FORMATION Professionnelle Module Techniques d usinage - Les bases 6ème édition juin 2016 Art. n 2403f Index Techniques d usinage manuelles 11 Techniques d usinage mécaniques 45
Techniques d usinage - Les bases Index Prescriptions relatives à la sécurité au travail...9 Travaux dans les ateliers de production...9 Mesures d accompagnement en matière de sécurité au travail et de protection de la santé..9 Règles de comportement...10 Techniques d usinage manuelles Les outils d établi...11 Les marteaux...11 Les tournevis...11 Les pinces...12 Les clés pour vis et boulons...13 Les étaux...15 Les types d étau et les accessoires...16 Les traçages, marquages et pointages...17 Le traçage...17 Les outils de traçage...17 Les moyens auxiliaires de traçage...18 Le processus de traçage...18 Les règles de travail...19 Le pointage...20 Les pointeaux...20 Les règles de travail...20 Le burinage...21 Les types de burins...21 Les angles de coupe des burins...21 Le sciage...23 Les scies à main...23 L avoyage de la denture...23 L avoyage des lames de scie...23 La sélection de lames à scie...24 Les règles de travail pour la scie à main...24 Le limage...25 La forme des dents...26 Les différents types de tailles...27 Le nombre et les numéros des tailles...27 Les règles de travail...28 4
Techniques d usinage - Les bases Le pliage et le redressage (la déformation)...29 Le rayon de pliage...29 Le choix du rayon de pliage...29 Le taraudage manuel...31 Le choix des tarauds...31 Le perçage de l avant-trou...31 Les jeux de tarauds manuels...32 Procédé de travail pour les taraudages...33 Les filières...33 La préparation du travail...34 La planification et la préparation du travail...34 La méthode en six étapes IPDRCE...34 Questions d examen...37 5
Techniques d usinage - Les bases Techniques d usinage mécaniques Les bases de l enlèvement des copeaux...45 La géométrie et les angles de coupe des tranchants d outils...45 Les tranchants...45 Les forces et les mouvements de l enlèvement de copeaux...46 Les forces sur les tranchants des outils...46 Les angles de coupe...48 Les angles de tranchant des burins...48 Prescriptions relatives à la sécurité au travail...50 Maniement de perceuses...50 Règles de comportement...50 La formation de copeaux...51 La formation de copeaux...51 Le contrôle des copeaux...51 Les types de copeaux...52 Les formes de copeaux...52 Les matières de coupe...53 Les aciers rapides (High Speed Steel HSS)...53 Les métaux durs...54 Les plaquettes réversibles...55 Les liquides de refroidissement (et de lubrification)...56 Les champs d application...56 Entretien et maintenance...57 Elimination...57 Les vitesses de coupe et le calcul des fréquences de rotation...59 La formule pour le calcul de la fréquence de rotation...59 Table des fréquences de rotation...60 Percer/chanfreiner/aléser/tarauder...61 Le perçage...61 Vue d ensemble des différents procédés...61 Les perceuses...62 Les perceuses d établi à table de coordonnées...62 Les perceuses d établi avec variateur...62 Le serrage des pièces...63 Les mandrins à serrage rapide et les pinces de serrage...64 Les outils de perçage...65 Les forets hélicoïdaux...65 Les angles des forets hélicoïdaux...65 Les différents outils de perçage...66 La définition du point zéro...68 Les pinules (Zentrofix)...68 Les palpeurs d arêtes 3D...68 6
Techniques d usinage - Les bases Les procédés de perçage...69 Le perçage...69 Le chanfreinage et le chambrage...70 L alésage...72 Le taraudage...75 Les tarauds machine...75 L usinage d un taraudage...77 Le chanfreinage d un taraudage...78 Table des filetages...78 Table des valeurs de coupe...79 L affûtage de forets hélicoïdaux...80 L affûtage de la surface de dépouille...80 Les erreurs d affûtage possibles...81 Entretien et soin des moyens de production...82 Questions d examen...85 7
Techniques d usinage manuelles Le taraudage manuel Le taraudage manuel Le choix des tarauds Le marché propose un grand nombre de tarauds adaptés aux divers besoins d utilisation. Le choix du taraud adéquat dépend du type et de la profondeur du taraudage, du type de matériau et, non en dernier, s il s agit d un usinage unique ou d une production en série. Pour faire ce choix, les catalogues des fournisseurs seront d une aide précieuse. Ils contiennent toutes les données techniques et indications d utilisation. Pour les taraudages traversants, on utilise des tarauds avec une hélice à gauche. Le taraud pousse les copeaux devant lui et les expulse vers le bas. Pour les taraudages borgnes par contre, on utilise des tarauds avec une hélice à droite. Ainsi, les copeaux sont évacués par le haut. C est le sens de rotation de l hélice qui détermine le sens de l évacuation des copeaux! hélice à gauche pour taraudages traversants hélice à droite pour taraudages borgnes Le perçage de l avant-trou Le taraudage n est pas seulement un enlèvement de copeaux, mais il produit aussi une déformation. Les valeurs indicatives pour les divers matériaux et diamètres de noyau peuvent être prélevées dans les tables de données. Lors du perçage d avant-trous de taraudages borgnes, l avant-trou doit être plus profond que la profondeur du taraudage proprement dit afin de prendre en compte l entrée de filetage du taraud (profondeur de l avant-trou borgne = longueur du taraudage + 0,7 x le diamètre de l avant-trou). Diamètre de l avant-trou = nominal moins le pas du taraudage (pour taraudages métriques). Exemple M10 90 Les diamètres de l avant-trou pour le taraudage Ø10.4 www.meinlehrmittel.ch Ø8.5 31
Techniques d usinage mécaniques Les bases de l enlèvement des copeaux Les forces et les mouvements de l enlèvement de copeaux Lors de la coupe et de l enlèvement de copeaux, ce sont les forces qui sont à l oeuvre qui enlèvent le matériau. Ces forces dépendent principalement : de la résistance du matériau, des angles de coupe, de la section du copeau. Les forces sur les tranchants des outils La force d enlèvement de copeaux F est la résultante de toutes les forces individuelles qui agissent pendant le processus, p. ex. sur les burins et sur les dents des fraises ou des scies. forces actives dans le tournage forces d enlèvement dans le tournage forces d enlèvement dans le fraisage en comparaison, les forces de coupe dans le sciage Les mouvements des outils et des pièces Le mouvement de coupe correspond au déplacement du tranchant par rapport à la pièce qui, sans mouvement d avance, ne produit qu un seul enlèvement de copeau par rotation ou par course. Le mouvement d avance correspond au déplacement du tranchant par rapport à la pièce qui, ensemble avec le mouvement de coupe, permet un enlèvement de copeaux continu. Les mouvements de coupe et d avance produisent ensemble un enlèvement de copeaux continu. Pour l enlèvement de copeaux de plusieurs couches, la profondeur de passe s ajoute au mouvement de coupe et d avance. 46
j Techniques d usinage mécaniques Percer/chanfreiner/aléser/tarauder Les outils de perçage Les forets hélicoïdaux Pour les perçages dans le matériau plein, on utilise en général des forets hélicoïdaux. Les avantages suivants en font l outil de perçage le plus utilisé : des angles de coupe avantageux diamètre constant après l affûtage facile à fixer bon guidage dans la pièce bonne évacuation des copeaux bonne arrivée du liquide de refroidissement Selon le matériau à usiner, les commerces proposent des types de forets avec 3 angles de coupe ou d hélice différents. Type N pour matériaux normaux, p. ex. acier de construction Type W pour matériaux tendres, p. ex. aluminium Type H pour matériaux durs/friables, p. ex. laiton Les angles des forets hélicoïdaux Les désignations face de dépouille arête de tranchant tranchant secondaire listel = angle du tranchant transversal 55 âme (tranchant transversal) angle de pointe diamètre dégagé A diamètre nominal d tranchant principal face de dégagement k, section minimale du foret détalonnage rainure d évacuation A partir d une épaisseur de section du ø 12, il est nécessaire de percer une ébauche de k. âme à pointe amincie 55 gamma béta alpha φ phi psi = angle de coupe / d hélice = angle de taillant = angle de dépouille = angle de pointe = angle de l âme = angle de dépouille = angle de taillant = angle de coupe 65
Techniques d usinage mécaniques Questions d examen 53. Des tranchants de foret de longueur inégale produisent : A o B o C o des alésages trop grands. le foret ne coupe pas. le foret dévie. 54. Quel est l effet d un angle de détalonnage trop grand? A o B o C o le foret dévie le foret croche, les tranchants s ébrèchent le perçage devient trop grand 55. Les tarauds machine à rainure hélicoïdale sont appropriés pour les : A o B o C o perçages traversants perçages traversants / borgnes grands perçages traversants 56. Les tarauds machine avec entrée en cuillère sont appropriés pour : 57. Comment calcule-t-on la fréquence de rotation d un foret hélicoïdal? (veuillez indiquer la formule) 58. Pour enlever le matériau, l outil de perçage fait un mouvement dans le sens de son axe. Ce mouvement s appelle : 59. Quelle est l influence des huiles de coupe sur le diamètre d un alésage lors de l alésage? 60. Les alésoirs machine coniques ont en général une conicité de... 61. Quelle fréquence de rotation choisit-on pour une pinule (Zentrofix)? 87