Connaissez-vous les termes suivants : angle d’hélice, angle de pointe, arête de coupe principale, profil de goujure ? Si ce n’est pas le cas, poursuivez votre lecture. Nous répondrons à des questions telles que : Qu’est-ce qu’une arête de coupe secondaire ? Qu’est-ce qu’un angle d’hélice ? Quel est leur impact sur l’utilisation dans une application donnée ?
Pourquoi est-il important de savoir cela ? Différents matériaux imposent des exigences différentes à l’outil. C’est pourquoi le choix d’un foret hélicoïdal de structure appropriée est primordial pour un perçage réussi.
Examinons les huit caractéristiques de base d'un foret hélicoïdal : angle de pointe, tranchant principal, tranchant de ciseau, coupe et amincissement de la pointe, profil de la goujure, noyau, tranchant secondaire et angle d'hélice.
Pour obtenir les meilleures performances de coupe sur différents matériaux, les huit caractéristiques doivent être parfaitement adaptées les unes aux autres.
Pour illustrer ces points, nous comparons entre eux les trois forets hélicoïdaux suivants :
- Foret hélicoïdal DIN 338, HSS-E
- Forets hélicoïdaux DIN 338, HSSE-Co M35
- Foret hélicoïdal DIN 338, HSS 4341
Angle de pointe
L'angle de pointe se situe sur la tête du foret hélicoïdal. Cet angle se mesure entre les deux arêtes de coupe principales, en haut du foret. Il est nécessaire pour centrer le foret dans le matériau.
Plus l'angle de pointe est petit, plus le centrage dans le matériau est aisé. Cela réduit également le risque de glissement sur les surfaces courbes.
Plus l'angle de pointe est grand, plus le temps de frappe est court. Cependant, une pression de contact plus élevée est nécessaire et le centrage dans le matériau est plus difficile.
Géométriquement parlant, un petit angle de pointe signifie des arêtes de coupe principales longues, tandis qu'un grand angle de pointe signifie des arêtes de coupe principales courtes.
Lames principales
Les arêtes de coupe principales prennent en charge le perçage. Les arêtes de coupe longues offrent une performance de coupe supérieure aux arêtes de coupe courtes, même si les différences sont minimes.
Le foret hélicoïdal possède toujours deux arêtes de coupe principales reliées par un tranchant biseauté.
Tranchant en biseau
Le biseau de coupe, situé au milieu de la pointe du foret, est inopérant. Il est cependant essentiel à la conception du foret hélicoïdal, car il relie les deux arêtes de coupe principales.
Le tranchant du burin pénètre dans le matériau et exerce une pression et une friction sur celui-ci. Ces propriétés, défavorables au perçage, entraînent une augmentation de la production de chaleur et de la consommation d'énergie.
Cependant, ces propriétés peuvent être réduites par ce qu’on appelle « l’amincissement ».
coupes et éclaircissements de pointe
L'amincissement de la pointe réduit la profondeur de coupe du burin à l'extrémité supérieure du foret hélicoïdal. Cet amincissement entraîne une réduction substantielle des forces de frottement dans le matériau et, par conséquent, une réduction de la force d'avance nécessaire.
Cela signifie que l'amincissement est le facteur déterminant pour le centrage dans le matériau. Il améliore le taraudage.
Les différents amincissements de pointe sont normalisés selon la norme DIN 1412. Les formes les plus courantes sont la pointe hélicoïdale (forme N) et la pointe fendue (forme C).
Profil de la cannelure (profil de la rainure)
Grâce à sa fonction de système de canal, le profil de la cannelure favorise l'absorption et l'évacuation des copeaux.
Plus le profil de la rainure est large, meilleure est l'absorption et l'évacuation des copeaux.
Une mauvaise évacuation des copeaux entraîne un dégagement de chaleur plus important, ce qui peut à son tour conduire à un recuit et, finalement, à la rupture du foret hélicoïdal.
Les profils de rainure larges sont plats, les profils de rainure minces sont profonds. La profondeur du profil de rainure détermine l'épaisseur du noyau de forage. Les profils de rainure plats permettent des noyaux de grand diamètre (épais), tandis que les profils de rainure profondes permettent des noyaux de petit diamètre (minces).
Cœur
L'épaisseur du noyau est le facteur déterminant de la stabilité du foret hélicoïdal.
Les forets hélicoïdaux à noyau épais offrent une meilleure stabilité et conviennent donc aux couples élevés et aux matériaux durs. Ils sont également parfaitement adaptés aux perceuses à main grâce à leur résistance accrue aux vibrations et aux forces latérales.
Afin de faciliter l'évacuation des copeaux de la rainure, l'épaisseur du noyau augmente de la pointe du foret à la tige.
Chanfreins de guidage et arêtes de coupe secondaires
Les deux chanfreins de guidage sont situés au niveau des cannelures. Ces chanfreins, finement affûtés, agissent également sur les parois latérales du trou de forage et facilitent le guidage du foret hélicoïdal. La qualité des parois du trou dépend aussi des propriétés de ces chanfreins.
Le tranchant secondaire assure la transition entre les chanfreins de guidage et le profil de la rainure. Il détache et coupe les copeaux qui ont adhéré au matériau.
La longueur des chanfreins de guidage et des arêtes de coupe secondaires dépend en grande partie de l'angle d'hélice.
Angle d'hélice (angle de spirale)
L'angle d'hélice (angle de spirale) est une caractéristique essentielle d'un foret hélicoïdal. Il détermine le processus de formation des copeaux.
Les angles d'hélice plus importants permettent une évacuation efficace des matériaux tendres à copeaux longs. En revanche, les angles d'hélice plus petits sont utilisés pour les matériaux durs à copeaux courts.
Les forets hélicoïdaux à faible angle d'hélice (10° à 19°) présentent une spire longue. À l'inverse, ceux à grand angle d'hélice (27° à 45°) ont une spire courte. Les forets hélicoïdaux à spire normale ont un angle d'hélice de 19° à 40°.
Fonctions des caractéristiques dans l'application
À première vue, le sujet des forets hélicoïdaux semble assez complexe. En effet, de nombreux composants et caractéristiques distinguent un foret hélicoïdal. Cependant, nombre de ces caractéristiques sont interdépendantes.
Pour trouver le foret hélicoïdal adapté, commencez par identifier votre application. La norme DIN 1836, relative aux forets et fraises à chanfreiner, définit une classification des applications en trois types : N, H et W.
Aujourd'hui, on trouve sur le marché bien plus que les trois types N, H et W, car leur classification a évolué au fil du temps afin d'optimiser les forets hélicoïdaux pour des applications spécifiques. Il en résulte des formes hybrides dont la désignation n'est pas normalisée par la norme DIN. Chez MSK, vous trouverez non seulement le type N, mais aussi les types UNI, UTL et VA.
Conclusion et résumé
Vous connaissez désormais les caractéristiques du foret hélicoïdal qui influencent le processus de perçage. Le tableau suivant récapitule les principales caractéristiques de chaque fonction.
| Fonction | Caractéristiques |
|---|---|
| performance de coupe | Lames principales Les lames principales prennent le relais pour le perçage proprement dit. |
| Durée de vie | Profil de la cannelure (profil de la rainure) Le profil de la cannelure utilisée comme système de canal est responsable de l'absorption et de l'évacuation des copeaux et constitue donc un facteur important de la durée de vie du foret hélicoïdal. |
| Application | Angle du point et angle de l'hélice (angle de la spirale) L'angle de pointe et l'angle d'hélice sont des facteurs cruciaux pour l'application dans des matériaux durs ou mous. |
| Centrage | coupes et éclaircissements de pointe Les coupes et les amincissements ponctuels sont des facteurs déterminants pour le centrage dans le matériau. En amincissant le tranchant du ciseau, on réduit au maximum ce dernier. |
| Précision de concentricité | Chanfreins de guidage et arêtes de coupe secondaires Les chanfreins de guidage et les arêtes de coupe secondaires influent sur la précision de concentricité du foret hélicoïdal et sur la qualité du trou de perçage. |
| Stabilité | Cœur L'épaisseur du noyau est le facteur déterminant pour la stabilité du foret hélicoïdal. |
En résumé, vous pouvez déterminer votre application et le matériau que vous souhaitez percer.
Examinez les forets hélicoïdaux proposés et comparez leurs caractéristiques et fonctions respectives en fonction de vos besoins pour le perçage de votre matériau.
Date de publication : 12 août 2022
