Dans les opérations d'usinage de précision, de rectification et de fraisage, la pince de serrage reste l'une des solutions de maintien de pièce les plus utilisées. Contrairement aux mandrins ou aux étaux, les pinces de serrage exercent une pression de serrage radiale uniforme autour de l'outil ou de la pièce, ce qui améliore la concentricité et réduit les vibrations. Cependant, toutes les pinces de serrage ne sont pas conçues de la même manière.types de pincesexistent pour répondre à des exigences variées en matière de plage de serrage, de précision, de transmission du couple et d'environnement d'application.
1. Systèmes de pinces ER
Le système de pinces ER est sans doute le type de pince le plus répandu en usinage des métaux aujourd'hui. ER signifie « E » (pour « collet ») et « R » (pour « ring », en référence à la conception à fente), mais l'origine exacte de cette appellation importe moins que ses caractéristiques techniques.
COLLETS ERLes pinces ER sont dotées d'une série de fentes longitudinales et obliques permettant une large plage de serrage. Une pince ER standard peut serrer des outils ou des pièces dans une plage de 0,5 mm à 1,0 mm (selon sa taille), ce qui est plus large que celle de nombreuses autres pinces. Les séries courantes comprennent les ER16, ER20, ER25, ER32 et ER40. Le chiffre indique le diamètre du corps de la pince en millimètres.
Caractéristiques principales :
Plage de déformation : généralement de 0,5 à 1,0 mm par taille de pince
Précision de faux-rond : qualité standard d’environ 0,015 mm (15 µm) ; qualité de précision (ER UP) jusqu’à 0,005 mm.
Capacité de couple : modérée ; convient pour le perçage, le fraisage, l’alésage et le taraudage.
Applications : Fraisage, perçage, taraudage, rectification et certaines opérations de tournage CNC
Les pinces ER sont compatibles avec une large gamme de porte-outils de différents fabricants, à condition qu'ils respectent les dimensions de la norme DIN 6499. Cette interchangeabilité en a fait un choix de référence pour l'usinage général.
2. La pince SK à grande vitesse
Collet SKLe système de serrage SK est un système de précision conçu pour les applications à haute vitesse de broche. Contrairement aux pinces de serrage classiques telles que les pinces ER ou DA, la pince SK est conçue pour maintenir une force de serrage et une concentricité constantes à des vitesses de rotation dépassant généralement 20 000 tr/min, où les forces centrifuges peuvent réduire considérablement la pression de serrage.
Les pinces SK sont couramment utilisées dans les centres d'usinage à grande vitesse (HSM), les routeurs CNC, les broches d'usinage en graphite et les opérations de fraisage à haute vitesse de rotation. Elles sont généralement associées à des mandrins à pinces SK dédiés ou intégrées à des porte-outils de type HSK. Ce système est largement disponible auprès de fabricants européens, japonais et nord-américains, avec plusieurs variantes propriétaires existant sous la même désignation « SK ». Il est conseillé aux utilisateurs de vérifier la compatibilité entre la pince et le porte-outil avant l'achat.
Caractéristiques clés
Plage de serrage étroite
Haute précision de faux-rond
Équilibré pour des vitesses de rotation élevées
Maintien d'une force de serrage plus élevée sous charge centrifuge
Gamme de matériaux et de tailles limitée
Non interchangeable avec ER, TG ou DA
3. Pinces DA (à double angle)
pinces DALes pinces de serrage à double angle, souvent appelées pinces « DA », présentent deux angles coniques : un à l’avant et un à l’arrière. Cette conception leur permet de se comprimer uniformément lors du serrage de l’écrou. Les pinces DA sont généralement disponibles en trois séries : DA100, DA200 et DA300 (correspondant aux diamètres du corps exprimés en centièmes de pouce : 1,00 pouce, 2,00 pouces et 3,00 pouces).
La configuration à double angle confère aux pinces DA une large plage de serrage similaire à celle des pinces ER, mais avec une capacité de couple inférieure. Elles sont fréquemment utilisées sur les fraiseuses anciennes et certaines perceuses à colonne, ainsi que dans les ateliers d'outillage où la rapidité des changements d'outillage est essentielle.
Caractéristiques principales :
Plage de déformation : jusqu'à 0,8–1,0 mm (comparable à ER)
Précision de faux-rond : généralement de 0,010 à 0,020 mm pour les versions standard
Capacité de couple : faible à modérée – non recommandée pour le dégrossissage à couple élevé
Applications : fraisage léger, perçage, taraudage et opérations secondaires
Un point pratique à prendre en compte : les pinces DA nécessitent des écrous et des porte-écrous spécifiques, et elles ne sont pas interchangeables avec les systèmes ER ou TG.
4. Pinces 5C
Lepince 5CIl s'agit d'une norme de bridage plutôt que d'une norme de porte-outils. Les pinces 5C sont conçues pour maintenir les pièces sur les tours, les indexeurs et les rectifieuses cylindriques. Elles sont fréquemment utilisées sur les tours manuels, les tours à commande numérique avec mandrins à pinces et les machines de transfert rotatives.
La désignation 5C provient de sa spécification d'origine (5e génération, type C) et a été normalisée par Hardinge. Une pince 5C possède un filetage de 1,238" et un diamètre de corps de 1,250". Elle offre une plage de serrage d'environ 0,4 à 0,8 mm et est disponible en versions à alésage rond, hexagonal et carré pour s'adapter à différents profils de pièces.
Caractéristiques principales :
Plage d'affaissement : modérée (0,4–0,8 mm)
Précision du faux-rond : 0,008–0,015 mm (commercial) ; qualités de précision jusqu’à 0,003 mm
Objectif : maintien de la pièce, et non de l'outil.
Applications : Tours à commande numérique, tours manuels, indexeurs, rectifieuses et travaux de montage
Les pinces 5C ne sont pas adaptées au fraisage à grande vitesse ou aux coupes interrompues importantes, mais elles excellent dans le tournage et les opérations de finition secondaires.
Critères de sélection par candidature : Collets ER, SK, DA et 5C
Lors du choix entre les pinces ER, SK, DA et 5C, la principale distinction réside entre le maintien de l'outil (ER, SK, DA) et le maintien de la pièce (5C). Concernant le maintien de l'outil, le choix dépend de la vitesse de broche, de la précision requise, du couple nécessaire et de la fréquence de changement du diamètre de l'outil.
Le tableau ci-dessous résume les performances de chaque type de pince en fonction des principaux paramètres d'application.
| Paramètre d'application | Collet ER | Collet SK | Collet DA | Pince 5C |
|---|---|---|---|---|
| Utilisation principale | Systèmes de maintien d'outils généraux | Porte-outils à grande vitesse (≥15k tr/min) | Porte-outils léger | Dispositifs de maintien de pièces (tours, indexeurs) |
| vitesse de broche typique | Jusqu'à 15 000 tr/min (équilibré jusqu'à 20 000 tr/min) | 20 000 à 40 000 tr/min | Jusqu'à 8 000 tr/min | N/A (la pièce tourne) |
| Faux-rond (standard) | 0,010–0,015 mm | 0,005–0,008 mm | 0,010–0,020 mm | 0,008–0,015 mm |
| Plage de compression par pince | 0,5–1,0 mm | 0,1–0,3 mm | 0,8–1,0 mm | 0,4–0,8 mm |
| Capacité de couple | Modéré | Modéré | Faible | Modéré |
| Interchangeabilité | Haute (DIN 6499) | Faible | Faible | Élevé (norme 5C) |
| diamètres courants | 0,5–26 mm (ER16/25/32) | 1–16 mm (SK10/16) | Jusqu'à 25 mm (DA200/300) | Rond, hexagonal, carré jusqu'à 27 mm (5C) |
| opérations typiques | Fraisage, perçage, taraudage, alésage | Finition à grande vitesse, micro-usinage, graphite | Fraisage léger, perceuse à colonne, opérations secondaires | Tournage, travail à la barre, indexage, rectification |
Sélection par type d'application
Fraisage CNC général (≤12 000 tr/min, diamètres d'outils variables) → Pince ER. Offre le meilleur compromis entre précision, disponibilité et flexibilité pour les ateliers qui changent fréquemment d'outils.
Usinage à grande vitesse (≥18 000 tr/min, petits outils ≤6 mm) → Pince SK. La faible plage de serrage et la géométrie équilibrée maintiennent la force de serrage et le contrôle du faux-rond là où les forces centrifuges dégradent les performances ER.
Fraisage léger, fraiseuses manuelles ou perceuses à colonne → Pince DA. Convient aux opérations à faible couple, notamment sur les équipements anciens déjà équipés de mandrins DA. Non recommandé pour les nouvelles machines CNC.
Serrage de pièces sur tour (tournage, alimentation de barres, opérations secondaires) → Pince 5C. La norme industrielle pour le serrage de pièces rondes, hexagonales ou carrées jusqu'à 27 mm. Pour les diamètres supérieurs (jusqu'à 41 mm), privilégier les pinces 16C.
Lors de la sélection, tenez compte de la séquence suivante
Suivez ces quatre étapes pour éviter les erreurs de correspondance et les stocks inutiles :
1. Identifier le mode de maintien : outil ou pièce ?
Si vous tenez un outil de coupe (fraise, foret, alésoir) → ER, SK ou DA.
Si vous tenez une pièce (barre, pièce moulée, pièce finie) → 5C (ou 16C/3C pour les autres capacités).
2. Déterminer la vitesse de broche et le faux-rond requis
Vitesses > 15 000 tr/min et exigence de faux-rond < 0,008 mm → Pince SK.
Vitesses <15 000 tr/min et exigence de faux-rond 0,010–0,015 mm → Pince ER.
Faible vitesse (<8 000 tr/min) et faux-rond jusqu'à 0,020 mm acceptables → Pince DA.
3. Évaluer la variation du diamètre de l'outil
Changements fréquents entre les tiges métriques et impériales (par exemple, 6 mm, 1/4", 6,35 mm) → ER ou DA (large plage de repli).
Diamètres fixes, répétabilité élevée requise → Pince SK (commander les tailles exactes).
Travail sur tour avec une matière première variant de 0,5 à 0,8 mm → une pince 5C par diamètre.
4. Vérifier les détenteurs existants et le budget
Si la broche est déjà équipée d'un mandrin à pince ER, le passage à un mandrin SK ou DA nécessite un nouveau porte-pince, un nouvel écrou et de nouvelles clés – ce qui n'est souvent pas rentable.
Les pinces 5C nécessitent un mandrin ou un tube de serrage 5C. De nombreux tours sont pré-équipés pour les pinces 5C ; sinon, un adaptateur est nécessaire.
Résumé
Dans la plupart des ateliers d'usinage, le stock de pinces ER (ER16, ER25, ER32) pour le maintien des outils et de pinces 5C pour le maintien des pièces couvre 80 % des besoins quotidiens. N'ajoutez des pinces SK que si vous utilisez régulièrement des broches à plus de 15 000 tr/min et que vous exigez un faux-rond inférieur à 0,008 mm. Les pinces DA sont plutôt destinées à l'entretien des équipements anciens qu'aux nouveaux investissements.
Vérifiez toujours la compatibilité de la pince avec votre porte-outil ou mandrin à l'aide des données dimensionnelles du fabricant, notamment pour les pinces SK et DA, qui présentent des variations non standard. Le respect de la procédure de sélection, l'entretien des cônes et le respect des plages de serrage optimiseront la précision et la durée de vie de tous les types de pinces.
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Machines-outils Taiwan PALMARY
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Date de publication : 12 juin 2026
