N°50 - Outils Coupants Taraudage: parmi les outils et
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OUTILS COUPANTS N°50 - Outils Coupants Taraudage: parmi les outils et appareils récents D’autres informations sur le même sujet peuvent être consultées en français sur : D’autres informatons sur le même sujet peuvent être consultées en anglais sur: Réserves d'usage : le téléchargement est gratuit, l'impression et la diffusion des articles sont autorisées au sein de votre entreprise. Tout autre usage est soumis à l'acceptation préalable de Trametal (exploitation sur le site web de l'entreprise, intégration de l'article dans vos documents de communication, journaux internes et externes, diffusion auprès des clients, des partenaires...). Contactez nous à : [email protected] pour tout renseignement. parmi les outils et appareils récents Pour tous ceux concernés par le taraudage, voici en complément de l’étude qui précède quelques outils et appareils récemment développés pour améliorer les travaux sur les machines modernes partout où l’on recherche des gains de productivité et de qualité. Les fabricants d’outils s’intéressent de plus en plus aux besoins des ateliers d’usinage ayant régulièrement à effectuer des opérations de taraudage en production sur des machines dont la capacité productive a besoin d’être complètement exploitée. C’est ainsi que l’on voit apparaître des outils de taraudage sans cesse perfectionnés, tant dans la nature du matériau dont ils sont constitués que dans celle des revêtements destinés à en améliorer la tenue ou dans l’affinement des géométries de coupe. Ceci est valable aussi bien pour les tarauds travaillant par enlèvement de copeaux que pour les fraises à tarauder et à fileter par interpolation circulaire ou, encore, pour les tarauds à refouler. Mais, comme il n’est souvent pas question d’aboutir à des travaux satisfaisants avec des tarauds sans l’usage d’appareils à tarauder, là aussi les fabricants sont nombreux avec, souvent, des développements significatifs. Voici quelques outils et appareils répondant à ce constat. Gamme de fraises à fileter par interpolation Une gamme très étendue de fraises en carbure monobloc JEL fait désormais partie des outils proposés par KOMET, incluant une variété de fraises à fileter par interpolation exploitant deux concepts distincts. Pour les diamètres égaux ou supé- rieurs à 15 mm, c’est un concept selon lequel le diamètre d’outil est inférieur aux deux tiers de la taille des filets moins le diamètre. De la sorte le profil d’arête de coupe est identique au profil du filetage. Pour des diamètres de 2 à 16 mm, il est fait appel à un profil spécial connu sous le nom de Concept-M. Il donne une géométrie d’outil corrigée de manière à assurer l’usinage du profil correct. Comparé aux solutions habituelles sur les forets du marché, on obtient une tenue prolongée du fait que les tolérances de la pièce ne sont pas affectées par une déformation du profil de filetage. Trois différents types de fraises sont prévus pour les opérations de taraudage au-dessus de 16 mm: une fraise Tomill SR est destinée au fraisage tout près du fond du trou, tandis que des fraises Tomill GP et GS associent le chanfreinage, le fraisage de face et le fraisage des filets en un seul outil, le type GS étant destiné aux tubes. Pour des diamètres à fileter inférieurs à 16 mm, il existe deux types de fraises, l’une MGF associe le chanfreinage et le taillage des filets en un seul outil, l’autre BGF est capable de percer dans le plein, de chanfreiner et de fraiser les filets également en un seul outil. Par rapport au taraudage classique, le fraisage par interpolation réduit considérablement les temps de cycles du fait des très grandes vitesses applicables et de la diminution des changements d’outils. Ces fraises sont toutes d’une extrême précision, sans aucune déviation de pas. Avantage supplémentaire, leurs goujures hélicoïdales réduisent les efforts de coupe et facilitent l’évacuation des copeaux. Fraises à fileter par interpolation en carbure micrograin Video Sous le nom de Threadmaster, SECO TOOLS a développé une gamme nouvelle de fraises à fileter par interpolation en carbure monobloc dotées d’attachements d’un diamètre de 6 à 18 mm. Dans les diamètres 8, 10, 12, 14, 16 et 18 mm, certaines de ces fraises sont munies de conduits internes d’adduction de liquide de coupe destinés à faciliter le contrôle des copeaux et leur évacuation. L’ensemble de la gamme est à goujures hélicoïdales conduisant à une coupe fluide et à une meilleure qualité des filetages. Des longueurs filetées faisant jusqu’à deux fois le diamètre de fraise sont réalisables en toute sécurité. On précisera que ces fraises sont en carbure de tungstène micrograin bénéficiant d’un revêtement de carbonitrure de titane TiCN leur conférant une très bonne tenue et une durée de vie prolongée. La gamme est adaptée à toutes les matières, y compris les alliages pour l’industrie aérospatiale tels que le titane, les aciers inoxydables et l’aluminium. On rappelera, aussi, que le fabricant offre par ailleurs une gamme étendue de fraises à fileter de type à plaquettes amovibles. Tous les outils de taraudage et de filetage à hautes performances Que ce soit pour des finitions spéciales de haute précision ou pour la fabrication en petites séries mais, aussi, pour la production de masse automatisée, F ETTE offre un programme d’outils de taraudage et de filetage permettant de trouver exactement celui qui convient le mieux, aussi bien en acier rapide qu’en carbure revêtus. La diversité de ce programme est, sans aucun doute, l’une des TRA METAL - Novembre 2000 - 15 OUTILS COUPANTS Taraudage: OUTILS COUPANTS porte des modèles de tarauds à canalisation interne destinés à opérer avec une micro-lubrification. En standard, il existe une série métrique M3 à M20 et métrique fin de MF8 x 1 à MF24 x 1,5 afin de couvrir le maximum de cas d’application. plus large du marché avec, outre des tarauds travaillant par enlèvement de copeaux ou par refoulement revêtus en série d’origine de carbonitrure de titane selon une technologie TiCNPLUS propre à la marque qui garantit des performances élevées, des fraises à fileter par interpolation à queue et à alésage, des filières et des molettes à rouler les filets. Tarauds à refouler et fraises carbure à fileter par interpolation Le spécialiste de l’outil de taraudage qu’est EMUGE F RANKEN a récemment mis sur le marché un taraud à refouler connu sous le nom de Druck PM dont la caractéristique est de repousser les limites habituelles d’action de ce type d’outil qui, jusqu’à présent, ne pouvait travailler que dans des matières de pièces dont le coefficient d’allongement devait être d’au moins dix pour cent, pour lui ouvrir le travail des aciers de résistance avoisinant les 1 200 N/mm2, soit environ une dureté 38 Rc avec un coefficient d’alllongement d’au moins sept pour cent. La gamme proposée com- Autre domaine où le fabricant est largement présent, celui des fraises à fileter travaillant par interpolation où l’on trouve, dans son programme, un type de fraise BGF en carbure monobloc à deux ou à trois goujures hélicoïdales dont l’originalité est de pouvoir effectuer en une seule opération successivement le perçage, le taraudage et le chanfreinage d’entrée des trous à réaliser. Les meilleurs résultats sont obtenus dans des matières comme l’aluminium, les alliages d’aluminium, les matières coulées et certains matériaux synthétiques. Ces fraises existent pour filets stantard M, MF, EG, UNC et UNF, ou bien en carbure nu, ou bien en carbure revêtu de carbonitrure de titane. Elles permettent d’atteindre des profondeurs de 1,5, 2 et 2,5 fois leur diamètre selon le modèle et sont disponibles pour des diamètres M4 à M16, M4 x 0,5 à M16 x 1,5 et EG M6 à M16. Le fabricant précise que, outre le matériau de coupe retenu et son type de revêtement, grâce à une étude très élaborée de leur géométrie ces fraises atteignent des performances accrues d’environ cinquante pour cent grâce à d’excellentes propropriétés d’autocentrage, tandis qu’elles ne soulèvent aucune difficulté pour des sorties de trous inclinées ou pour travailler des trous pré-filetés par un procédé de moulage. Fraises à fileter à dents de coupe en diamant polycristallin Pour le taraudage d’alésages de précision à réaliser dans des alliages particulièrement abrasifs comme les aluminiums à forte tenuer en silicium, la gamme des fraises à fileter par interpolation produites par JEL comporte maintenant un modèle TomillSR à goujures droites à quatre coupes dont la partie active de la denture est en diamant polycristallin rapporté. Ce type de fraise conduit à des temps d’usinage extrêmement courts avec des états de surface des filets de très haute qualité et des durées de vie 16 - Novembre 2000 - TRAMETAL d’outil particulièrement prolongées, les filets étant totalement dépourvus de bavures. Par exemple, l’usinage d’une pièce en G-AlSi10Mg consistait à réaliser plusieurs filetages M18x1,5, M20x1,5 et M30x1,5. Les avant trous étaient soit coulés, soit percés. Les fraises ont été utilisées avec une vitesse de rotation de 15 000 t/mn à une vitesse de coupe de 750 m/mn avec une avance de fraisage de 0,1 mm/dent. Ces conditions de travail ont permis de réaliser le filetage M8x1,5 en 2 s, celui M20 x1,5 en 2,2 s et celui M30x1,5 en 2,8 s. Fraises à fraiser les filets par interpolation à plaquettes et en carbure massif Le domaine du fraisage des filets par interpolation est désormais pratiqué à un point tel dans les industries mécaniques que tous les carburiers et fabricants d’outils les plus en pointe s’y intéressent lorsqu’ils n’ont pas déjà des programmes très complets. Chez STELLRAM, par exemple, on trouve une gamme de fraises à fileter couvrant le maximum de besoins, aussi bien de type en carbure monobloc que de type à plaquettes amovibles à une, deux ou quatre plaquettes selon le diamètre d’outil. Toutes les fraises ont un profil de filet complet pour assurer des filetages sans défaut. Celles à plaquettes amovibles sont à goujures droites, celles en carbure monobloc à goujures hélicoïdales pour assurer une coupe plus douce. Les déve- OUTILS COUPANTS loppements les plus récents dont ont bénéficié ces outils ont porté sur la robustesse des arêtes et leur géométrie pour assurer une qualité de coupe supérieure avec une tenue prolongée, ainsi que sur les nuances de revêtement opérés aussi bien par procédé PVD que CVD . Afin de simplifier l’exploitation de ces fraises, la fabricant a développé un logiciel de filetage en quatre langues tenant compte de tous les paramètres de travail, recommandant le type de fraise le mieux approprié et indiquant les conditions de coupe convenant le mieux pour le type d’opération envisagée. Fraises à filter à plaquette amovible à deux arêtes On connaît depuis déjà des années le système de fraises à fileter par interpolation Vardex de VARGUS comportant douze systèmes désignés TM pour filets de longueur standard ou TML à porte-outil long pour filetages difficiles à atteindre. Ce système fait appel à un type de plaquette à deux arêtes de coupe qui, jusqu’à présent, existait en quatre nuances dont une universelle, une d’application générale, une revêtue TiN pour l’acier inoxydable et la fonte et la quatrième pour la fonte ou les métaux ferreux malléables. Aujourd’hui, le fabricant vient de sortir une nouvelle nuance à revêtement de carbonitrure de titane sur un substrat de carbure polyvalent. Très résistante, elle permet d’augmenter d’une fois et demie la durée de vie des arêtes de coupe, ce qui réduit d’autant les temps machine. D’un rendement supérieur aux revêtements TiN existants, elle est capable de travailler jusqu’à 250 m/mn dans les aciers, ce qui augmente le nombre de pièces réalisées avec une même arête de coupe. Son emploi polyvalent lui permet d’usiner un grand nombre de matières tout en obtenant un état de surface de grande qualité. Elle est disponible dans tous les profils de la gamme habituelle. Tarauds à refouler, mode d’emploi La taraudage par déformation est une technique sans aucun doute insuffisamment utilisée alors qu’elle est extrêmement efficace du fait, entre 18 autres, des vitesses de travail plus élevées qu’elle autorise, notamment dans les aciers ductiles et les alliages d’aluminium. La tenue est, aussi, notoirement plus importante que celle des tarauds travaillant par enlèvement de copeaux. Afin de mieux faire apprécier les avantages de ce mode de taraudage, le spécialiste des forets et tarauds qu’est DORMER TOOLS a publié un guide du taraudage par déformation mettant en valeur un programme d’outils en acier rapide supérieur proposés en de nombreuses tailles métrique, métrique fin, UNC, UNF et BSW, aussi bien avec revêtement de surface brillant, que de nitrure de chrome ou de nitrure de titane, ainsi qu’avec un revêtement connu sous le nom de Dialub à base de diamant amorphe à coefficient de friction extrêmement faible. Outre une nomenclature détaillée des outils, le guide explique la technique du refoulement, les composantes du filetage, la géométrie des tarauds avec des précisions utiles relatives aux conditions de travail. Appareil à tarauder rapide à renversement de sens automatique On a eu l’occasion d’attirer l’attention, dans l’édition précédente de cette Revue page 20 et 21, sur la gamme d’appareils à tarauder à grande vitesse offerte par OTTO BILZ. On va revenir ici sur le modèle GNCK conçu pour taraudage de grande production sur centres d’usinage et machines spéciales tant il soulève d’intérêt dans l’industrie. Son auto-renversement de sens de marche dispense de toute intervention nécessitant un ar- - Novembre 2000 - TRAMETAL rêt suivi d’un changement de sens de rotation de la broche, ce qui limite ses sollicitations, son usure et celle de ses roulements. Cet appareil comporte une compensation de longueur au moyen d’un système de libération à bille fonctionnant pendant le renversement de sens afin d’assurer un contrôle permanent de la profondeur taraudée à une précision de 2,5 µm à des vitesses pouvant atteindre jusqu’à 4 000 t/mn. Le porte-outil de construction robuste, incorporant un engrenage de renversement en acier traité, permet de supporter des cadences de taraudage rigoureuses en toute fiabilité avec une maintenance peu contraignante. Le taraud est fixé dans l’appareil par une pince et, lorsque les applications mettent en jeu des couples élevés, on peut utiliser un carré d’entraînement. L’appareil est prévu pour un arrosage central jusqu’à une pression de 50 bar. Ce type d’appareil est conçu avec un mécanisme de blocage de couple afin de pouvoir être mis en place par un changeur d’outils. Une fois introduit dans la broche de la machine, ce mécanisme se trouve automatiquement déverrouillé. Détecteur automatique de défaut d’usinage d’un taraud Sur les installations de production mettant en œuvre des tarauds, telles que les lignes transfert, les centres d’usinage et les lignes flexibles, la relative fragilité des tarauds est toujours susceptible de provoquer des arrêts pour changement d’outils, voire pour éliminer une pièce endommagée déjà porteuse d’une valeur ajoutée considérable. Capable de soulager ce genre de souci sérieux, OTTO B ILZ a mis au point un système de surveillance d’outil original à haute fréquence désigné HFP, capable d’être très vite considéré par le personnel comme “les yeux et les oreilles” des machines équipées. Non seulement il détecte les tarauds émoussés mais aussi les ruptures d’outil ou bien les taraudages ou les trous manquants. Le porte-taraud prenant la place d’un palpeur séparé pour identifier la présence des trous percés et taraudés, ce système mis en œuvre sur des installations automatisées et des lignes transfert supprime les charges correspondant aux surfaces occupée par des postes de mesure. Le processus normal de taraudage de trous sur une ligne transfert implique un perçage, un contrôle par palpage, un alésage à l’alésoir, un nouveau contrôle par palpage, la OUTILS COUPANTS dulaire adoptée donne naissance à un système porte-outil à changement rapide qui fait appel à un porte-fraise standard ou à tout autre attachement assurant une prise d’outil cylindrique. Le système s’adapte, également, aux tours, notamment à décolleter. Système porte-outil modulaire polyvalent convenant au taraudage taraudage et un dernier contrôle par palpage, encore que, parfois, le recours à un alésoir est supprimé, ce qui supprime aussi le contrôle qui suit. La fonction du poste de détection consiste à déterminer en temps réel si l’opération précédente a bien eu lieu et si, éventuellement, un outil cassé est resté dans la pièce. Le but, évidemment, consiste à éviter un accident coûteux avec les dommages éventuels qui en découlent sur la broche avec des pertes de temps, le tout pouvant être très coûteux. On économise aussi les postes de mesure et la place qu’ils tiennent, ainsi que le coût du temps correspondant aux contrôles. Le système assure les transmissions instantanées des signaux sans fil dès qu’il détecte la moindre anomalie et arrête automatiquement la machine ou l’installation. Dans les ateliers où l’on est appelé à effectuer une variété d’opérations sur des pièces unitaires ou en petits nombres, il est souvent économique et rationnel de n’avoir, pour passer d’un type d’outil à un autre, qu’à changer l’outil dans un porte-outil polyvalent. Cette solution est offerte par D’ANDREA avec le porte-outil modulaire Modulhard’andrea Système de taraudage original Un système modulaire nouveau a été découvert récemment à la dernière IMTS de Chicago, développé par SIEBERT, qui transforme un portetaraud courant en un véritable appareil de taraudage tension-compression ayant pris le nom de Stubby, c’est-à-dire le Trappu. Son action de tension-compression compense les erreurs d’avance de la machine afin d’éviter les casses de taraud, garantissant son efficacité du début à la fin des opérations. La conception mo- 20 qui, à partir d’une variété d’attachements normalisés, accepte toute une gamme de mandrins, de rallonges, de réductions, d’adaptateurs, de têtes et de barres d’alésage de haute précision, ainsi que de modules intermédiaires permettant d’effectuer indifféremment des opérations d’alésage, de fraisage, de perçage et de taraudage. La fixation des outils, rallonges, réductions et modules est assurée par un accouplement cylindro-conique avec goupille radiale expansible assurant le maximum de rigidité et de concentricité. La précision de l’ensemble se tient dans les 0,2 µm, ce qui permet de réaliser des usinages sans démontage des pièces avec une fourchette de tolérance en dessous du micron. Il est certain qu’un grand nombre d’ateliers ne peut être que très intéressé par un tel système modulaire qui, non seulement facilite la conduite des usinages mais, également, contribue à ré- - Novembre 2000 - TRAMETAL duire de manière significative les mandrins et autres attachements à maintenir disponibles en magasin ou auprès des machines. ❑ Mémo dressant quelques noms de fabricants de tarauds et de fraises à fileter TARAUDS MACHINE Armor (Outillage Armor) CHT (Swisstool France) Corai Nitrex (Corai) Courcelle Gavelle Daniel Charpilloz (Soveco Outillage) Diager Diametal Dormer (Dormer Tools) Emuge (Emuge Franken) Fanocarb (Fano) Fette (LMT Fette) FEW (FEW Europe) Formdrill (Unimex) Fraisa (Fraisa France) Goliath ( Goliath France) Gühring (Ham France) Ilix (J. Bourgeois) Janin Jel (Komet) LC +DEC (Decoret) LDK (Corai) Leclerc E. Manigley (Doga) Noris (Sicomec) OSG (Aimo France) Otelo Perfor (Tivoly) Prototyp/PWZ (Prototyp France) PWA (Mecaworms) Sadex (Sadex Industrie) SAIRC Serko (Schill) Sicadur Sivo (Sivo STK France) Titex Plus (Gunther Titex Plus) UFP (A BP Europa) FRAISES À FILETER Desgranges Dixi 4 (Dixi Frama) FOC (Outillage FOC) FOS Horn (Horn France) Iscar (Iscar France) Kennametal Hertel Mapal Minimatic (Stockoutil) Safety Sandvik Coromant Seco Tools Stellram Toshiba Tungaloy Triefus (Triefus france) Vardex (Vargus france) Widia Valenite