Percer, aléser ou aléser :outils en acier rapide ou en carbure

Alors que votre atelier se développe dans l'usinage de haute précision, il est peut-être temps de remplacer vos outils de coupe HSS par des forets, des alésoirs et des barres d'alésage en carbure monobloc. Voici pourquoi.

Il y a une place dans l'atelier d'usinage pour les forets de longueur courte et les alésoirs de serrage en acier rapide, mais ce n'est probablement pas sur les tours CNC et les centres d'usinage de modèle récent.

Ces outils de coupe restent populaires pour leur durabilité et leur faible coût. Toute personne intéressée à maximiser le débit, cependant, serait mieux servie avec des outils conçus pour les outils de coupe de machines modernes, et non pour les machines à vis, les fraises à genou et les tours de type mandrin inventés avant 1950, déclare Aaron Schade, responsable de programme pour Kennametal Inc.'s Knowledge Centre des Amériques.

C'est parce que les forets de grossiste HSS errent. Ils n'ont pas de capacités d'arrosage, ce qui signifie des charges de picage et une durée de vie réduite de l'outil. Ils sont également au moins quatre fois plus lents que les forets en carbure.

Les outils HSS fonctionnent bien pour les applications portatives, pour les travaux de prototype et de réparation, et lorsque la qualité du trou n'est pas critique. Mais les utiliser sur une CNC relativement nouvelle revient à monter des pneus à flancs blancs bon marché sur une voiture de sport.

Il en va de même pour les alésoirs HSS. Certes, vous pouvez les alimenter à fond, mais ils offrent des finitions de surface et des taux de production bien inférieurs à leurs homologues en carbure.

Pourquoi le passage aux forets et alésoirs en carbure est logique

Pourquoi, alors, n'y a-t-il pas plus d'ateliers qui adoptent des forets et des alésoirs en carbure de tungstène ? La principale raison, selon Schade, est simple :les fabricants adoptent trop souvent la mentalité "C'est comme ça que nous avons toujours fait".

Si quelque chose fonctionne, il n'y a souvent aucune incitation à apporter un changement, même si cela peut avoir un sens à la fois pour la rapidité et la qualité du produit, dit-il.

"Un travail arrive, les gens de l'atelier trouvent comment le produire, puis ils ont tendance à le laisser comme ça parce que, 'D'accord, nous l'avons fait fonctionner. Il est temps de passer au travail suivant », déclare Schade. "Il est facile de tomber dans cette ornière, c'est pourquoi Kennametal passe tant de temps à essayer de faire connaître les progrès de la technologie d'outillage."

Parmi ces avancées figurent les forets en carbure monobloc. Chez Kennametal, il s'agit notamment des microforets GOdrill à usage général et des forets SGL hautes performances.

Ces deux séries d'outils de coupe ont des diamètres allant jusqu'à 20 millimètres (0,787 pouces), un liquide de refroidissement à travers les outils et d'autres avancées introuvables dans les forets HSS.

Voir le microforet GOdrill en action :

Selon le matériau de la pièce à usiner, la méthode de serrage de l'outil, la rigidité de l'équipement, etc., les forets en carbure monobloc peuvent avoir des tolérances de quelques millièmes de pouce et des finitions de surface qui éliminent le besoin d'aléser ou d'aléser.

« Il est difficile de quantifier les attentes en matière de précision car chaque application est différente », déclare Joe Slusarcyk, ingénieur senior du groupe Global Machining Technology de Kennametal. "Mais avec une bonne configuration et un faux-rond d'outil minimal, la qualité de trou de l'IT8 est certainement réalisable avec un foret en carbure monobloc. Donc, plutôt que de dire "ça dépend" lorsqu'on nous demande quelle tolérance nous pouvons atteindre, ma suggestion est toujours d'essayer car vous serez probablement ravi des résultats."

Au-delà de cette gamme de tailles, il existe des forets à pointe modulaire et remplaçable tels que les embouts KenTIP FS de Kennametal, disponibles dans des diamètres de 6 à 26 millimètres (0,236 à 1,023 pouce) et des profondeurs allant jusqu'à 12xD. Bien que la précision des trous avec des forets modulaires puisse être inférieure à celle possible avec des outils en carbure monobloc, elle reste supérieure à ce qui peut être fabriqué à l'aide d'un foret HSS, à un prix que la plupart des magasins peuvent gérer.

Peut-être plus important encore, les performances supérieures de ces outils et la possibilité de changer rapidement de tête constituent un argument de poids pour mettre de côté les forets HSS, les perceuses Silver et Deming et les perceuses à queue conique.
 

Ce que le carbure offre pour l'alésage et l'alésage

Alors, où cela laisse-t-il l'alésage? Et que dire de l'autre verbe dans le titre de cet article :ennuyeux ? Si un travail nécessite une qualité de trou supérieure à ce qu'un foret en carbure peut produire, un alésoir en carbure monobloc peut être la prochaine étape logique.

« La plupart du temps, les personnes qui font des trous se soucient du diamètre suivi de la finition de surface, et les alésoirs font un excellent travail à ces deux égards », déclare Schade. "Si vous recherchez un niveau supérieur de cylindricité, de rectitude et de positionnement, l'alésage est une meilleure option, mais au détriment de temps de cycle plus longs."

Keith Hoover, ingénieur principal des applications chez Kennametal, est d'accord. "Un alésoir est un outil de finition de trous à plusieurs dents, ce qui signifie généralement une amélioration de la productivité quatre à 10 fois supérieure à celle de l'alésage, selon le nombre de dents", dit-il. « Le revers de cet argument est qu'un outil d'alésage offre une plus grande flexibilité dans le contrôle de la taille et peut couper plusieurs diamètres. Les alésoirs peuvent également le faire, mais cela nécessite un outil personnalisé en plusieurs étapes. »

Les outils en carbure règnent également ici. Kennametal et d'autres fabricants d'outils proposent toutes sortes de géométries d'alésoirs en carbure monobloc, dont beaucoup avec arrosage interne, il n'y a donc aucune raison de sacrifier le temps de cycle pour économiser quelques dollars.

Pour les diamètres plus grands, une gamme d'options modulaires est également disponible, y compris les alésoirs à disque RHR de Kennametal.

Dans les cas où l'alésage est nécessaire, les trois experts suggèrent que les magasins regardent l'une des barres d'alésage réglables DeVibrator de la société. La ligne est dotée de têtes d'alésage remplaçables, d'un liquide de refroidissement et de la capacité d'amortir les vibrations à des rapports portance/traînée allant jusqu'à 14xD.

Ne laissez pas les jetons voler où ils peuvent. Au lieu de cela, lisez nos « 8 conseils essentiels pour améliorer le contrôle des copeaux lors du perçage ».

Rôle critique des porte-outils dans le perçage, l'alésage et l'alésage

Malgré les nombreux avantages des perceuses, alésoirs et outils d'alésage modernes, Hoover prévient qu'ils ne conviennent peut-être pas à tout le monde.

« Si vous utilisez l'une de nos perceuses dans une pince ER ou un porte-outil à queue Weldon, vous êtes moins susceptible de voir la durée de vie de l'outil ou la qualité du trou qu'avec un mandrin hydraulique », dit-il. "Une situation similaire existe avec les outils d'alésage, c'est pourquoi un support flottant ou un mandrin hydraulique orientable peut être nécessaire pour réduire autant que possible le faux-rond."

La configuration de la machine, les porte-outils et les adaptateurs doivent être de même calibre que les produits de perçage et d'alésage au carbure extrêmement performants que les fabricants produisent aujourd'hui, déclare Slusarcyk.

"Si ces outils ne sont pas placés dans des adaptateurs hautes performances, si la machine est usée ou si la configuration est moins rigide, ils n'obtiendront jamais les avantages qu'ils obtiendraient autrement", dit-il. "Cela dit, même un carbure à usage général surpassera le HSS dans pratiquement toutes les applications CNC, quel que soit le support."

Votre atelier est-il passé au carbure monobloc ? Comment décidez-vous quand utiliser les outils HSS et quand passer aux hautes performances ?