales au sens initial sont inexistantes. Les outils peuvent en principe être droits ou tordus. Les alésoirs à hélice (p. ex. alésoirs coniques à hélice) conviennent pour l'ébauche. Pour permettre l'évacuation des copeaux par l'alésage qui se rétrécit, les alésoirs doivent être retirés plus souvent. Figure 6.6 Alésoir conique à hélice Un alésoir à goujures droites est mieux approprié à la finition en raison de la qualité de l'alésage. 308

19 Alésage 5.4 Système de têtes d'alésage hautes performances Modulaire, le système de têtes d'alésage hautes performances présente une précision d'interchangeabilité maximale ( 3 µm), étant donné que le point de démontage HFS a été élaboré sur la base des connaissances des points de jonction HSK (cf. également chapitre «Serrage»). La grande rigidité due au contact des surfaces planes permet de transmettre des efforts et des couples supérieurs à des vitesses de rotation très élevées. L'avantage réside dans l'extrême simplicité du changement des têtes, même si le porteoutil est rétracté ou tendu dans le mandrin. Le changement est effectué à l'aide d'une vis filetée intégrée dans le point de démontage. Ce système permet la production en série économique d'ajustements particuliers pour une sécurité de processus élevée et des valeurs de coupe très grandes (cf. tableau 6.10). Tête d'alésage Vis filetée Clé à six pans creux pour serrer ou desserrer Point de démontage HFS Distribution précise de lubrifiant Porte-tête Figure 6.7 GARANT Système de têtes d'alésage hautes performances La figure ci-dessous illustre différentes géométries d'entrée. 1 0,55 MG3L 30 Angle de coupe 10 avec chanfrein de protection MC1G 45 Angle de coupe 6 0,4 MAOA 75 Angle de coupe 0 1,4 0,4 ME1G 30 Angle de coupe 6 (uniquement pour trous débouchants) MA1N 75 Angle de coupe 12 Figure 6.8 Géométries d'entrée pour le système de têtes d'alésage hautes performances GARANT 309

20 MANUEL D USINAGE GARANT 6 Tolérances d'alésage et qualités de surface possibles Le tableau 6.1 présente les tolérances ISO possibles lors de l'utilisation de forets hélicoïdaux à deux taillants comparés à des fraises à trois taillants, des forets aléseurs et des alésoirs à plusieurs taillants. Les forets hélicoïdaux en HSS à deux taillants en particulier ne s'engagent automatiquement que de manière imparfaite. De légères asymétries des taillants engendrent des défauts de forme et des surépaisseurs (IT 11 à IT 13, bleu). L'utilisation de forets hélicoïdaux en carbure monobloc permet également d'améliorer la situation (jusqu'à IT 8, rouge). En revanche, les outils à trois taillants (fraise, foret-aléseur) atteignent une meilleure qualité d'environ une classe de tolérance grâce à leur guidage plus uniforme dans l'alésage (IT 10 à IT 12 pour HSS et jusqu'à IT 7 pour carbure monobloc). L'utilisation d'alésoirs à plusieurs taillants permet d'améliorer sensiblement la forme et la précision. Grâce à l'augmentation du nombre de taillants et à l'utilisation de profondeurs de coupe réduites, le guidage est fortement amélioré et les efforts qui poussent l'outil hors de la position centrale, considérablement réduits (IT 6 à IT 9 pour HSS, jusqu'à IT 5 pour les alésoirs en carbure). Tolérance ISO IT 5 IT 6 IT 7 IT 8 IT 9 IT 10 IT 11 IT 12 IT 13 Type d'outil Foret hélicoïdal Fraise Foret-aléseur Alésoir Tableau 6.1 Tolérances d'alésage possibles avec différents outils La qualité de surface possible dépend de plusieurs facteurs. Citons notamment l'outil proprement dit et ses angles, le nombre et l'acuité des taillants, ainsi que les conditions d'utilisation de la matière à usiner, les conditions de coupe (v c et f ) et la qualité du préusinage, mais également celle de la machine-outil à utiliser. L'on obtient ainsi un éventail relativement large de la rugosité de surface comprise entre 2 et 15 µm lors de l'alésage. L'alésage ne permet pas d'améliorer le sens et la position, étant donné que l'alésoir est centré par le préperçage. Plus la qualité du préperçage est bonne, meilleur sera le résultat d'alésage. R z en µm Type d'outil Foret hélicoïdal Fraise Foret-aléseur Alésoir Tableau 6.2 Qualités de surface possibles avec différents outils 310

21 Alésage 7 Guide de résolution des problèmes Identification Problème 1 Diamètre trop grand 2 Diamètre trop petit 3 Alésage conique 4 Alésage ovale 5 Mauvaise qualité de surface 6 Coincement de l'alésoir 7 Bris de l'alésoir Remède Vérifier la concentricité de la pièce/l'outil Erreur de concentricité de l'alésoir Erreur de concentricité du porte-outil Erreur de concentricité de la broche Réduire la vitesse de coupe Augmenter la vitesse de coupe Diminuer l'avance Augmenter l'avance Utiliser une huile de coupe ou un lubrifiant «plus gras» Lubrifiant trop «gras» Vérifier la géométrie de l'outil Entrée défectueuse Usure de l'outil Surépaisseur d'usinage trop faible Utiliser un alésoir à hélice (la matière tend à se coincer) Choisir un revêtement Tableau 6.3 Résolution des problèmes d'alésage 311

22 MANUEL D USINAGE GARANT 8 Valeurs indicatives d'utilisation des alésoirs 8.1 Tolérances et ajustements Pour pouvoir utiliser efficacement les alésoirs disponibles, il est nécessaire de connaître les ajustements correspondants réalisables. Le tableau ci-dessous présente les ajustements pour les alésoirs machine 1/100. Le tableau s'utilise comme suit : 1. Alésoir disponible : dimension 4,05 mm 2. Identification des ajustements pour alésoirs de 4,05 mm V Sélectionner toutes les valeurs 4,05 dans le tableau V Lire l'ajustement correspondant dans l'en-tête de la colonne C8 C9 C10 C11 CD7 D7 D8 D9 D10 D11 1,07 1,07 1,08 1,10 1,04 1,02 1,03-1,04 1,06 2,07 2,07 2,08 2,10 2,04 2,02 2,03-2,04 2,06 3,07 3,07 3,08 3,10 3,04 3,02 3,03-3,04 3,06 4,08 4,09 4,05 4,04 4,04 4,05 4,06 4,08 5,08 5,09 5,05 5,04 5,04 5,05 5,06 5,08 6,08 6,09 6,05 6,04 6,04 6,05 6,06 6,08 7,09 7,10 7,06 7,05 7,05 7,06 7,08 7,10 8,09 8,10 8,06 8,05 8,05 8,06 8,08 8,10 9,09 9,10 9,06 9,05 9,05 9,06 9,02 9,10 10,09 10,10 10,06 10,05 10,05 10,06 10,08 10,10 11,06 11,08 11,10 12,06 12,08 12,10 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 J6 J7 1,00 1,01 1,02 1,04 1,06 1,09 1,00 1,00 2,00 2,01 2,02 2,04 2,06 2,09 2,00 2,00 3,00 3,01 3,02 3,04 3,06 3,09 3,00 3,00 4,00 4,01 4,02 4,03 4,05 4,08 4,00 4,00 5,00 5,01 5,02 5,03 5,05 5,08 5,00 5,00 6,00 6,01 6,02 6,03 6,05 6,08 6,00 6,00 7,00 7,01 7,01 7,02 7,04 7,06 7,10 7,00 7,00 8,00 8,01 8,01 8,02 8,04 8,06 8,10 8,00 8,00 9,00 9,01 9,01 9,02 9,04 9,06 9,10 9,00 9,00 10,00 10,01 10,02 10,02 10,04 10,06 10,10 10,00 10,00 11,01 11,02 11,03 11,05 11,07-11,00 11,00 12,01 12,02 12,03 12,05 12,07-12,00 12,00 N8 P6 P7 P8 R6 R7 S6 S7 U6 U7 0,99 0,99 0,99 0,99 0,98 0,98 0,98 0,98 1,99 1,99 1,99 1,99 1,98 1,98 1,98 1,98 Ces alésoirs permettent donc de réaliser les ajustements suivants : Dimension de l'alésoir 4,05 mm CD7 D9 H11 312

23 Alésage Référence catalogue ; C8 C9 C10 C11 CD7 D7 D8 D9 D10 D11 D12 E7 E8 E9 EF8 F7 F8 F9 F10 G6 G7 H5 1,07 1,07 1,08 1,10 1,04 1,02 1,03 1,04 1,06 1,08 1,02 1,02 1,03 1,02 1,01 1,01 1,02 1,01 1,00 2,07 2,07 2,08 2,10 2,04 2,02 2,03 2,04 2,06 2,08 2,02 2,02 2,03 2,02 2,01 2,01 2,02 2,01 2,00 3,07 3,07 3,08 3,10 3,04 3,02 3,03 3,04 3,06 3,08 3,02 3,02 3,03 3,02 3,01 3,01 3,02 3,01 3,00 4,08 4,09 4,05 4,04 4,04 4,05 4,06 4,08 4,10 4,03 4,04 4,03 4,02 4,03 4,04 4,01 4,01 4,00 5,08 5,09 5,05 5,04 5,04 5,05 5,06 5,08 5,10 5,03 5,04 5,03 5,02 5,03 5,04 5,01 5,01 5,00 6,08 6,09 6,05 6,04 6,04 6,05 6,06 6,08 6,10 6,03 6,04 6,03 6,02 6,03 6,04 6,01 6,01 6,00 7,09 7,10 7,06 7,05 7,05 7,06 7,08 7,10 7,03 7,04 7,05 7,03 7,02 7,03 7,05 7,01 7,01 7,00 8,09 8,10 8,06 8,05 8,05 8,06 8,08 8,10 8,03 8,04 8,05 8,03 8,02 8,03 8,05 8,01 8,01 8,00 9,09 9,10 9,06 9,05 9,05 9,06 9,02 9,10 9,03 9,04 9,05 9,03 9,02 9,03 9,05 9,01 9,01 9,00 10,09 10,10 10,06 10,05 10,05 10,06 10,08 10,10 10,03 10,04 10,05 10,03 10,02 10,03 10,05 10,01 10,01 10,00 11,06 11,08 11,10 11,04 11,05 11,06 11,03 11,04 11,06 11,01 11,00 12,06 12,08 12,10 12,04 12,05 12,06 12,03 12,04 12,06 12,01 12,00 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 J6 J7 J8 JS7 JS8 JS9 K6 K7 K8 M6 M7 M8 N6 N7 1,00 1,01 1,02 1,04 1,06 1,09 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,99 0,99 0,99 0,99 2,00 2,01 2,02 2,04 2,06 2,09 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 1,99 1,99 1,99 1,99 3,00 3,01 3,02 3,04 3,06 3,09 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 2,99 2,99 2,99 2,99 4,00 4,01 4,02 4,03 4,05 4,08 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 3,99 3,99 3,99 3,99 5,00 5,01 5,02 5,03 5,05 5,08 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 4,99 4,99 4,99 4,99 6,00 6,01 6,02 6,03 6,05 6,08 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 5,99 5,99 5,99 5,99 7,00 7,01 7,01 7,02 7,04 7,06 7,10 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 6,99 6,99 6,99 6,99 8,00 8,01 8,01 8,02 8,04 8,06 8,10 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 7,99 7,99 7,99 7,99 9,00 9,01 9,01 9,02 9,04 9,06 9,10 9,00 9,00 9,00 9,00 9,00 9,00 9,00 8,99 8,99 8,99 8,99 10,00 10,01 10,02 10,02 10,04 10,06 10,10 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 9,99 9,99 9,99 9,99 11,01 11,02 11,03 11,05 11,07 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 10,99 10,99 10,99 10,99 12,01 12,02 12,03 12,05 12,07 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 11,99 11,99 11,99 N8 P6 P7 P8 R6 R7 S6 S7 U6 U7 X7 X8 X9 Z7 Z8 Z9 Z10 ZA7 ZA8 ZA9 ZB8 ZB9 0,99 0,99 0,99 0,99 0,98 0,98 0,98 0,98 0,97 0,97 0,97 0,97 0,96 0,96 0,95 0,95 1,99 1,99 1,99 1,99 1,98 1,98 1,98 1,98 1,97 1,97 1,97 1,97 1,96 1,96 1,95 1,95 2,99 2,99 2,99 2,99 2,98 2,98 2,98 2,98 2,97 2,97 2,97 2,97 2,96 2,96 2,95 2,95 3,99 3,98 3,98 3,98 3,97 3,96 3,96 3,96 3,95 3,95 3,96 3,94 3,94 4,99 4,98 4,98 4,98 4,97 4,96 4,96 4,96 4,95 4,95 4,96 4,94 4,94 5,99 5,98 5,98 5,98 5,97 5,96 5,96 5,96 5,95 5,95 5,96 5,94 5,94 6,99 6,98 6,98 6,97 6,97 6,96 6,95 6,95 6,95 6,94 6,94 6,94 6,92 7,99 7,98 7,98 7,97 7,97 7,96 7,95 7,95 7,95 7,94 7,94 7,94 7,92 8,99 8,98 8,98 8,97 8,97 8,96 8,95 8,95 8,95 8,94 8,94 8,94 8,92 9,99 9,98 9,98 9,97 9,97 9,96 9,95 9,95 9,95 9,94 9,94 9,94 9,92 10,99 10,98 10,98 10,97 10,97 10,97 10,96 10,95 10,95 10,94 10,93 10,93 10,90 10,90 11,99 11,98 11,98 11,97 11,97 11,97 11,96 11,95 11,95 11,94 11,93 11,93 11,90 11,90 Tableau 6.4 Ajustements pour alésoirs machine 1/

24 MANUEL D USINAGE GARANT 8.2 Calcul de la cote négative de frottement La profondeur de coupe est choisie en fonction du diamètre et de l'outil comme cote négative de frottement (tableau 6.5). Ainsi, lors du préperçage d'un trou de 20 mm dans l'acier, il convient de choisir une cote négative de 0,2 mm, ce qui correspond à une profondeur de coupe de 0,1 mm. La profondeur de coupe doit à cet égard garantir la rugosité de surface et une somme correspondant à l'épaisseur de coupe minimale lors de l'alésage h min (voir explications précédentes). Groupe de matières 1.0/ 1.1/ 2.0/ 3.0/ 5.0/ 8.0/ 13.0/ 13.1/ 2.1/ 3.1/ 3.2/ 4.0/ 4.1/ 6.0/ 6.1/ 7.0/ 7.1/ 8.1/ 8.2/ 9.0/ 13.2/ 13.3/ 14.0 Plage de diamètres de l'alésage [mm] 3 à 5 5 à à à à 50 0,1 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5 0,1 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 15.0/ ,1 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5 15.2/ ,1 0,2 0,2 0,3 0,4 0, ,1 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5 0,5 19.1/19.2/ 19.3/ 19.4/ 19.5/ ,1 0,2 0,2 0,2-0,3 0,3 0,3-0,4 17.0/ 17.1/ 17.2/ ,1 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5 0,5 Tableau 6.5 Cote négative de frottement pour l'utilisation d'alésoirs fixes en HSS En cas d'utilisation d'alésoirs à hélice, les valeurs du tableau 6.5 doivent être augmentées d'au moins 50%. Pour les alésoirs à corps fendu ou à lames, le facteur de frottement doit être réduit. Les cotes négatives présentées dans le tableau s'appliquent à un trou devant être alésé en une seule passe, en cas d'utilisation d'alésoirs fixes en HSS. Lors de l'utilisation d'alésoirs en carbure revêtu, les cotes négatives détaillées au tableau 6.6 s'appliquent. Groupe de matières 1.0/ 1.1/ 2.0/ 2.1/ 3.0/ 3.1/ 3.2/ 4.0/ 4.1/ 5.0/ 6.0/ 6.1/ 7.0/ 7.1/ 8.0/ 8.1/ 8.2/ 9.0/ 13.0/ 13.1/ 13.2/ 10.0/ 10.1/ 10.2/ 11.0/ 11.1/ 12.0/ 13.3/ 14.0/ Plage de diamètres de l'alésage [mm] 3 à 5 5 à à à à 50 0,12 0,2 0,12-0,25 0,25 0,3 0,3 0,35 0,35 0,45 0,1 0,1 0,1 0,15 0,1 0,2 0,15 0,2 15.0/ 15.1/15.2/ 15.3/ 16.0/ ,15 0,25 0,15 0,25 0,25 0,3 0,3 0,4 0,5 17.0/ 17.1/ 17.2/ 18.0/ 19.0/ 0,15 0,25 0,15 0,3 0,3 0,35 0,35 0,45 0,45 0, /19.2/ 19.3/ 19.4/ 19.5/ 19.6 Tableau 6.6 Cote négative de frottement pour l'utilisation d'alésoirs en carbure revêtu 314

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