Rédigé par Christa Kettlewell en collaboration avec Joel Miller et Dave Youngman, ingénieurs d’application chez Allied Machine & Engineering.
Chaque type de foret – qu’il s’agisse de forets à plaquette amovible, à carbure monobloc ou à plaquette indexable – a sa place dans un atelier d’usinage et peut être utilisé avec succès pour diverses applications. Cependant, les
replaceable insert drills, often referred to as spade drills or replaceable tip drills, forets à plaquette amovible, souvent appelés forets à langue d’aspic ou forets à pointe amovible, offrent leurs propres avantages distincts lors du perçage de trous dans le métal. Si l’idée d’intégrer des forets à plaquette amovible à votre ensemble d’outils de coupe vous intéresse, voici quelques points à prendre en compte.
Qu’est-ce qu’un foret à plaquette amovible ?
Conçus pour permettre aux usineurs de remplacer rapidement les plaquettes usées, ils se composent d’un corps de foret et de plaquettes disponibles dans une variété de diamètres et de longueurs. En outre, en utilisant une variété de géométries et de revêtements de pointe, ainsi que des plaquettes en carbure ou en acier rapide, vous avez la possibilité de concevoir une solution spécifique à votre application. Cela vous permet de contrôler plusieurs aspects lors de l’usinage dans le métal afin d’atteindre le résultat désiré, en choisissant la meilleure plaquette de coupe à langue d’aspic adaptée aux besoins de votre application.
Cependant, vous vous demandez peut-être quelle est la différence entre les forets indexables (ou IC) et les forets à langue d’aspic, en dehors de la conception de la plaquette elle-même ? Les plaquettes amovibles pour foret à langue d’aspic sont une méthode efficace pour percer un trou dans votre pièce à usiner et permettent également de réaliser des économies. Il existe un grand nombre de géométries, de formes, de tailles, de matériaux et de variantes de revêtement qui peuvent être utilisés lorsqu’on envisage d’utiliser une plaquette à langue d’aspic amovible pour une application, en fonction des spécifications et des exigences du client en matière de temps de cycle, de coût, de durée de vie de l’outil, etc.
Lors de l’emploi de plaquettes de forets à langue d’aspic, il est essentiel de disposer d’une surface fraisée adéquate ou, dans certains cas, d’un avant-trou. Cela permet à la pointe de la plaquette de commencer sur une surface plane et d’entamer le processus de perçage, ce qui permet à l’outil de percer un trou droit de bonne taille. Si ces conditions de départ ne sont pas réunies, vous risquez de voir l’outil s’éloigner du lieu de perçage du trou.
Les plaquettes de perçage indexables offrent une large gamme de géométries, de tailles, de configurations, de substrats et de revêtements de pointe et sont souvent combinées à une plaquette amovible dans des porte-outils pour servir de solutions polyvalentes et ponctuelles pour certaines applications. Lorsqu’il est utilisé seul, un foret carbure indexable sert quant à lui d’outil d’ébauche à longue durée de vie dans la mesure où il est capable de gérer les interruptions, les trous transversaux, la coupe à la volée, ainsi qu’à l’entrée et la sortie de surfaces angulaires telles que les pièces moulées. Fondamentalement, il ne nécessite pas une importante surface fraisée, car il n’a pas de pointe angulaire, et ses géométries engagent généralement la pièce en premier, loin du centre de l’outil. Les outils indexables tournent à des régimes plus élevés et à des vitesses d’avance plus faibles, et grâce à leurs plaquettes en carbure durables, ils peuvent résister à diverses applications particulières courantes.
En fin de compte, ces outils peuvent résister à un de traitements inhabituels, qu’une plaquette à langue d’aspic ne serait pas en mesure de tolérer. Ainsi, les forets à plaquettes indexables sont généralement privilégiés lorsque l’application initiale est caractérisée par des conditions difficiles telles que des surfaces rugueuses, irrégulières, angulaires, avec des interruptions, etc., et lorsque le diamètre et la profondeur du trou correspondent à la plage de l’outil à plaquettes indexables.
Ensuite, le coût doit être examiné en comparant les forets à langue d’aspic et les forets indexables. Dans le cas d’un foret à langue d’aspic amovible, son prix sera appliqué au coût du forage d’un nombre x de trous, puis calculé pour obtenir un coût par trou. Dans le cas d’un foret à langue d’aspic, une seule plaquette sera utilisée jusqu’à ce qu’elle soit mise hors d’usage – tous les coûts associés à cette plaquette et le nombre de cm qu’elle a percés seront pris en compte dans le calcul du coût par trou.
En ce qui concerne le foret indexable, la plupart de ces plaquettes ont au moins deux index, et dans certains modèles, vous pouvez en avoir jusqu’à quatre. Lorsqu’une arête devient usée, il est possible d’utiliser la plaquette en la ré-indexant ou en la tournant pour obtenir une nouvelle arête tranchante et poursuivre le travail. De plus, si l’on prend le nombre de cm obtenus, qu’on le multiplie éventuellement par quatre, cela permet ainsi de réduire le coût par trou de l’outil à plaquette.
En réalité, le perçage n’est qu’une opération d’ébauche. Bien que ce soit l’une des opérations d’ébauche les plus complexes en raison de l’enlèvement de copeaux confinés et de la nécessité d’un équilibre délicat entre les paramètres de fonctionnement et la sélection des outils, le perçage doit être effectué en tenant compte des spécificités de l’application. De plus, il faut considérer tout outil supplémentaire qui pourrait être utilisé pour achever le trou, tel qu’un taraudage, un alésage, etc. Lorsqu’on a une meilleure compréhension de l’application et des exigences, on peut se concentrer sur le choix de l’outil à utiliser, qu’il s’agisse d’un foret ordinaire, d’un foret à plaquette amovible ou d’un foret indexable.
Pour quelles raisons la plupart des usineurs optent-ils pour un foret à langue d’aspic amovible ?
Des secteurs de l’automobile à celui des équipements lourds, en passant par l’industrie des armes à feu, les forets à plaquettes amovibles démontrent leur efficacité dans un large éventail d’industries et d’applications. Ces outils conviennent aussi bien aux ateliers de taille moyenne qu’aux installations à haut niveau de production. Notamment, les processus à long terme et répétables des grandes séries tirent profit de l’utilisation des forets à plaquettes amovibles, car cela permet de réduire le coût global par trou. Comparé au coût d’acquisition d’un nouvel outil en carbure monobloc, l’investissement initial dans le porte-plaquette ou le corps de foret est rapidement amorti grâce à la diminution du temps de cycle et au coût moindre de remplacement des plaquettes.
Que ce soit pour percer de l’acier trempé ou de la tôle, les géométries spécifiques conformes à la norme ISO, souvent disponibles pour les forets à plaquettes amovibles, offrent une solution idéale pour les applications dans le domaine du métal. Par exemple, une plaquette de géométrie en P est idéale pour les aciers à faible et moyenne teneur de carbone, les aciers alliés et les aciers à outils, tandis qu’une plaquette de géométrie K est idéale pour les fontes nodulaires et ductiles. Les plaquettes à géométrie en N sont destinées à l’aluminium coulé et forgé, voire au cuivre et au laiton, et les plaquettes de perçage à géométrie en M sont conçues pour les aciers inoxydables ferritiques et austénitiques, ainsi que pour les superalliages à haute résistance tels que les Inconels et les titanes.
Les forets à plaquettes amovibles sont également employés pour des tâches de perçage en profondeur plus exigeantes, grâce à leur pointe affûtée qui favorise la rectitude, et à leurs bords de coupe prolongés qui améliorent la stabilité. Les usineurs chargés de ce type d’opération doivent suivre des directives spécifiques pour le perçage de trous profonds, afin d’assurer la création d’un trou pilote centré, droit et circulaire, tout en garantissant la sécurité de l’utilisateur pendant l’opération de perçage.
Quels sont les avantages d’un foret à langue d’aspic amovible ?
Les forets à plaquettes amovibles constituent une solution rentable pour les outils de coupe et prolongent la durée de vie utile de l’arête de coupe ; Les opérations de perçage peuvent se poursuivre sans interruption grâce au remplacement rapide des plaquettes. Que vous soyez engagé dans des contrats à long terme ou des séries de production importantes, les frais de possession sont réduits tout au long de la durée de vie de la plaquette. Il n’est pas nécessaire d’acquérir un nouvel outil complet ; au contraire, les coûts sont minimisés, car seules les plaquettes sont remplacées en cas d’usure ou de dommage. En outre, des économies supplémentaires peuvent être réalisées grâce au temps machine économisé en remplaçant uniquement les plaquettes de la perceuse plutôt que l’ensemble de l’outil.
Mais une question demeure : Est-il possible de faire des économies en réaffûtant les plaquettes des forets à plaquettes amovibles ? En général, le réaffûtage des forets en carbure monobloc peut être rentable à long terme dans certaines conditions, notamment l’existence d’un atelier de réaffûtage fiable et régulier. Un réaffûtage de mauvaise qualité ne prolongera pas suffisamment la durée de vie de l’outil pour que le réaffûtage soit rentable ; De même, un fournisseur peu fiable peut entraîner des temps d’arrêt non souhaités si les rectifications ne sont pas réalisées ou renvoyées en temps et en heure, ou selon les spécifications requises. Une autre condition essentielle est la nécessité d’un stock important d’outils pour maintenir la production. En général, il est nécessaire de disposer d’un plus grand nombre d’outils en rotation afin que, lorsque les outils usagés sont retirés pour être réaffûtés, un nombre suffisant d’outils soit disponible pour répondre aux besoins de production.
D’autres facteurs contribuent également à l’efficacité d’un programme de réaffûtage, notamment l’application de perçage. Si le foret est utilisé pour percer des trous avec une tolérance relativement étroite, le nombre de réaffûtages peut être déterminé par la réduction du diamètre du foret après chaque réaffûtage, due à la diminution de la hauteur du foret et à la vitesse de rétrécissement. De même, si le foret est étagé, la longueur de l’étage peut également influencer le nombre de réaffûtages possibles. À chaque réaffûtage, la longueur totale (OAL,
overall length) diminue, ce qui affecte la relation entre l’étage et le diamètre pilote. Cette relation peut devenir inacceptable après seulement une ou deux rectifications.
Cependant, grâce à l’amélioration continue des processus, aux pratiques « lean six sigma » et à une équipe de fabrication hautement qualifiée, Allied Machine continue de produire des plaquettes à langue d’aspic qui restent fidèles à leur réputation : T-A, la langue d’aspic jetable. Le coût par trou remarquable de la plaquette T-A, dans toutes ses variantes, élimine pratiquement le besoin de réaffûtage. Utilisez-la, appréciez-la, puis remplacez-la : c’est aussi simple que cela.
Le nombre d’étapes du processus de fabrication des trous contribue également au coût global. Alors que les applications utilisant un foret plein peuvent nécessiter une opération de finition pour répondre aux exigences du travail, les forets à plaquettes amovibles peuvent souvent compléter le processus de réalisation du trou selon les spécifications en une seule opération. De même, lors du remplacement de l’arête de coupe d’un foret à plaquettes amovibles, le diamètre et la longueur ne sont pas affectés, contrairement à un foret en carbure monobloc qui doit être retouché lorsqu’il est remplacé, car il doit être réaffûté une fois qu’il est usé. Finalement, cette distinction se traduit par des pièces non usinées, ce qui affecte les coûts de production globaux.
Une autre raison de préférer les forets à plaquettes amovibles réside dans le choix des revêtements et des géométries disponibles pour les plaquettes. En plus des diverses géométries spécifiques à l’ISO, vous pouvez opter pour des plaquettes en carbure pour les travaux de longue durée ou en acier rapide pour les travaux standard. D’autres géométries telles que l’angle de dépouille ou l’angle de dépouille peuvent également être sélectionnées en fonction des exigences de l’application. Enfin, vous avez la possibilité d’appliquer une sélection de revêtements sur vos plaquettes, qui agissent comme des barrières thermiques, vous permettant ainsi d’accélérer le processus de travail et d’augmenter la résistance à l’usure de la surface de votre outil.
Dans l’ensemble, il existe une multitude d’options que vous pouvez choisir pour adapter les forets à plaquettes amovibles à votre application, tout en réduisant le temps de cycle et souvent les coûts de production globaux. Néanmoins, il est essentiel d’examiner la gamme de forets disponibles – à plaquettes amovibles, à plaquettes indexables et en carbure monobloc – afin de définir celui qui convient le mieux aux besoins de votre application de perçage.
Allied Machine propose une large gamme de forets à plaquettes amovibles :
Le
foret T-A Pro associe des géométries de plaquettes adaptées aux matériaux, un corps de foret repensé et un système de refroidissement exclusif pour permettre des taux de pénétration jusqu’à 30 % plus rapides que d’autres forets à haute performance disponibles sur le marché.
Le
foret à haute pénétration GEN3SYS XT Pro combine des revêtements et des géométries spécifiques aux matériaux pour une performance accrue, en plus d’une conception de goujure améliorée pour une évacuation plus efficace des copeaux.
Les
forets à haute pénétration GEN3SYS XT bénéficient d’améliorations au niveau des coins et des arêtes de coupe, associés à notre revêtement AM300, ce qui garantit une durabilité, une fiabilité et une productivité accrues. La géométrie GEN3SYS XT est spécialement conçue pour améliorer les taux de pénétration et prolonger la durée de vie de l’outil.
Les plaquettes de
perçage GEN2 T-A offrent des forces de perçage réduites, une stabilité accrue, une évacuation progressive des trous traversants et favorisent une formation de copeaux optimale. Ces plaquettes sont recouvertes de nos revêtements exclusifs AM300 et AM200, ce qui augmente la durée de vie de l’outil.
Grâce aux nombreuses options de géométrie disponibles, le
foret T-A est idéal pour les opérations d’usinage de production générale.
Le
foret APX, offre la robustesse et la polyvalence nécessaires pour tout perçage de trous profonds, tout en étant conçu pour améliorer les taux de pénétration et prolonger la durée de vie de l’outil.
Les
forets haute performance (HP) de type langue d’aspic ont été conçus pour les utilisateurs finaux qui disposaient de porte-outils de type universel, mais qui recherchaient des performances accrues. Ils s’adaptent aux porte-outils universels tout en offrant la géométrie avancée et les avantages de performance des plaquettes de perçage T-A.
Les forets à langue d’aspic et les porte-outils de type universel offrent une gamme étendue de diamètres pour une multitude d’applications de perçage de production générale. Ils ont été pionniers dans l’introduction de plaquettes amovibles destinées à être réaffûtées.