Perçage des canons – Le guide ultime

Le perçage permet de créer des trous circulaires dans des matériaux solides en utilisant un outil rotatif. C'est l'une des techniques les plus courantes opérations d'usinage vous propose un moyen de réaliser des trous de diamètres et de profondeurs définis. Il existe différentes approches de perçage, et nous abordons ici le perçage au canon.

Qu'est-ce que le forage au canon ?

Le perçage au canon permet de réaliser des opérations de perçage précises et profondes sur une multitude de matériaux. Cette approche de perçage était initialement utilisée pour la fabrication de canons d'armes à feu, d'où son nom. Néanmoins, le perçage au canon en tant que procédé a évolué pour trouver une utilisation dans des opérations de perçage de haute précision.

Le perçage au canon permet de réaliser des trous droits d'une profondeur considérable avec un rapport longueur/diamètre supérieur à 300:1. Le liquide de refroidissement est acheminé par le creux de l'outil de perçage, ce qui permet d'obtenir une finition de surface lisse grâce à l'évacuation de la chaleur et des copeaux.

Avantages du perçage au pistolet sur tour

L'utilisation du perçage au canon sur un tour combine la polyvalence du tour et la précision du perçage au canon. Voici quelques avantages à configurer votre équipement de perçage de cette manière :

• Le tour permet d'aligner l'outil de perçage sur la pièce à usiner. Vous obtenez ainsi des trous droits et profonds impressionnants, en particulier dans les pièces longues et fines, avec une grande précision.
• Les niveaux de tolérance dans le perçage au canon sont très stricts. Avec un tour, vous pouvez répéter les opérations de perçage au canon avec des résultats cohérents.
• La rotation du tour favorise un processus d'alimentation régulier garantissant une finition de surface lisse sans nécessiter de post-traitement.
• L'utilisation d'un tour dans votre opération de perçage au canon apporte de la stabilité au processus, réduisant ainsi les erreurs de désalignement et de déviation de l'outil. De cette façon, votre opération de perçage au canon est efficace et permet d'atteindre un rapport longueur/diamètre maximal.
• Le système d'alimentation en liquide de refroidissement du tour assure une alimentation constante de l'outil de perçage, ce qui permet une meilleure évacuation des copeaux. Ainsi, vous bénéficiez d'un encrassement réduit et même d'une défaillance de l'outil lors de la réalisation de trous sur de grandes longueurs.
• La polyvalence des tours permet d'effectuer des opérations de perçage sur des pièces de différentes tailles. Des pièces de différents diamètres et longueurs peuvent être maintenues dans un tour avant l'opération de perçage.
• La stabilité offerte par le tour garantit des conditions de coupe contrôlées, minimisant les chocs et les vibrations. Cela contribue à prolonger la durée de vie de l'outil et à garantir une efficacité de fonctionnement maximale.
• En combinant un tour et un équipement de perçage, vous réduisez le temps de configuration et les coûts par rapport à l'utilisation de plusieurs équipements. C'est plus efficace.

Comment choisir une perceuse à canon

Le succès de votre opération de forage dépendra du choix de votre perceuse. Votre choix est idéalement influencé par plusieurs facteurs dont certains sont présentés ci-dessous :

· Type de matériau

Vous pouvez percer avec un pistolet différents matériaux ayant des propriétés physiques et mécaniques différentes. Alors que certains matériaux comme l'aluminium sont mous, d'autres comme l'acier sont durs. Par conséquent, une perceuse à pistolet utilisée pour l'aluminium ne fonctionnera pas efficacement sur l'acier.

· Paramètres du trou

Les paramètres clés qui influencent votre choix d'une perceuse à canon sont le diamètre et la profondeur. Une valeur maximale et minimale souvent comprise entre 1 mm et 50 mm est fournie pour le diamètre. La profondeur est déterminée par le rapport longueur/diamètre atteignant souvent 300:1.

· Volume de production

Vous pouvez avoir une perceuse à canon à commande manuelle ou à commande numérique en fonction du nombre d'articles que vous souhaitez produire. Une perceuse à canon avec Contrôle CNC constitue des fonctionnalités et des systèmes automatiques idéaux pour la production à grand volume.

· Taille et forme de la pièce

La taille de la pièce à usiner détermine la longueur du banc de la machine et sa capacité à maintenir une pièce à usiner. Si votre pièce à usiner est longue, votre perceuse à canon doit pouvoir l'accueillir confortablement. De plus, la machine doit être dotée de fixations idéales pour maintenir en toute sécurité une pièce à usiner de n'importe quelle forme.

· Structure de la machine

Le perçage au canon est une opération de haute précision qui ne supporte pas bien les vibrations et les contraintes. Dans le cas contraire, cela peut entraîner des pertes d'efficacité du trou et, au pire, des dommages à l'outil. Une machine dotée de fonctionnalités telles que des glissières et des vis à billes assure la stabilité pour un mouvement fluide de l'outil.

· Compatibilité des outils

Étant donné la diversité des outils nécessaires à l'opération de perçage, certaines machines ne peuvent prendre en charge que certains outils. D'autres machines sont très polyvalentes et peuvent accueillir un large éventail d'outils. À moins d'entreprendre des opérations de perçage de précision hautement spécialisées, cette dernière solution est toujours idéale.

· Évacuation du liquide de refroidissement et des copeaux

En raison des profondeurs de coupe atteintes par le forage par canon, il est nécessaire de disposer d'un système capable de conduire efficacement le liquide de refroidissement. Il est préférable d'utiliser un système à haute pression avec un bac de récupération pour permettre le recyclage. Vous pouvez ainsi éliminer efficacement les copeaux et lubrifier l'outillage.

· Coût

Le coût d'acquisition d'une perceuse varie en fonction de la taille de la machine et de son niveau d'automatisation, qui est déterminé par l'échelle de votre activité. Pour une opération à faible volume, il n'est pas nécessaire d'investir dans de grandes machines automatisées. Sachez également que les coûts d'exploitation sont directement liés à la taille.

Étapes du processus de perçage des canons

Lors de la réalisation d'un forage au canon, vous devez mettre en œuvre certaines étapes essentielles pour obtenir des trous profonds et précis. Le forage au canon est une opération hautement spécialisée qui nécessite une configuration et une exécution solides pour des résultats de qualité.

1. Mise en place

Tout d'abord, fixez la pièce sur la machine de manière à ce qu'elle ne bouge pas pendant l'opération de perçage. Pour les pièces longues, vous pouvez utiliser des dispositifs de support supplémentaires tels que des douilles et des supports fixes. Ensuite, vous montez la perceuse sur le porte-outil de la machine.

2. Alignement

Une bague de guidage est efficace pour vous aider à aligner la perceuse avec l'emplacement où vous souhaitez créer un trou. De cette façon, elle maintient la perceuse verrouillée, garantissant qu'il n'y a pas de déviation. Vous centrez ensuite la pointe de la perceuse sur l'emplacement de votre trou.

3. Forage

La rotation du foret à grande vitesse lance le processus de perçage. Une vitesse d'avance lente est idéale pour guider la pointe du foret pendant qu'elle coupe le matériau. Une vitesse d'avance lente garantit l'absence d'accumulation de copeaux, ce qui vous permet d'obtenir une finition de surface lisse. Elle évite également l'usure de l'outil et les dommages prématurés.

4. Injection de liquide de refroidissement

Cette opération se déroule simultanément avec le processus de perçage. Elle remplit plusieurs fonctions : refroidissement de l'outil grâce à la chaleur induite par la friction et évacuation des copeaux. Le liquide de refroidissement est acheminé via le creux du foret jusqu'au point d'action.

5. Enlèvement de copeaux

L'élimination continue des copeaux pendant le processus de perçage est nécessaire pour éviter tout blocage du chemin et garantir une finition de haute qualité. Le liquide de refroidissement est délivré sous une pression suffisamment élevée pour les éjecter avec force de la cavité du trou.

6. Inspection des trous

L'inspection vise à confirmer la précision dimensionnelle du trou et la qualité par rapport à la rectitude et à la finition de surface. Une fois le processus de perçage terminé, vous rétractez le foret pour effectuer l'inspection. Des outils précis tels que des jauges laser sont essentiels pour confirmer les spécifications du trou.

Facteurs à prendre en compte dans le processus de forage des canons

Lors de la réalisation d'une opération de forage de canon, vous devez faire preuve d'un contrôle minutieux sur plusieurs paramètres pour obtenir un résultat réussi. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des facteurs importants à prendre en compte :

· Propriétés matérielles

La dureté, la ténacité, la ductilité et l'abrasivité du matériau de la pièce ont un impact sur le processus de perçage. Les matériaux durs et abrasifs nécessitent un outillage plus rigide, des vitesses de coupe plus lentes et un liquide de refroidissement à haute pression. Les matériaux ductiles produisent des copeaux filandreux, ce qui peut affecter l'évacuation des copeaux.

· Conception d'outils

Tenez compte du tranchant de l'outil pour vous assurer qu'il offre un équilibre entre l'enlèvement de matière et la formation de copeaux. Adaptez votre foret au diamètre de trou souhaité, ce qui affecte la vitesse d'avance, le débit du liquide de refroidissement et le rapport longueur/diamètre. Utilisez le HSS comme matériau d'outil pour les matériaux tendres et le carbure pour les matériaux plus durs.

· Spécifications des trous

Le principal paramètre à prendre en compte lors du perçage au canon est le rapport longueur/diamètre. Bien que vous puissiez atteindre un rapport supérieur à 300:1, vous devez disposer d'un outillage approprié pour maintenir la précision et gérer l'évacuation des copeaux. Pensez à utiliser des bagues de guidage au début pour éviter toute déflexion.

· Vitesse d'avance et de coupe

Lors du perçage au pistolet, il est conseillé d'utiliser des vitesses d'avance faibles pour une précision accrue et une réduction de l'usure de l'outil. Une vitesse de coupe élevée permet d'obtenir une coupe lisse. Néanmoins, vous devez équilibrer votre vitesse d'avance et votre vitesse de coupe en fonction du matériau de la pièce.

· Système de refroidissement

Utilisez des systèmes de refroidissement à haute pression, en particulier pour les trous profonds, afin d'éviter les blocages de copeaux, la surchauffe, la mauvaise finition de surface et l'usure des outils. Vous pouvez choisir parmi différents types de liquide de refroidissement, du fluide synthétique aux huiles hydrosolubles, en fonction des conditions de coupe et du matériau.

· Contrôle des copeaux

Si les copeaux générés lors du perçage au canon ne sont pas gérés, ils peuvent provoquer des blocages, des dommages à l'outil, des défauts de surface et/ou une déviation du trou. L'utilisation d'un foret à canon avec rainure en spirale permet d'évacuer les copeaux. Vous pouvez également envisager d'intégrer des brise-copeaux pour simplifier le processus d'évacuation.

· Support de pièce

Il est essentiel d'empêcher tout mouvement pendant le perçage au pistolet et le serrage de la pièce peut être utile à cet égard. Lorsque vous travaillez sur des pièces longues, utilisez des bagues et des supports fixes ou des bagues pour un soutien supplémentaire empêchant toute déflexion.

· Usure des outils

Après une utilisation prolongée, vous constaterez inévitablement une usure de l'outil. Surveillez le taux d'usure en effectuant des inspections régulières et envisagez des interventions telles que le remplacement. De plus, vous pouvez appliquer des revêtements résistants à l'usure comme le nitrure de titane, pour prolonger la durée de vie de l'outil en réduisant la friction et en améliorant ainsi les performances.

Applications clés

Il existe plusieurs applications dans lesquelles il est nécessaire de réaliser des trous droits, profonds, lisses et précis de haute précision. Par conséquent, le perçage au canon est utilisé comme technique de fabrication dans les industries suivantes :

· Industrie aérospaciale

Les orifices précis et de petit diamètre des buses d'injection de carburant utilisées pour contrôler le débit de carburant dans les moteurs d'avion sont percés au canon. Certaines parties du train d'atterrissage sont fabriquées avec des canaux creux pour une aptitude structurelle. De plus, les systèmes hydrauliques utilisés pour transmettre les fluides à haute pression sont percés au canon.

· Industrie automobile

Les injecteurs de carburant de haute précision utilisent le perçage par canon pour obtenir leur conception efficace utilisée pour soutenir la combustion. Les composants du moteur tels que la transmission et les vilebrequins sont fabriqués via cette technique pour assurer l'intégrité structurelle et les canaux de lubrification.

· Fabrication d'armes

Comme indiqué précédemment, le perçage des canons était utilisé pour fabriquer des canons d'armes à feu, d'où son nom. À ce jour, le perçage des canons est la technique utilisée pour fabriquer des canons d'armes de poing comme les fusils et les fusils de chasse. Il est également utilisé dans la fabrication d'obus et de munitions d'artillerie ainsi que de composants de fusées.

· Équipement médical

Les instruments chirurgicaux comme les aiguilles de biopsie et les outils endoscopiques utilisent le forage au pistolet pour créer des trous droits et profonds précis. Vous utilisez également cette méthode pour fabriquer des implants orthopédiques nécessitant des canaux creux pour leur placement dans le corps.

· Secteur de l'énergie

Le forage au canon crée des trous profonds pour équilibrer les outils et répartir le poids dans les colliers de forage utilisés dans l'exploration pétrolière. Les systèmes hydrauliques tels que les collecteurs et les vannes sont fabriqués à l'aide d'équipements de forage au canon. Les pales de turbine alimentées par la vapeur ou le gaz utilisent le forage au canon pour mettre en œuvre des passages pour la dissipation de la chaleur.

· Fabrication de moules et de matrices

Le perçage au canon est utile pour créer des canaux de refroidissement très précis dans les moules pour un refroidissement uniforme et donc des temps de cycle réduits. Lorsqu'il est utilisé dans la fabrication de matrices de précision, le perçage au canon aide à la conception de matrices d'emboutissage et d'autres processus de forgeage.

· Équipements et machines lourds

Les canaux de fluides des vérins hydrauliques utilisés dans les machines lourdes sont fabriqués de cette manière, ce qui permet d'obtenir une grande précision. De plus, les broches des machines-outils utilisent des chemins cylindriques pour le refroidissement et la lubrification réalisés par forage au canon.

FAQ

1. Quelle est la différence entre le perçage au canon et le perçage BTA ?

Le forage à canon et le forage BTA (Boring and Trepanning Association) sont tous deux des techniques de forage de trous profonds. Néanmoins, le forage à canon est généralement utilisé pour créer des trous de plus petite profondeur et de diamètre généralement compris entre 1 et 50 mm. Le forage BTA peut réaliser des trous de grand diamètre généralement supérieur à 50 mm.

2. Jusqu'à quelle profondeur une perceuse à canon peut-elle aller ?

Différents facteurs influent sur la profondeur maximale atteignable avec une perceuse à canon, tels que le diamètre du trou et le type de matériau. Cependant, une perceuse à canon peut généralement atteindre un rapport longueur/diamètre supérieur à 300:1. Cependant, plus le diamètre est élevé, plus le rapport longueur/diamètre est faible.

3. Quelle est la limite du forage au canon ?

Nous avons mentionné les principaux avantages de l'utilisation du forage au canon pour votre projet. Cependant, il ne manque pas de limites, comme suit :

• Comparé à d'autres approches de perçage, le perçage au canon est comparativement plus lent, en particulier pour les trous plus grands, ce qui entraîne des temps de cycle plus longs.
• Le perçage au canon n'est possible qu'avec des trous de petit diamètre (entre 1 et 50 mm) et n'est pas bien adapté au perçage de trous de très grand diamètre.
• L'évacuation des copeaux est particulièrement difficile à de grandes profondeurs, ce qui entraîne une usure accrue des outils et une mauvaise finition de surface.
• La conception élancée des forets à canon, associée à un seul tranchant, les rend sujets à une usure accrue et à une casse potentielle. Cela est particulièrement vrai à de grandes profondeurs et lors d'une utilisation sur des matériaux plus durs.
• L'efficacité du perçage lorsqu'il est utilisé sur des matériaux plus durs ou plus résistants comme les aciers trempés et les superalliages est considérablement réduite.
• Bien qu'il soit capable d'atteindre des rapports profondeur/diamètre extrêmes, l'obtention de la rectitude, de la précision et de l'élimination des copeaux devient de plus en plus difficile au-delà de 300:1.

4. Quelle est la tolérance du perçage des canons ?

La haute précision est l'un des principaux avantages du perçage au canon, idéal lorsque des tolérances serrées et un positionnement précis du trou sont essentiels. Bien que le matériau de la pièce et la configuration de la machine puissent affecter la tolérance, le perçage au canon peut atteindre des tolérances dimensionnelles de ±0,0008″ à ±0,002″.

Conclusion

Le procédé de perçage au canon est une technique très efficace pour réaliser des trous et des canaux de petit diamètre avec une grande précision et une grande régularité. Sa polyvalence vous permet de le mettre en œuvre dans votre atelier pour des petits projets et dans des ateliers de production de grande taille avec des tolérances serrées.

Ressources connexes:

Perceuses – Source : TSINFA

Pièces de machine de perçage radial – Source : TSINFA

Machines de forage et de fraisage – Source : TSINFA

Processus de forage – Source : WIKIPEDIA

Fabricants de machines de forage – Source : TSINFA