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1 - PROBLÉMATIQUE ASSOCIÉE AU PERÇAGE PROFOND

2 - PERÇAGE VIBRATOIRE

3 - CONCEPTION D'UN PORTE-OUTIL INNOVANT

4 - PRODUCTIVITÉ ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL

5 - OUTIL ET QUALITÉ DU TROU

6 - CONCLUSION

| Réf : BM7089 v1

Conclusion
Perçage vibratoire autoentretenu

Auteur(s) : Henri PARIS, Joël RECH

Date de publication : 10 avr. 2010

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Auteur(s)

  • Henri PARIS : Professeur à l'université Joseph Fourier – Grenoble 1

  • Joël RECH : Maître de conférences à l'ENISE

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INTRODUCTION

La réalisation de perçages profonds sur des pièces mécaniques reste aujourd'hui une opération délicate. En effet, l'opération de perçage est une opération confinée qui conduit à une grande concentration de chaleur en pointe d'outils, ainsi qu'à une grande difficulté d'évacuation des copeaux hors du trou. Pour fractionner le copeau et ainsi faciliter son évacuation, plusieurs techniques, comme l'utilisation de cycles de débourrage ou de lubrification haute pression, sont utilisées dans le monde industriel. Ces solutions sont avant tout des stratégies qui permettent d'éviter des arrêts intempestifs de production, mais elles ne permettent pas de gains de productivité.

La technique innovante de perçage vibratoire autoentretenu permet de fractionner le copeau à l'aide du phénomène de broutement axial du foret. Les vibrations axiales, générées par ce phénomène, induisent une coupe interrompue qui permet de fractionner le copeau plusieurs fois par révolution du foret. Les copeaux étant de petites tailles, ils s'évacuent naturellement le long de la goujure par un phénomène de trémies vibrantes. Pour cela, des porte-outils innovants utilisables sur toutes machines d'usinage (centre d'usinage, tour, tour à décolleter, etc.) ont été conçus. Les résultats obtenus montrent que la qualité des trous est proche de la qualité obtenue à l'aide d'un foret 3/4. De plus, la durée de vie du foret reste très importante car le foret ne travaille que pendant une partie du temps du fait de la coupe qui devient interrompue, ce qui permet à l'outil de se refroidir entre chaque phase de coupe.

Grâce à cette technique, il est par exemple possible de réaliser un perçage de diamètre 5 d'une profondeur de 20 fois le diamètre dans de l'acier avec un gain de productivité de 500 % par rapport à une réalisation au foret 3/4. De plus, cette opération est réalisable sans aucune lubrification ce qui permet de réduire considérablement l'impact environnemental de la fabrication, tout en permettant une économie d'investissement en évitant l'achat de centrale de lubrification à haute pression.

Enfin, grâce aux propriétés du perçage vibratoire, il est possible de réaliser des trous de petites ou de très grandes profondeurs, dans une très large gamme de matériaux (aciers recuits, aciers traités, fontes, etc.) avec un unique outil et un unique porte-outil, ce qui facilite énormément l'industrialisation d'une grande variété de pièces avec une variété minimum d'outils.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm7089


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6. Conclusion

La technique de perçage vibratoire permet de repousser les limites liées à l'évacuation du copeau. Le copeau étant fractionné par le phénomène axial, nous pouvons maintenant concevoir des forets ayant des domaines d'application plus vastes : un même foret ayant de bonnes performances dans des matériaux différents. Pour cela, le comportement de la tête de perçage vibratoire doit être peu dépendant des caractéristiques du matériau percé. Les résultats obtenus et présentés sur la figure 22 montrent qu'il existe un large domaine commun de conditions de coupe compatibles avec un bon fractionnement du copeau pour un même réglage de la tête de perçage vibratoire et pour trois matériaux différents.

Maintenant, nous pouvons proposer au monde industriel un ensemble constitué de porte-outils compatibles avec le perçage vibratoire en version centre d'usinage ou tour à décolleter, les forets adaptés à cette technologie et un outil logiciel permettant de choisir les réglages de la tête et les conditions opératoires les mieux adaptés à l'opération de perçage à réaliser (figure 23).

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - KAMNEV (E.) -   Contribution à la modélisation et à l'industrialisation du perçage vibratoire.  -  Thèse de doctorat, INPG, France (2003).

  • (2) - GUIBERT (N.) -   Étude et modélisation de l'influence des phénomènes de coupe sur les performances du forage vibratoire.  -  Thèse de doctorat, Université Joseph Fourier, France (2008).

  • (3) - PARIS (H.), TICHKIEWITCH (S.), PEIGNÉ (G.) -   Modelling the vibratory drilling process to foresee cutting parameters.  -  Annals of the CIRP, vol. 54, p. 367-370 (2005).

  • (4) - ALTINTAS (Y.) -   Manufacturing automation.  -  Cambridge University Press (2000).

  • (5) - TANGUY (J.-C.) -   Perçage au foret hélicoïdal.  -  Lavoisier (1993).

  • (6) - GUIBERT (N.), PARIS (H.), RECH (J.) -   Influence of the chisel edge geometry on the vibratory...

NORMES

  • Domaine de fonctionnement des outils coupants. Couple outil-machine (8 parties) - NF E 66-520 - 97-2000

1 Brevets

FR2765505A1-WO9902291A1 : Tête de perçage vibratoire, brevet déposé par l'INPG

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2 Annuaire

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2.1 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)

Laboratoire G-SCOP – Grenoble http://www.G-SCOP.fr

Laboratoire LTDS – St-Étienne http://www.LTDS.fr

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