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GOMTRIE DES POITES DE FORETS
par JOSEPH MAZOFF
Traduction M.B. le 23-03-2013
M. Joseph Mazoff, inventeur, et membre de la Socit Manufacturing
Engineers et prsident de J & A Machinery a commenc sa carrire
de mtallurgiste en Pennsylvanie, dans une forge en 1926 l'age neuf
ans comme jeune apprenti. En 1938, g de 18 ans, M. Mazoff,
participe au concours de l'tat de Pennsylvanie d'afftage de gros
outils et de taillage de goujure de forets. Face plus de 300
candidats gs de cinquante soixante ans expriments, il y remporte la
premire place.
M. Mazoff a donn des confrences sur la Gomtrie des Pointes de
foret dans diverses universits et autres tablissements
d'enseignement comme Brigham Young, et dans les tats du Texas, du
Kentucky, de Pennsylvanie, de l'Ohio, du Nouveau Mexique et
d'autres encore.
Il a galement anim des confrences sur la gomtrie des pointes
forets dans d'importants usines de construction mcanique des plus
grandes entreprise comme Pratt et Whitney Hartford, au Connecticut,
General Electric Schenectady, N.Y, l'Abex Corporation, Philadelphia
Naval Shipyard de Philadelphie et d'autre major de l'industrie qui
grent de grands parcs de machines-outil.
De mme, il a pour le magazine "Modern Machine Shop" crit un
article intitul "Choisir la Meilleure Gomtrie pour la pointe du
foret" qui paru en page 11 de l'dition de juin 1989. (Sa
rimpression est disponible en prenant contact avec le
magazine).
De retour dans les Appalaches o l'auteur a commenc sa carrire
dans une forge, o l'lectricit tait inconnue. A cette poque les
percements se faisaient la main, minutieusement et lentement, avec
de gros
forets de 1 pouce 1/2 de diamtre. Cela exigeait beaucoup de
temps, de patience et d'effort physique. C'est donc, par
l'exprimentation; qu'il a t tabli que, lorsqu'un foret conique
(conventionnel) us tait afft avec une suite de plats (Pointe
multiples-facettes), cela lui donnait un tranchant qui demandait
une pression infrieure de 150% . Cependant, comme la capacit d'un
l'ouvrier affter les pointes en multi-facettes se dgrade avec les
annes, il devient par consquent, au fil du temps, extrmement
difficiles de faire cet afftage la main. Toutefois avec
l'apparition rcente des machines commande numrique nccessitant des
forets auto-centreur, l'afftage multi-faces a t remis au got du
jour pour satisfaire ce besoin.
Comme vous le noterez dans les pages qui suivent, la
particularit la plus importante de l'afftage multi-facettes, c'est
qu'elle permet une large diversit de pointes de foret, cela pour
mieux rpondre aux exigences de fabrication. Particulirement en
cette poque moderne de mtaux aux alliages exotiques. Les alliages
spciaux tant incontournables, ils contraignent nos industriels
adopter des Gomtries de Pointe de foret plus pertinentes. De l,
l'objet de cet article qui est d'informer et de mettre jour les
connaissances des techniciens sur la supriorit de ce type de
gomtrie qui intgre les formes de pointes les plus varies pour des
applications plus opportunes. D'autres aspects de la gomtrie du
foret seront couverts ce qui est rarement ou jamais le cas.
Pratiquement tous les lments du foret y seront traits avec le mme
srieux sans prjuger de ce que disent les professionnels "qu'il est
important d'entretenir le tranchant des forets."
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A ce propos, cet article fournit des lments sur la manire
d'affter les forets pour de meilleurs rsultats et clarifie quelques
ides errones, persistantes et improductives. Le foret est le plus
important, le moins compris, et le plus nglig de tous les outils de
coupe.
C'est en ralit, le compromis entre les angles de dpouille du
haut et du bas de la lvre par rapport l'angle de tranchant de
l'outil qui dtermine que son usage est "gnral" PAS l'angle de
pointe" (non-tranchants).
Nous l'acceptons avec des angles de pointe standard, bas sur ce
prcdent intangible, plutt que le dduire par une exprimentation
mthodique et rigoureuse.
C'est l'exemple, de ces professionnels qui supposent qu'un angle
de pointe de 118, tabli pour un usage "universel", est un bon
compromis pour le perage de diffrents type de mtaux. C'est ainsi
que cette donne inexacte se retrouve dans les manuels de
construction mcanique. La variation de l'angle de pointe n'a rien
voir avec l'action de coupe. Un angle de pointe de 118 est un pur
mythe.
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D'autre part, utiliser un outil avec un angle de dpouille
standardis, est contraire "aux lois de la physique".
Cela signifie que si nous appliquons ce principe au tranchant
d'une hache, elle fera un travail miteux pour raser une barbe ou
fendre un rondin. Ainsi, les angles de dpouille doivent tre ajusts
en fonction de la duret et de l'usinabilit du mtal. GNRALEMENT, on
donne moins de dpouille pour les mtaux durs et en consquence, plus
pour les mtaux plus mous.
A l'exemple de l'angle de pointe du foret de la figure A, c'est
la longueur totale des lvres qui fait l'action de coupe, alors qu'a
la figure B, seulement 64 % de la longueur des lvres est engage
pour une mme profondeur de perage. Le taux maximal de pntration
dans le mtal se produit seulement lorsque longueur totale des lvres
attaque le mtal. Ainsi, plus la pointe est obtue, plus les lvres
couperont en pleine matire rapidement. Les vues A et B sont de mme
taille dmontrant que les forets ont le mme diamtre, et que la
pointe du foret A, a une plus courte longueur de tranchant que le
foret B. Cela signifie que le foret B percera un trou de mme
diamtre mais avec une longueur de tranchant plus importante et par
consquent un copeau plus large, gnrant ainsi un moment de torsion
plus rsistant que pour un mme diamtre de foret.
Spcifiquement, un foret de 1 pouce (25,4 mm) de diamtre avec un
angle de pointe de 140 a une longueur de lvre de 17/32" (13,5 mm)
et le mme foret avec un angle de pointe de 118 sa lvre mesurera
19/32" (15 mm) Multipli par les deux tranchants, le foret de 1"
avec sa pointe 118 ncessitera le mme effort de coupe qu'un foret
d'un diamtre suprieur de 7/64" (2,8 mm) soit 28,2 mm de diamtre.
Avec de plus gros foret, la diffrence s'accentuera
ostensiblement.
Notez qu' la figure. D, le profil de l'arrte transversale est
rectiligne et perpendiculaire l'axe du foret. Elle est forme par
les faces en dpouille se rejoignant l'me de la mche. Lors du perage
d'un trou c'est la totalit de l'arrte tranchante qui entre en
contact simultanment dans le mtal en produisant des copeaux.
Cependant comme reprsent dans
la vue C, l'afftage d'une pointe plus plate donne une arrte
tranchante aux proprits de coupe remarquables demandant moins de
pression, en dgageant moins de chaleur avec une productivit plus
grande qu'une mche conventionnelle. Sa pointe de forme hliconique
(non-linaire) creuse littralement une dpression en forme de
coupelle dans le mtal sur toute la profondeur du percement. Dans
l'acier inoxydable, la chaleur due au frottement est suffisante
pour que la mche vire au bleu, en la chauffant des tempratures
dpassant les 1000. Avec ses faces en dpouilles courbes la mche
conventionnelle a de mdiocres proprits d'vacuation, qui ncessite
une pression plus importante.
Dans le perage, l'nergie de rotation se transforme en chaleur et
en copeaux. Plus la chaleur est leve et moins on produit de copeaux
et inversement, moins il y a de dgagement de chaleur et plus on
produit de copeaux. De tous les modles de pointe de forets, c'est
la pointe facettes multiples qui dgage le moins de chaleur. En
comparant deux perages de mme diamtre, un foret facettes multiples
demande une pression infrieure de 150% avec un dgagement de chaleur
rduit de 70%.
Les pointes de forets quatre pentes comprennent l'arrte de coupe
(dpouille primaire), le dtalonnage (dpouille secondaire (fig. E))
et l'extension de leurs facettes secondaires en G, l'arrte la
jonction de leurs plans produit un dme (une pointe) sur l'arrte
transversale (vue. F) centr dans l'axe de la mche.
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En consquence, cela produit une pointe auto-centrante, qui
limine le coup de pointeau et l'avant-trou qui ne sont plus
ncessaire et c'est le plus prcis de tous les centrages. Cela
s'applique plus particulirement l'UGV, aux percements sur matrice
et aux grands percements qui peuvent tre rectifis. L'angle de la
dpouille primaire est dtermin par la nature du mtal percer alors
que l'angle de la dpouille secondaire est de 20.
Le foret 6 facettes avec un angle de pointe secondaire (APS) a
une pointe plus durable, mais il est moins compris et utilis. Les
5me et 6me facette, forment des angles de pointes secondaires de la
mche (vue. G et H). Le secteur le plus faible de la pointe c'est le
sommet du tranchant qui est soumis aux plus grandes contraintes
(efforts de coupe et frottements. En consquence, les sommet des
lvres s'usent plus rapidement. L'angle de pointe secondaire casse
cet angle aigu (vue. H) et rduit l'usure du sommet de l'arte
tranchante. Cela restreint la frquence des afftages et augmente la
dure de vie du foret. Par des essais pratiqus dans nos ateliers,
nous avons ralis plus de 700 % de percements de plus, qu'avec une
mche affte avec un angle de pointe conventionnel. l'Usine de
Moteurs Ford dans l'Ohio, l'ordinateur tablait sur un cycle
prvisionnel de 8000 percements avec une mche standard. Mais une
fois ces mmes mches conventionnelles rafftes avec la pointe
chanfreine (fig. H) l'ordinateur a dnombr une production de 31.057
trous. En accord avec ma recommandation les usines Ford Motor ont
chanfrein le sommet du tranchant des mches, et lorsque le projet de
perage a t termin la production s'est leve jusqu' 37.100
percements, et les mches taient toujours en excellent tat. Les
facteurs ayant contribus une progression aussi forte de la
productivit ont t l'afftage facettes des dpouilles, combin aux
chanfreins du sommet des tranchants des vues G et H. Le mtal perc
tait de la fonte.
Un angle de pointe secondaire gnre un tranchant secondaire (vue.
G). Lorsque la mche tourne, les lvres secondaires pntrent le mtal
avec une action tranchante qui limite son chauffement, son usure,
et son engagement lorsqu'elle dbouche du percement. Cette pointe
est idale pour les percements cur, tubulaire, et sans bavure. Elle
offre aussi une plus grande prcision de perage, dans la mesure ou
la pointe secondaire permet son auto-centrage lors d'alsage en
rsistant aux pressions latrales. En outre, cette pointe a
d'excellentes proprits brise copeaux partant du tranchant primaire
au secondaires, voir fig. G, Elle forme un ruban en v qui se casse
plus aisment lorsqu'il s'enroule contre la goujure. La pente de
l'angle de pointe secondaire est dtermine en fonction de l'afftage
de l'angle de pointe primaire. La rgle suivre c'est la valeur du
demi-angle de pointe. Exemple, si un pan de l'angle de pointe
primaire fait 67, le secondaire fera la moiti donc 33 1/2
etc...
Cette cassure des angles se remarque mieux sur la vue H.
Cependant, il y a quelques exceptions ce 1/2 angle comme pour les
plastiques, dans ce cas, l'angle secondaire doit tre plus pointu.
Quant l'angle de dpouille de la pointe secondaire, c'est gnralement
le mme que la dpouille primaire. Elle peut s'ajouter aux autres
pointes en leurs donnant une prcision et une longvit accrues.
La pointe conventionnelle a une bonne productivit mais est
limite, puisqu'elle ne peut pas tre utilise sur des mches au-del du
diamtre de 1/2" (12mm) en outre, les angles neutres de la pointe
empche l'vacuation des copeaux ayant pour rsultat un bourrage qui a
tendance en neutraliser ces avantages. En outre, la pointe
conventionnelle a une gomtrie plus exigeante et critique lors de
son rafftage au niveau de l'atelier local.
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Toutefois la pointe corrige (fig. I et J) n'a pas les dfauts de
la pointe conventionnelle, ds lors sont rafftage n'est plus une
opration critique. En outre, la pointe corrige est bien plus
productive. Notez la fig. J, que la rduction de l'me fait un angle
d'attaque positif, cela a pour rsultat un tranchant secondaire
positif jusqu' la pointe, augmentant de ce fait l'efficacit de
perage. Notez galement que les tranchants secondaires fusionnent
avec le tranchant primaire sous un angle moins marqu, permettant de
ce fait de modifier les pointes de mches jusqu'au diamtre de 3" (75
mm). La longueur du tranchant (Fig. I) peut en consquence tre
rduite d'une longueur de 0.050" (1,25 mm) pour des mches de 3" de
diamtre (75 mm) et de 0.010" (0,3 mm) pour les forets d'1/4",
aboutissant des proprits d'vacuation ingales; tout en permettant
des avances plus importante dans le mtal qui forme des copeaux plus
pais (2% du diamtre).
La pointe corrige tant auto-centrante cela limine les
avants-trous mme pour les mches de 3" de diamtre (75 mm). Les
amincissements sont meuls paralllement la goujure (vue J) ce qui
les rend auto-dgageantes, permettant ainsi aux copeaux de s'couler
librement dans la goujure. Les rductions de l'paisseur de l'me sont
ralises en diagonale et suffisamment loignes de l'une de l'autre.
Elles ne mettent pas en pril la solidit de l'me bien au contraire,
cela permet d'augmenter la pression de pntration et de percer plus
rapidement. Suite la correction de la gomtrie de la pointe dveloppe
par l'auteur, ces caractristiques sont suprieures aux pointes
modifies produites par Renault-Peugeot ou d'autres sources.
En les testant sur une perceuse sudoise IMA avec rglage de
vitesse et avance auto, notre socit a confirm que l'amincissement
corrig de la pointe ralise 3 5 % de perage de plus qu'une pointe
amincissement conventionnelle et 7 8% de plus que les mches
conventionnelles.
Les tmoignages de sources rputes confirment les rsultats de J
& A Machinery's.
Les pointes corriges affines chauffent aussi comme toutes les
mches en rotation. Un article intitul "Pointing Towards High
Drilling Rates" "Pointage et perage haute vitesse)" publi en juin
1982 dans le priodique "Modern Machine Shop magazine" (le magazine
de l'atelier d'usinage Moderne), page 85, a dit un tableau
prsentant les donnes suivantes. Test portant sur quatre pointes de
forets diffrentes d'un diamtre de 1.57 pouces (40 mm), avec une
avance de 0.027 IPR (inch per Revolution) (0,7mm/tour), la mche
conventionnelle a demand une pression de plus de 5000 livres (1
livre 0,454 Kg) (2270Kg) alors que la mche Renault-Peugeot n'a exig
qu'une pression de : 2000 livres (908 Kg) pour le perage du mme
diamtre. Et que la pointe de mche dveloppe par M. Mazoff de J &
A MACHINERY CO. a demande une pression infrieure de 165 % la pointe
Renault.
L'affinage des pointes varie de 1,27 mm de profondeur sur les
forets de 3" pouces (75 mm) de diamtre 0,25 de mm sur les forets de
1/4" (6,35 mm). L'angle d'incision varie de 5 en positif pour les
matriaux, les plus tendre 5 en ngatif pour les matriaux les plus
rsistants. Cette pointe corrige s'est rvle particulirement
exceptionnelle pour l'inoxydable, l'inconel, le titane et d'autres
mtaux difficiles. La pointe corrige est galement auto-centrante,
liminant les avants-trous.
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Le foret mouch (Vue. K) peut s'utiliser pour percer d'autres
matriaux que le laiton ou le cuivre. Selon la nature de l'hlice,
les forets goujures conventionnelles ont une pente positive maximum
(angle ou pas de l'hlice) sur le bord extrieur des tranchants et se
rapproche graduellement d'un l'angle neutre ou lgrement ngatif au
centre de l'me.
Cela a comme consquence une certaine variation sur l'action de
coupe des tranchants, elle est rduite au minimum proximit de l'axe
du foret et excessive sur l'extrieure des lvres qui prsente l'angle
de pente le plus grand et la vitesse priphrique la plus leve. Cette
situation soumet l'arrte extrieure des efforts normes et c'est la
raison principale de l'usure de l'arrte de coupe auxiliaire.
Cependant, le mouchage de la surface d'attaque des cannelures
produit un angle de coupe uniforme tout le long du tranchant (fig.
K), augmentant de ce fait l'action de coupe dans la zone centrale
du foret o elle est proportionnellement minimale, alors qu' la
priphrie elle est normalement excessive.
Cette rpartition plus uniforme de l'effort de coupe le long de
la lvre a pour effet, de nettement augmenter l'efficacit du perage
tout en rduisant l'usure de l'arrte auxiliaire. Dans la Fig. L,
observez que le mouchage des tranchants rduit la largeur du
trognon. Et en consquence, un foret mouch est galement
auto-centreur, l'amincissement du trognon supprime le pointage. Le
mouchage du foret doit galement laisser une paisseur d'me
suffisante comme la pointe corrige afin de lui conserver toute sa
rsistance l'effort de pntration.
Les Fig. M et N prsentent les vues transversales sur les angles
de pentes des mouches, cependant notez que les angles de dpouille
de la lvre demeurent inchangs dans les deux cas.
Toutefois, le tranchant de la fig. N produit un copeau plus pais
en raison d'une surface mouche, de l'angle de pente de la goujure,
double. Une telle gomtrie produit une action de grattage rsultant
de ce faible angle de pente, rduisant de fait le broutement du
foret, en accroissant sa productivit et sa prcision. Une pointe
amincie comme la fig. L permet d'augmenter ou de diminuer l'angle
de pente et par voie de consquence de ddoubler l'usage des forets
mtaux, pour la baklite, la fibre de verre, le plexiglass, le cuivre
ou les laitons dur ou mou. Pour le perage du cuivre ou du laiton
trs mou, utilisez un angle de pente ngatif de 5 et mesure que la
duret du mtal augmente, ajustez la pente en consquence vers un
angle de coupe positif.
Les forets me dissymtrique sont tout fait communs et ils sont
simplement impossibles affter correctement puisque les lvres ne
sont pas en vis vis 180. Inutile de dire, que de tels forets, mme
neufs ne percent que difficilement et sans prcision aucune. Les
forets tags sont galement courants. Cependant, l'tagement des
goujures pente uniforme, gnrent des lvres symtriques parfaitement
en vis--vis qui rendent leur afftage possible mais complexe. Les
forets tranchant en dents de scie reprsentent une autre
complication. La symtrie des goujures solutionne galement cette
difficult en produisant des surfaces lisses et uniformes sur ces
forets, ce qui augmente la dure de vie des lvres.
Pour l'acier inoxydable, les forets sont affts selon un angle de
pointe de 140 avec une dpouille de 10 12 pour obtenir
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un engagement maximal de la lvre le plus rapidement possible et
garantir une coupe plus franche.
La cl du perage dans l'acier inoxydable est de se prmunir contre
tout crouissage en obtenant une coupe maximale dans un minimum de
temps. La pointe prconise est reprsente Fig. I et celle avec les
angles de pointe secondaires renforant le sommet des lvres (Fig.
H). Les lvres secondaires font de 10 15 pour cent de la longueur
totale lvres. L'incision (Fig. J) peut varier de 5 en positif pour
l'acier inox doux, neutre pour les inox demi-durs et 5 en ngatif
pour les mtaux exotiques durs.
Les plastiques sont connus pour exiger une pointe de foret du
plus haut degr de prcision, et surtout la plus aigu de toutes les
pointes. Un test de perage a t pratiqu sur feuille de plexiglas de
1/8" d'paisseur par 35 Fahrenheit au-dessus de zro avec des forets
diffrents angles de pointes et diamtres. A partir d'un angle de
pointe de 80, le matriau se brise chaque fois que la pointe du
foret dbouchait de la face infrieure de la feuille. Puis l'angle de
pointe a t augment (plus obtu), la destruction du plexiglas a t
rduite en consquence. A 134, la brisure a t nettement rduite. A
142, il n'y avait plus de rupture. La bavure la sortie des forages
a t limine en utilisant des forets avec des angles de pointe
corrige (Fig. I). Dans ce cas, la longueur des lvres secondaires
faisait 20% de longueur totale de la lvre.
Par consquent, nous en avons conclu que les pointes prconises,
avec un angle 60 80 taient les plus destructrices pour le perage du
plexiglas. Avec une telle forme de pointe, lorsque le foret
commence dboucher du matriau, un petit trou de forme irrgulire se
dveloppe dans le fond trou. En consquence, les lvres en forme de
lance se bloquent dans les bords, brisant instantanment le matriau.
D'autre part, une pointe corrige, plus obtuse se coince moins et
sort plus graduellement avec ses tranchants bords biseauts plus
parallles.
Singulirement, la valeur standard recommande des pointes de
foret de 60 80 pour les plastiques n'a aucune valeur scientifique.
En dernire analyse, la pointe la plus efficace avait une pointe
primaire de 144 et une pointe secondaire de 80 85, avec angle de
dpouille primaire de 4 5 et un dtalonnage secondaire de 20 (chaque
fois que la dpouille au niveau de l'me fait 8 ou moins, la dpouille
du talon sera de 20). La rgle gnrale est que, plus la dpouille
primaire est rduite, plus la dpouille secondaire est majore en
consquence comme la figure P. Ainsi, les pointes de foret seront
corriges et leurs tranchants seront adapts et assortis aux matriaux
spcifiques qu'ils travaillent pour un rsultat aussi bon sur les
matriaux ferreux durs et mous, mtalliques ou non.
Les forets avec une dpouille excessive du tranchant sont
largement utiliss partout aux tats-Unis. Sur des matriaux fragiles,
ils entranent de svre et substantielle destruction. Cet excs
produit des percements surdimensionns, il est galement la cause
principale de la courte dure de vie des tranchants. Les pointes
avec des dpouilles aussi excessives, sont dues notre tendance voir
le foret sous un angle trompeur comme dans la vue D. En observant
ce foret, la plupart des lecteurs diraient que sa pointe n'a qu'une
faible dpouille voir aucune. Cependant, c'est une illusion
d'optique puisque ce foret a, en ralit une dpouille importante de
15. Pratiquement tous les professionnels essayent de dterminer
l'angle de dpouille de la pointe en observant directement le foret
comme la vue D. De cette faon, on examine un angle composite, en
observant la surface complte du foret plutt que le PROFIL du
tranchant.
COMMET APPRCIER L'AGLE DE DPOUILLE?
La mthode d'estimation la plus rapide et efficace est d'observer
l'angle de l'arrte transversale. Si l'angle de l'arrte du sommet
est verticale c'est dire 12 heures (90, par rapport aux tranchants
horizontaux), la dpouille de la pointe est zro degrs.
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Cependant mesure que la dpouille des tranchants sera
graduellement augment, l'arrte de la pointe s'inclinera en
consquence vers la droite 1 heure, (fig. O).
Donc, en mettant en parallle un rapporteur sur le tranchant et
que l'angle de l'arrte de sa pointe se trouve:
110 cela rvle une dpouille faible approximativement de 5;
120 cela indique une dpouille moyenne d'environ 8;
130 cela dnote une dpouille leve de 11;
et 135 cela atteste d'une dpouille importante de 12 15.
Avec une certaine pratique, un seul coupe d'il vous indiquera
immdiatement l'tat de la dpouille avec prcision et sans
rapporteur.
DE QUELLE DEPOUILLE AVOS-OUS BESOI ?
En utilisant un foret standard deux pentes comme la fig. O par
exemple, un lger talonnement d'environ 1/32" (0,8mm) se produit
d'abord au niveau du talon lorsque la dpouille de la pointe est
rduite de 7 5, et lorsque la dpouille est encore rduite, le
talonnement approche des 1/16" (1,6mm), cela entrane un talonnement
de forme triangulaire rayonnant vers les lvres et se prolongeant
vers la pointe.
En consquence une petite pente secondaire (fig. P) est ncessaire
seulement lorsque la dpouille est de 8 (dpouille moyenne) et la
dpouille secondaire est agrandie progressivement en direction de la
lvre (fig. G), l'angle de la dpouille primaire tant rduit en
consquence jusqu' une plage de 5 3 degrs (faible et trs faible
dpouille). Pour dterminer les angles de dpouille appropris, il faut
analyser l'usinabilit du matriau, sa rsilience, sa rsistance, sa
mallabilit, etc...
Vu que le broutement et le flambage du foret sont prjudiciables
l'outil et au matriau, cela impose une rduction de la dpouille dans
les matriaux fragiles ou durs. Une dpouille rduite produit un trou
plus lisse et plus prcis en permettant des vitesses de rotation
plus leves pour compenser une faible avance.
OTE POUR FIIR SUR LA PRODUCTIVIT
Au dbut des annes cinquante, l'auteur a t amen prsenter la
profession dentaire des mandrins grande vitesse sur turbine air qui
ont permis aux dentistes de fraiser les caries 500 pour cent plus
vite qu'avec les anciens mandrins mcaniques. En rsum, l'industrie
de la mcanique a ces derniers temps perdue des millions de dollars
rsultant d'oprations de perage vitesse rduite. L'usinage grande
vitesse allie une lubrification rfrigrante abondante constitue la
rponse ultime pour une productivit leve. Cependant, les perceuses
colonne doivent tre en excellant tat et d'une prcision absolue.
Les lecteurs doivent tre avertis que les corps des forets
courant ne rpondent pas cette exigence de prcision en raison de
leur fabrication en grande srie; et cela s'applique aussi aux
affteuses de foret qui sont mcaniquement de mdiocre conception et
ne peuvent assurer un trs haut degr de prcision. Dans les oprations
de perage, J & A Machinery utilise couramment des vitesses 3 4
fois plus leves que celles que recommandes dans les manuels. Ces
manuels recommandent des vitesses plus basses en raison de
l'imprcision des rafftages manuels et de leur utilisation sur des
perceuses colonne imprcises, fatigues et de mdiocre facture.
Les mche plates insert utilisent les mmes gomtries que celles
dcrites dans cet article. De plus elles sont aussi fabriques avec
les lvres plat, offrant donc aux utilisateurs des particularits
avantageuses comme mentionn dans cet article.
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La mche plate, lame interchangeable prsente de nombreux
avantages sur les forets hlicodaux; comme de laisser un large canal
pour que le fluide de coupe rfrigrant atteigne le fond du
percement, en supprimant le dgagement du foret dans la mesure ou
elle a d'excellentes proprits brise copeau. Et comme le porte-lame
a une structure tubulaire parois paisses, elle possde une rsistance
la torsion suprieure, permettant des percements beaucoup plus
profonds que les forets hlicodaux. En outre, elle peut accueillir
jusqu' huit lames, ce qui rduit considrablement les cots et
l'espace de stockage d'une partie des huit forets.
Les porte-outils tant produits en diffrentes longueurs,
l'oprateur dispose de la plus grande souplesse pour rpondre aux
besoins spcifiques de forage. Le frein principal une plus large
utilisation des mches plates se sont les nombreuses oprations de
rafftage coteuse en temps, notez toutefois, que l'affteuse de J
& A Machinery Company aiguise rapidement les mches plates.
Dans la plupart des ateliers de mcanique amricains, de tous les
outils de coupe, les forets sont dans les tats les plus dplorables,
savoir forets plis, aux mes excessivement paissies, aux artes de
coupe brches et mates, aux sommets de lvres passablement uss,
queues marques et dformes et forets bon march de pitre
qualit. Il convient de noter que les travaux de haute prcision
exige des forets de haute qualit.
Les forets de haute qualit sont d'autant plus important, que des
oprations de percement dpendent toute une suite de phases de
fabrication. Les oprations de forage devancent en importance, le
fraisage, le pliage, l'emboutissage, le tournage et toutes les
autres oprations. Il est impossible de calculer la perte pcuniaire
en raison de forets improductifs dans les ateliers de mtallurgie de
notre pays. Cette perte montaire est aggrave en raison de la mise
au rebut coteuse, de pices termines, rejetes la dernire tape. Cet
tat de fait est aggrav par un manque gnral de connaissances sur la
gomtrie des pointes de forets; ngligeant ainsi de profiter des
meilleurs modles gomtriques. Le foret est simple en apparence, mais
complexe dans sa fonction. J & A Machinery fabrique une
affteuse "CHAMP" Multi-facette qui rectifie toutes les pointes
numres dans le prsent article. Et son prix et dans capacit, elle
est ingale, les lecteurs sont invits comparer la CHAMP aux autres
affteuses multi-facettes pour s'en convaincre. N'oubliez pas de
comparer le prix, et sa capacit en demandant nos concurrents s'ils
peuvent affter les forets pointe de diamant dtalonn, corrige,
mouch, crantes etc...
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POITES DE FORET Selon DI 1412
FORME VUE USAGE
A
Utilis sur les forets de plus de 20mm, pour rduire la pression
sur l'me. me normalement amincie 8 % du diamtre
B
Pointe mouche. Corrige le tranchant, l'aminci, l'angle de pente
est ramen la valeur standard du matriau travaill (fragile), ou
varie (de +5 -5 selon Mazoff) pour protger les bords sur les
matriaux durs (inox)
C
Pointes dpouille secondaire sont employs sur des forets me
paisse pour leur donner une meilleure prcision de perage. (selon
DIN) Lorsque la dpouille principale est infrieure 8 (selon
Mazoff)
D
Mche pointe secondaire vite l'usure prmature de la lvre
suprieure. Usage selon DIN : Fonte (vite d'brcher la matire au
dbouch du foret), matriau abrasif. Selon Mazoff particulirement
adapt au plexiglas et plastique (angle pointe primaire 144, pointe
secondaire 80 85)
E
Perage de la tle, Suppression des points de soudure en utilisant
un foret au cobalt
S
Forme d'amincissement Spcifique aux mches paraboliques. Afftage
standard utilis sur les forets goujures paraboliques.
Pour les mches de petit diamtre jusqu' 13mm La forme de la
goujure, l'paisseur de l'me et l'angle de l'hlice des forets
standards sont adapts la plupart des mtaux doux produisant des
copeaux continus ou discontinus.
Foret hlice standard 25 30
Cependant le cuivre et l'aluminium, pour une parfaite finition
peuvent demander un foret cannelure large et forte pente afin
d'vacuer les copeaux plus efficacement.
Hlice forte pente et large goujure
Au contraire sur des matriaux produisant des copeaux discontinus
comme le laiton, bronze et quelques plastiques, une spirale faible
pente sera prfrable.
Hlice faible pente
Traduction M.B. le 23-03-2013
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Les forets me paisse rsistante peuvent tre ncessaires sur des
mtaux plus difficiles, ou quand la pice manque de la rigidit. Ces
forets seront pointe amincie et ou pointe secondaire. Les Forets
goujures paraboliques sont conus avec des goujures ouvertes, me
parallle paisse, avec une hlice pas important et une pointe
dpouille secondaire.
Foret goujure parabolique
Ces forets sont spcifiquement conus pour les percements
profonds, extra longs, avec vacuation des copeaux sans dgagement du
foret, sur des matires qui produisent de long copeau continu. En
raison de leur construction les forets goujure paraboliques peuvent
tre utiliss dans des conditions d'exploitation lourdes dans la
plupart des matriaux. Aussi bien pour des percements courts, que
profonds o ils sont particulirement apprcier, car ils fonctionnent
mieux sous forte avance, mme pour des percements de 10 12 fois son
diamtre. Ils requirent gnralement que le tiers ou moins du nombre
de dgagement requis par un foret conventionnel.
Il est possible de percer un trou de deux diamtres diffrents ou
plus avec un foret unique. Ces forets sont, en fait, assez
largement utilis dans l'industrie de production de masse en gnrant
de notables conomies.
Foret tag
La forme la plus simple de ce type de foret tag, ce sont les
forets lamer. Ses usages tant bien connus.
Les forets lame rapporte sont un moyen conomique de raliser des
percements de grand diamtre. Ces forets sont fabriqus dans des
diamtres allant de 25mm 215mm. Ils sont constitus d'un support
ralis en acier trait, et d'un ou plusieurs inserts. Cet insert
constitue la tte du foret, sa lame pointes corrige, est en acier
rapide HSS ou en carbure.
Forets lame rapporte
Des encoches brise-copeaux sont moules ou meules dans les lvres
afin de rduire la largeur des copeaux. Chaque corps peut recevoir
une large gamme de lames de diverses tailles diffrentes gomtries.
De nouveaux types corps prsentent des canaux d'injection qui
distribuent le liquide de coupe sur les tranchants du foret.
Forets alseurs, ces mches sont conues pour largir et / ou
calibrer un percement pralablement produit par forage, moulage, ou
estampage. Ils ne peuvent pas directement percer.
Forets alseurs.
Ils sont fabriquer selon les mmes standards que les forets: mme
longueurs hors tout et diamtres mme longueur de goujures et des
diamtres de queue etc...
Les forets cannels, goujures droites ont t initialement produit
pour percer le laiton et d'autres matriaux souples, car ils sont
sans pas de vis ou sans pente.
Forets cannels en carbure
Ils sont galement appropris pour une utilisation dans des
matriaux en feuilles minces pour la mme raison
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VITESSE DE COUPE ET AVANCE
MATIRE VITESSES et (Avances)
Acier Rr Kg Duret Court Normal Long S Acier au plomb 40 120Hb 36
(5) 33 (4) 22 (3) Acier doux 53 150Hb 32 (5) 27 (4) 20 (3) Acier
mi-dur 89 250Hb 27 (4) 22 (3) 17 (3) Acier allier 89 250Hb 21 (4)
18 (3) 16 (2) Acier allier tremp 110 300Hb 14 (3) 11 (2) 9 (2)
Acier allier tremp 125 350Hb 9 (2) 7 (2) 6 (2) Acier inoxydable
acier inox de dcolletage 89 250Hb 16 (4) 14 (2) 12 (2) Austnitique
Non-Mag 89 250Hb 9 (4) 7 (4) 6 (3) Alliages complexes 110 300Hb 12
(3) 9 (3) 7 (2)
Fontes Grise 53 150Hb 35 (4) 33 (4) 25 (3) Mallable et GS 89
250Hb 30 (4) 22 (4) 20 (3) Fonte acire 110 300Hb 19 (4) 17 (3) 15
(3)
Aluminium Doux et Extrud 35 100Hb 55 (7) 50 (6) 40(5) croui et
Trait 53 150Hb 45 (5) 40 (5) 30 (3) Moul 5 % Si 43 120Hb 40 (5) 35
(4) 30 (3) Moul 10% Si 53 150Hb 33 (4) 30 (4) 27 (3)
Alliages de cuivre Cuivre Pur 35 100Hb 42 (5) 40 (4) 30 (3)
Laiton Jaune 53 150Hb 40 (5) 40 (5) Laiton dur rouge 72 200Hb 37
(5) 37 (5) Bronze ressort 89 250Hb 28 (4) 25 (4) 23 (3) Titane
Titane pur 72 200Hb 28 (4) 18 (4) 15 (3) Alliages de Titane 110
300Hb 9 (2) 7 (2) 6 (2)
ickel Nickel pur 72 200Hb 12 (4) 14 (4) 10 (3) Nimonics 75,
Hasteloy 110 300Hb 10 (4) 9 (4) 7 (3) Inconel 718 110 300Hb 7 (3) 5
(3) 3 (2)
Les vitesses sont donnes en Mtres / minute et les avances en
1/100 en parenthse (4) Forets au Cobalt, ou HSS vitesse rduite de
66 % Foret rectifi angle de pente important sur Aluminium, et
cuivre, Foret angle de pente rduit sur Laitons Des forets spciaux
sont disponibles pour les matriaux difficiles, consultez les
catalogues des fabricants de forets. Si des mches angle de pente
important ou rduit ne sont pas disponibles les forets rectifis sont
une alternative pour les mtaux non ferreux.
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Les choses suivantes sont importantes respecter lors de
l'utilisation des forets:
1 Brider la pice solidement
2 Slectionner la vitesse de rotation et, l'avance correcte
3 Utilisez un liquide de lubrification rfrigrant appropri
4 Utilisez un maillet panne douce ou un bloc de bois pour
bloquer les forets queues coniques l'insertion.
5 Contrlez que la queue est solidement maintenue. vitez
d'employer des douilles de rduction ou des mandrins de perage, le
foret pouvant glisser en cours d'opration.
6 Afftez la pointe avant qu'elle soit mousse, ne forcez pas si
elle est use.
7 Lors de perage profond, dgagez frquemment le foret pour sortir
les copeaux. Les trous profonds commencent lorsque leur profondeur
dpasse 4 fois le diamtre du foret.
8 Pour agrandir un trou existant n'utilisez pas de foret 2
lvres, prfrez un foret 3 ou 4 goujures. Les avant-trous feront 1,5
fois la largeur de l'me.
9 Pour les aciers inoxydables, manganse et haute limite
lastique, utilisez une perceuse cycle d'avance automatique. Ne
laissez pas le foret immobilis car cela provoque un crouissage du
mtal. Utilisez une vitesse de rotation plus faible et une avance
plus importante que sur des matriaux plus aiss usiner.
Traduction M.B. le 23-03-2013
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MATRISER L'AFFTAGE
source : http://drillpointgrinders.com/drill_sharpening.htm
Traduction M.B. le 23-03-2013
Ces temps-ci, les bancs d'afftage sont si incroyablement bon
march que chaque atelier particulier devrait se procurer le sien.
C'est ainsi que nous avons ouvert la page Utilisation des tourets
et meuleuses ici, comprenant le meulage de mtaux et des soudures.
Mais l'utilisation la plus commune et importante qui en est faite,
est l'afftage des forets. Jetons-y un coup d'il pour voir comment
cela se fait. Ce document ne concerne pas la fabrication de
forets.
Si vous ne disposez d'aucun quipement d'afftage, cette page vous
fournira un soutien pour l'afftage manuel de gros forets. La
prcision en est le point le plus important.
Premirement, ne supposez pas que, parce que l'afftage des
pointes de foret semble facile, que cela n'exige aucune habilet ni
aucune pratique. Dsol de vous le dire, mais ce n'est simplement pas
vrai. Particulirement en ce qui concerne l'afftage des petits
forets, en fait, il s'avre trs facile de produire des "tranchants"
impropre tout usage ! Cependant, une fois que vous saurez comment
les affter (particulirement en recherchant et en valuant la manire
faire du bon travail ), cela deviendra beaucoup plus facile.
Quand affter ? Clairement, l'afftage des forets s'effectue
normalement lorsque les pointes sont mousses. Les signes indiquant
une pointe de foret mousse sont, une demande de pression plus
grande que la normale, un chauffement excessif de la pointe, des
crissements aigus et un manque de pntration.
Toutefois les pointes de foret sont aussi r-afftes pour les
adapter au perage de divers matriaux. Alors qu'ils sont fournis,
affts pour convenir aux travaux de perage des matires les plus
courantes, aciers, aluminium, ils sont configurs pour un usage
"universel". Mais pour obtenir des rsultats optimaux sur des
matriaux mous ou trs durs, comme les plastiques, le caoutchouc,
l'acier tremp, la gomtrie polyvalente du foret doit tre modifie.
Cela se ralise facilement en les r-afftant.
Les forets de bonne qualit sont chers, trs chers dans les grands
diamtres. Mais une fois que vous aurez acquis les comptences pour
les affter avec un banc d'afftage, vous pourrez acheter des tas de
forets d'occasion, en rduisant massivement le prix de leur
acquisition.
Termes
Pointe d'un foret de (12.5mm)
ce stade je voudrai que vous alliez l'atelier ou la bote outils
et y prendre un grand foret "celui qui est le plus mouss et la
pointe la plus dforme". Ne soyez pas timide, allez-y franchement et
prenez ce foret ! Tenez-le verticalement et faites-le tourner avant
qu'il ne ressemble cela. Observez les angles de tranchant et la
forme de sa pointe, chaque face est 59 degrs, formant un angle de
118 degrs.
C'est l'angle de pointe type pour un foret d'usage gnral.
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Faites tourner la pointe de foret dans vos doigts devant vous,
pour observer l'inclinaison des deux plans derrire les arrtes
coupantes. La pointe du foret tant tenue verticalement, la lisire
du cne forme un angle d'environ 12 15 par rapport l'axe. Il est
appel angle de dpouille.
Voici la pointe d'un foret de 12.5mm...
... Et elle est mise, ici, en vidence.
Avant d'affter la pointe du foret vous devez voir trs clairement
ce que vous faite. Cela signifie que le touret doit tre vivement
clair et, vous devez porter des lunettes de protection pour voir
votre travail de prs. La meule doit tre dresse et sa face mise
d'querre. La premire phase de l'afftage d'un foret est d'en
rectifier l'angle de pointe.
Se placer lgrement sur la gauche de la meule, pieds carts. Tenez
le foret au quart environ de la longueur du corps, en vous servant
du pouce et de l'index, les doigts reposant sur le porte-outil du
touret. L'autre main tenant la queue du foret.
Tenez le foret pour qu'il soit horizontal, approchez-le de la
meule sous un angle d'environ 60 degrs. Faites-le tourner pour
prsenter son tranchant paralllement la meule. Avancez-le sur la
meule et afftez la pointe.
L'tape suivante sera d'affter la face en dpouille.
De la main gauche basculez la queue du foret en bas et gauche.
Ces mouvements sont trs lgers. N'oubliez pas que la main droite est
en appui sur le support d'outil. Simultanment, basculez le foret de
la main gauche, en utilisant vos doigts de la main droite pour le
faire tourner dans le sens des aiguilles d'une montre d'un quart de
tour et l'avancer sur la meule
Entranez-vous faire ce mouvement avec un foret en vous appuyant
sur le bord de votre tabli.
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L'ordre des mouvements est :
la main gauche en bas et gauche, les doigts de la main droite
font tourner le foret dans le sens des aiguilles d'une montre, les
deux mouvements des mains faisant avancer le foret. Observez le
tranchant (la flche rouge) et vous verrez que si vous le faites de
cette faon, il avance et va sur la meule. Cependant, si vous faites
trop tourner le foret, ou la main gauche ne se dplace pas vers la
gauche, le cot oppos a la lvre (prs du point) entrera en contact
avec la meule ce qui n'est pas recherch!
Quand l'afftage de l'angle de pointe et de dpouille du foret est
termin d'un cots, faites l'autre. Assurez-vous que l'angle de
pointe est centr et symtrique.
Lors de l'afftage, faites le par de lgre pressions uniquement et
faites de frquentes pauses pour laisser refroidir la pointe du
foret.
valuation
En vous entranant affter les forets, n'en afftez pas toute une
srie! A la place, afftez un foret et essayez-le ensuite sur une
chute d'acier, en observant bien la faon dont il perce. Cela dit,
beaucoup de mes premiers essais d'afftage ont abouti des rsultats
qui taient plus mauvais qu'avant leur afftage. Donc vous devez
valuer les consquences de votre afftage avant de le poursuivre.
Contrle visuel
Une pointe de foret correctement affte doit avoir des angles de
coupe gaux, des lvres de longueur gales et des angles de dpouille
identiques.
Percez un trou dans une chute d'acier. Le foret ne doit pas
chanter, crisser ou coller et ne doit pas demander une pression
excessive. Il doit produire deux lignes de copeaux continues et
symtrique et la pointe du foret doit rentrer un peu juste dans le
percement (Pour le contrler retirer le foret de la machine et
introduisez la queue du foret dans le trou).
Comment tre prcis ?
Un ouvrage de 1941 que j'ai, parlant du perage et de l'afftage
des forets fait l'observation suivante :
Cependant, il est noter que, quelle que soit la valeur de
l'exprience acquise dans
l'afftage des forets main leve, ce ne saurait tre tolr dans
aucun atelier de
construction mcanique o la prcision est un impratif: les forets
seront proprement
affts par un atelier d'outillage disposant d'un quipement
d'afftage des forets
appropri.
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Par consquent, si des percements vraiment prcis doivent tre
faits (par exemple pour un alsage de faible diamtre), il est
prfrable de se procurer un foret neuf pour le faire.
Problmes
Ainsi, si vous avez aiguis votre foret et qu'ensuite il y a des
difficults ? L'tape suivante sera de consulter ce tableau.
Problme Cause Correction
Les copeaux sortent ingalement La pointe du foret semble
vaciller, percement par -coup. paulement interne la base d'un trou
borgne. Trou surdimensionn ou approximatif.
Angle de pointe excentr longueur de lvre ingale ou angles de
coupes diffrents
R-afftez
Pntration lente Grincement ou couinement
Tranchants mal afft dpouille insuffisante.
R-affutez
Le foret engage angle pointe trop aigu angle de dpouille trop
important
R-affutez
Une autre mthode pour rsoudre les problmes c'est de r-examiner
attentivement la pointe du foret, en observant particulirement les
angles de dpouilles Comme sur les vues ci-dessous, commencez par
observer la pointe du foret de face, ensuite valuez la valeur relle
des angles de dpouille de chaque tranchant.
Traduction M.B. le 23-03-2013
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Dpouille secondaire
On ne le mentionne pas dans les manuels mais beaucoup de foret
de grand diamtre ont derrire l'angle de dpouille standard, une
seconde dpouille plus importante. De par mon exprience, j'ai
constat qu'une telle dpouille secondaire pouvait radicalement
amliorer les performances du foret. Ainsi lors de l'afftage de gros
foret, n'oubliez pas que cette dpouille secondaire doit galement
tre rectifies.
Afftage Matriaux Divers
Comme nous l'avons dit plutt, si vous percez des matriaux
diffrents des mtaux usuels, comme l'acier, l'angle de pointe du
foret aura des caractristiques lgrement diffrentes, ce qui donnera
certainement de bien meilleurs rsultats.
Ces croquis prsentent les principales caractristiques de l'angle
de pointe qui sont modifies, notez que le mouvement de
rectification formant l'angle de dpouille n'est pratiquement pas
modifie.
Conclusion
Afin d'adapter le foret au matriau travaill et en acclrer
l'usinage, on modifiera uniquement l'angle de pointe du foret. Cela
permettra une plus grande prcision des perages tout en rduisant la
probabilit de cause d'accidents. Cependant lorsque vous devrez
raffter des pointes de foret, faites-le lentement et soigneusement,
en vrifiant sa forme et en vous assurant de suivre correctement les
procdures d'afftage. Alors, quand vous aurez acquis le tour de
main, aiguisez tous les forets de votre bote outils!
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Franais Anglais Dpouille Dtalonnage Dpouille primaire Dpouille
principale
Primary relief facet Primary facet Relief
Dpouille secondaire Secondary relief Secondary facet
Angle de pointe secondaire SPA Arrte transversale Sommet Pointe
transversale Tranchant transversal
Split Chisel edge Chisel point
me Trognon paisseur me
Web Central web Thickness
Listel Margin Dpouille auxiliaire Body clearance Corps Dos
Body Land
Goujure Rainure
Flute Space
Angle de pointe Pointe Tte
Point angle
Lvre Arrte de coupe principale Tranchant
Lip Cutting edges
Partie coupante Partie active
Arrte de coupe auxiliaire Languette Tenon
Tang
Queue Shank Tourillon Collet Gorge
Neck
Sommet du tranchant Outer corner Surface d'attaque; Angle de
pente Helix Angle; Rake angle Marge Margin Pas ou hlice lead or
helix paisseur Margin
Land Longueur de coupe Cutting length Talon Heel