Une nouvelle technologie offre une productivité de forage améliorée pour l'acier et la fonte

Il est juste de dire que la réalisation de trous représente aujourd'hui la plus grande part de l'usinage, tant dans les petits ateliers que dans les grandes installations de production. Et la majeure partie de ces perçages consiste à percer dans l'acier et la fonte jusqu'à 1" (25 mm) de diamètre. Ce qui détermine les performances de perçage et de taraudage, ce sont les progrès en matière de substrat, de revêtements, de conceptions à trois cannelures et d'outils combinés. Tout aussi important Il s'agit d'avancées dans l'administration de liquide de refroidissement, utilisant des trous et des formes de différentes tailles pour faciliter l'évacuation des copeaux.

Vous pourrez peut-être utiliser certains des développements récents décrits ici par plusieurs grands fabricants d'outils.

Drew Strauchen, vice-président exécutif de GWS Tool Group, Tavares, Floride, a noté qu'une partie de l'évolution de la tendance dans le domaine de la fabrication de trous (et du travail des métaux en général) réside dans la personnalisation des solutions de perçage pour s'adapter plus parfaitement à l'application exacte du client tout en minimisant les opérations. « Être capable de choisir les meilleurs substrats, géométries, revêtements et longueurs d'outils pour l'application spécifique de l'atelier est primordial pour un nombre croissant de fabricants qui cherchent à rivaliser sur un marché mondial. La personnalisation implique également la combinaison de deux outils ou plus pour réduire davantage les opérations et les temps de cycle : la définition même de l'optimisation », a-t-il déclaré.

En plus de mettre en œuvre de nouvelles avancées technologiques, GWS Tool Group conçoit des outils combinés qui permettent aux clients d'effectuer plusieurs opérations de forage avec un seul outil, au lieu de deux, trois ou parfois même quatre outils. « Être capable d'adapter un outil à une application spécifique est essentiel pour réduire les opérations et les temps de cycle », a déclaré Strauchen. Il a fourni un exemple d’outil combiné développé pour un constructeur de voitures électriques.

« L'outil a été conçu pour un composant en aluminium hautement abrasif et à haute teneur en silicium. La géométrie de l'outil combinait un lamage, un chanfrein et un foret dans un outil en une seule étape qui éliminait des temps de cycle coûteux », a déclaré Strauchen. « Auparavant, le processus nécessitait trois opérations, trois changements d'outils et la gestion des stocks de trois références différentes. La conception à trois cannelures à cisaillement élevé comprend des passages de liquide de refroidissement derrière chaque arête de coupe pour maximiser l'avance ainsi que des cannelures super polies pour améliorer encore l'évacuation des copeaux. Les taux d'alimentation dans cette application dépassaient 300 ipm.

Le substrat était en carbure à grains ultra-fins avec une teneur réduite en cobalt pour réduire le risque d'accumulation de bords. Le revêtement de l'outil était un revêtement ALU spécifique au matériau qui prolonge la durée de vie de l'outil tout en conservant le tranchant.

Les applications sidérurgiques bénéficient également des forets à trois dents pour plusieurs raisons, selon Strauchen. Autrefois utilisés efficacement uniquement pour les applications en aluminium, les forets à trois dents deviennent de plus en plus populaires pour des matériaux comme la fonte et l'acier. « Les nouvelles formes de cannelures associées à la technologie de refroidissement ont élargi les possibilités pour les matériaux ferreux. L'ajout des derniers revêtements PVD ultra-lisses et l'intégration de cônes inversés ont encore amélioré notre capacité à produire des forets qui optimisent la productivité tout en garantissant une évacuation stable des copeaux », a-t-il déclaré.

Le défi numéro un du perçage avec trois cannelures dans l'acier est de faire évacuer les copeaux à travers un volume de flûte qui diminue naturellement avec l'ajout de la troisième flûte. "Les copeaux d'aluminium sont plus mous et plus malléables et peuvent donc être éjectés du trou même s'ils sont plus longs", a déclaré Strauchen. « Les copeaux d'acier, en revanche, sont beaucoup moins indulgents s'ils ne sont pas brisés et contrôlés de manière adéquate. Avec l'ajout d'une troisième flûte, il est essentiel de produire de petits copeaux (6 et 9) pour garantir des résultats stables et cohérents.

Les outils combinés sont polyvalents, comme le suggère cette sélection de GWS. "Chaque outil a sa propre histoire et le problème qu'il a résolu", a déclaré Strauchen. « Une perceuse crée trois étapes dans la pièce avec des finitions miroir. Un autre est un alésoir de haute précision à quatre étapes avec des ports de liquide de refroidissement à 45° dans chaque flûte. Cette conception maintient une tolérance inférieure à 2 μm et une finition inférieure à 8 RMS.

Il a également décrit un grand alésoir en carbure brasé avec des orifices de refroidissement décalés dans chaque flûte. Cet alésoir en carbure brasé est doté d'un piston rotatif indépendant conçu pour détecter les trous borgnes ou sous-dimensionnés. Il détecte ces trous en se comprimant lorsqu'il rencontre une obstruction et en bloquant le liquide de refroidissement, ce qui arrête la machine avant la rupture de l'outil.