Chap2.Percage à la machine

# Chap2.Percage à la machine ## Choix du foret ### Introduction Dans le domaine de l'ajustage et de la mécanique, le perçage est une opération fondamentale. Cependant, pour obtenir un résultat précis, propre et sécurisé, il ne suffit pas de prendre n'importe quel foret. Le choix du foret est une étape cruciale qui influence directement la qualité du travail, la durée de vie de l'outil et même votre sécurité. Cette leçon vous guidera à travers les différents types de forets et les critères essentiels pour faire le bon choix. ### Concepts Clés #### Types de forets Il existe une grande variété de forets, chacun conçu pour des applications spécifiques. ##### Forets hélicoïdaux (standards) Ce sont les forets les plus courants, utilisés pour percer les métaux, le bois et certains plastiques. * **Matériaux :** * **HSS (High Speed Steel - Acier rapide) :** Bonne résistance à l'usure et à la chaleur, polyvalent pour la plupart des métaux non alliés et certains alliages. * **Carbure (ou carbure de tungstène) :** Très dur et résistant à la chaleur, idéal pour les matériaux très durs comme l'acier inoxydable ou les fontes. Plus fragile que le HSS. * **Revêtements :** Améliorent la durée de vie et la performance. * **TiN (Nitruro de Titane) :** Revêtement doré qui augmente la dureté de surface et réduit le frottement. * **TiAlN (Nitruro de Titane et d'Aluminium) :** Très résistant à la chaleur, idéal pour le perçage à sec ou à haute vitesse. * **Angles de pointe :** L'angle de l'extrémité coupante du foret varie selon le matériau à percer. * **118° :** Angle standard, polyvalent pour les aciers doux et les métaux non ferreux. * **135° :** Plus robuste, pour les matériaux plus durs ou abrasifs, il a une meilleure capacité d'auto-centrage. ##### Forets étagés Ces forets permettent de percer plusieurs diamètres de trous et d'ébavurer en une seule opération. Ils sont souvent utilisés pour le perçage de tôles minces ou de plastiques. ##### Forets à centrer Comme leur nom l'indique, ils servent à amorcer précisément un trou avant d'utiliser un foret de diamètre plus grand. Ils empêchent le foret principal de "se promener" à la surface du matériau. ##### Forets à maçonnerie / à béton Ils sont équipés d'une plaquette en carbure de tungstène brasée à leur extrémité, conçue pour percer les matériaux de construction (briques, parpaings, béton). ##### Forets à bois Spécifiques au bois, ils ont souvent une pointe de centrage pour un positionnement précis et des arêtes tranchantes adaptées à la fibre du bois. * **Mèche à bois (foret hélicoïdal pour bois) :** Pour des trous nets et précis. * **Mèche plate (à palette) :** Pour des trous de grands diamètres rapides, mais moins précis. #### Critères de Choix Le bon choix dépend de plusieurs facteurs interdépendants. ##### Matériau à percer C'est le critère le plus important. La dureté, l'abrasivité et la structure du matériau déterminent le type et le matériau du foret. * **Acier doux :** Foret HSS 118°. * **Acier inoxydable :** Foret HSS-Co (cobalt) ou carbure 135°. * **Aluminium :** Foret HSS avec un angle de pointe plus aigu. * **Bois :** Foret à bois avec pointe de centrage. * **Béton/Brique :** Foret à maçonnerie. ##### Diamètre et profondeur du trou Le diamètre est directement lié à la taille du foret. La profondeur influence la longueur utile du foret et la nécessité d'un bon dégagement des copeaux. ##### Type de trou * **Trou débouchant :** Traverse complètement la pièce. * **Trou borgne :** S'arrête à une certaine profondeur sans traverser la pièce. * **Trou de centrage :** Avant-trou pour un perçage plus important ou un taraudage. ##### Type de machine de perçage La puissance et la stabilité de la perceuse (manuelle, à colonne, radiale) peuvent influencer le choix du foret, notamment pour les matériaux durs qui nécessitent une machine robuste et un bon maintien. ### Vocabulaire * **Foret :** Outil coupant cylindrique utilisé pour réaliser des trous. * **HSS (High Speed Steel - Acier rapide) :** Matériau de foret courant, robuste et polyvalent. * **Carbure :** Matériau très dur pour les forets, utilisé pour les matériaux résistants. * **Revêtement :** Couche de matériau appliquée sur le foret pour améliorer sa performance et sa durée de vie (ex: TiN, TiAlN). * **Angle de pointe :** Angle formé par les arêtes coupantes à l'extrémité du foret, adapté au matériau à percer. * **Centrage :** Action d'amorcer un trou précisément pour éviter que le foret ne dévie. * **Ébavurage :** Action de retirer les bavures (copeaux tranchants) formées après le perçage. * **Taraudage :** Opération qui consiste à créer un filetage interne dans un trou pour y visser une vis ou un goujon. * **Trou débouchant :** Trou qui traverse entièrement la pièce. * **Trou borgne :** Trou qui ne traverse pas entièrement la pièce, s'arrêtant à une certaine profondeur. ### Exemples 1. **Exemple 1 (Acier doux) :** Vous devez percer un trou de \( ext{M10} \) pour un taraudage dans une tôle d'acier doux de 5 mm d'épaisseur. Vous choisirez un foret **HSS** standard (angle de pointe 118°) de \( 8.5 \text{ mm} \) de diamètre. Pour la vitesse de rotation, vous réglerez votre perceuse à une vitesse moyenne. 2. **Exemple 2 (Béton) :** Pour fixer une étagère au mur en béton, vous avez besoin de percer des trous de \( 8 \text{ mm} \) de diamètre. Vous utiliserez un foret **à maçonnerie** de \( 8 \text{ mm} \) avec une perceuse à percussion. 3. **Exemple 3 (Bois) :** Pour assembler deux pièces de bois avec des chevilles en bois de \( 6 \text{ mm} \), vous prendrez une **mèche à bois** de \( 6 \text{ mm} \) avec pointe de centrage pour un positionnement précis et un trou propre. 4. **Exemple 4 (Plastique) :** Pour faire plusieurs trous de différents diamètres (\( 6 \text{ mm}, 8 \text{ mm}, 10 \text{ mm} \)) dans un boîtier en plastique fin pour le passage de câbles, un **foret étagé** sera le plus efficace, permettant également d'ébavurer les trous. ### Exercices 1. Quel type de foret utiliseriez-vous pour percer un trou de \( 12 \text{ mm} \) dans une brique pleine? 2. Pourquoi est-il crucial d'utiliser un foret à centrer avant un foret de grand diamètre pour un perçage de précision dans le métal? 3. Vous devez percer de l'acier inoxydable. Quel matériau de foret est le plus approprié et quel angle de pointe est généralement recommandé? 4. Expliquez la différence entre un trou débouchant et un trou borgne et donnez un exemple d'application pour chacun. 5. Quel est l'avantage principal d'un foret avec un revêtement en TiN? ### Devoirs 1. Recherchez et listez au moins trois autres types de revêtements de forets (en plus du TiN et TiAlN) et décrivez brièvement leurs avantages spécifiques. 2. Dans un atelier ou sur internet, identifiez trois forets différents (hors forets hélicoïdaux standards) et décrivez leur usage principal et le matériau pour lequel ils sont conçus. 3. Décrivez en quoi la vitesse de rotation de la perceuse est liée au choix du foret et au matériau à percer. Donnez un exemple de situation où une vitesse trop élevée pourrait être problématique. ### Résumé Le choix du foret est une compétence essentielle en ajustage. Il est déterminé principalement par le matériau à percer, le diamètre et le type de trou souhaité. En comprenant les caractéristiques des différents forets (HSS, carbure, revêtus, étagés, à maçonnerie, à bois) et leurs angles de pointe, vous pouvez optimiser vos opérations de perçage, garantir la précision, prolonger la durée de vie de vos outils et travailler en toute sécurité. Toujours bien choisir le foret adapté à la tâche pour un travail de qualité. ## Réglage de la machine ### Introduction Bienvenue dans ce chapitre essentiel sur le réglage de la machine de perçage. Pour réaliser des perçages précis, de qualité et en toute sécurité, il est crucial de savoir comment ajuster correctement votre machine. Un bon réglage garantit la longévité de vos outils, la qualité de la pièce usinée et votre propre sécurité. Nous allons explorer ensemble les différents paramètres à considérer et comment les appliquer. ### Concepts Clés #### Importance du réglage Pourquoi est-il si important de bien régler sa machine avant de commencer un perçage ? * **Précision du perçage :** Un réglage adéquat assure que le trou sera à la bonne dimension et au bon emplacement. * **Qualité de la surface :** Une bonne combinaison de vitesse et d'avance permet d'obtenir une surface intérieure du trou lisse et sans bavures excessives. * **Durée de vie de l'outil :** Un réglage incorrect peut user prématurément votre foret ou même le casser. * **Sécurité de l'opérateur :** Un outil mal réglé ou une pièce mal fixée peut entraîner des accidents graves. #### Les principaux réglages ##### Vitesse de coupe (Vc) et Vitesse de rotation (N) La vitesse de coupe est la vitesse à laquelle l'arête de coupe du foret pénètre dans le matériau. Elle est exprimée en mètres par minute (m/min). La vitesse de rotation est le nombre de tours par minute (tr/min) que fait votre foret. Il existe une relation directe entre la vitesse de coupe et la vitesse de rotation, qui dépend du diamètre (D) du foret. La formule pour calculer la vitesse de rotation (N) est la suivante : \[ N = \frac{1000 \cdot V_c}{\pi \cdot D} \] Où : * \( N \) est la vitesse de rotation en tours par minute (tr/min). * \( V_c \) est la vitesse de coupe en mètres par minute (m/min). * \( D \) est le diamètre du foret en millimètres (mm). * \( \pi \) est une constante (environ 3.14). Les facteurs influençant la vitesse sont : * **Le matériau à percer :** Chaque matériau (acier, aluminium, plastique, etc.) a des caractéristiques différentes nécessitant des vitesses de coupe spécifiques. * **Le diamètre de l'outil :** Plus le diamètre du foret est grand, plus la vitesse de rotation doit être faible pour maintenir la même vitesse de coupe. * **Le type d'outil :** La matière et la géométrie du foret (acier rapide HSS, carbure) influencent la Vc admissible. ##### Avance (f) L'avance est le déplacement de l'outil par tour de l'outil (en mm/tr) ou par minute (en mm/min). C'est la vitesse à laquelle le foret pénètre dans la matière. * **Importance de l'avance :** Une bonne avance est cruciale pour l'évacuation des copeaux. Une avance trop faible peut créer de la chaleur excessive et ne pas évacuer correctement les copeaux, tandis qu'une avance trop forte peut surcharger le foret et le casser. * **Facteurs influençant l'avance :** Le matériau à percer et le diamètre du foret sont également déterminants pour choisir l'avance appropriée. ##### Profondeur de perçage La profondeur de perçage est la distance sur laquelle le foret doit pénétrer dans la pièce. Pour les trous borgnes (qui ne traversent pas la pièce), il est essentiel de régler la butée de profondeur de la perceuse pour éviter de percer trop loin ou pas assez. #### Fixation de la pièce et de l'outil ##### Fixation de la pièce La pièce à percer doit être solidement maintenue pour éviter qu'elle ne tourne ou ne vibre pendant le perçage, ce qui pourrait causer des dommages à la pièce, à l'outil et à l'opérateur. * **Étau de perceuse :** L'outil le plus courant pour maintenir les petites et moyennes pièces. * **Brides et cales :** Utilisées pour les pièces de formes irrégulières ou de grande taille. * **Importance de la stabilité :** Vérifiez toujours que la pièce est parfaitement stable avant de commencer. ##### Fixation de l'outil (foret) Le foret doit être monté correctement et bien centré. * **Mandrin de perceuse :** C'est le dispositif qui serre le foret. Il doit être serré fermement avec la clé de mandrin. * **Cône morse :** Pour les forets de gros diamètre, ils peuvent être montés directement dans un cône morse sur la broche de la perceuse. * **Vérification du centrage :** Assurez-vous que le foret ne "bat" pas (ne tourne pas de manière excentrée) une fois monté. #### Sécurité La sécurité est primordiale ! Toujours respecter les règles : * **Équipement de protection individuelle (EPI) :** Portez toujours des lunettes de sécurité et, si nécessaire, des gants (attention à ne pas les porter si le risque d'accrochage est présent) et des protections auditives. * **Nettoyage et entretien :** Maintenez la machine propre et en bon état de fonctionnement. N'utilisez jamais une perceuse dont les protections sont manquantes ou endommagées. * **Procédures d'urgence :** Sachez où se trouve le bouton d'arrêt d'urgence de la machine. ### Vocabulaire * **Vitesse de coupe (Vc) :** Vitesse à laquelle la matière est enlevée par l'outil (m/min). * **Vitesse de rotation (N) :** Nombre de tours par minute de l'outil (tr/min). * **Avance (f) :** Déplacement de l'outil par tour de l'outil (mm/tr). * **Foret :** Outil coupant utilisé pour réaliser des trous. * **Mandrin :** Dispositif qui permet de fixer l'outil (foret) à la broche de la machine. * **Étau :** Dispositif utilisé pour maintenir fermement la pièce à usiner. * **Butée de profondeur :** Dispositif permettant de régler la profondeur maximale de perçage. * **Copeaux :** Petits fragments de matière retirés lors de l'opération d'usinage. * **Trou borgne :** Un trou qui ne traverse pas complètement la pièce. ### Exemples #### Exemple 1 : Calcul de la vitesse de rotation Vous devez percer une pièce en acier doux avec un foret HSS de \( D = 12 \text{ mm} \). La vitesse de coupe recommandée pour l'acier doux est \( V_c = 30 \text{ m/min} \). Calculons la vitesse de rotation (N) : \[ N = \frac{1000 \cdot V_c}{\pi \cdot D} = \frac{1000 \cdot 30}{3.14 \cdot 12} = \frac{30000}{37.68} \approx 796.18 \text{ tr/min} \] Vous devrez régler la perceuse à la vitesse la plus proche disponible, soit environ 800 tr/min. #### Exemple 2 : Réglage de la profondeur pour un trou borgne Vous devez percer un trou de \( 20 \text{ mm} \) de profondeur dans une plaque d'aluminium. Sur votre perceuse à colonne, vous allez : 1. Placer la pièce sous le foret. 2. Descendre manuellement le foret jusqu'à ce qu'il touche la surface de la pièce. 3. Desserrer la butée de profondeur. 4. Descendre le foret de \( 20 \text{ mm} \) (en tenant compte de la pointe du foret si le fond du trou doit être plat). 5. Serrer la butée de profondeur à cette position. 6. Remonter le foret et commencer le perçage. ### Exercices 1. Pourquoi est-il essentiel de bien fixer la pièce à percer avant de démarrer la machine ? 2. Calculez la vitesse de rotation (N) pour un foret de \( 6 \text{ mm} \) de diamètre utilisé pour percer de l'aluminium, sachant que la vitesse de coupe recommandée est de \( V_c = 80 \text{ m/min} \). 3. Quels sont les risques d'utiliser une avance trop faible ou trop forte lors du perçage ? 4. Nommez trois équipements de protection individuelle (EPI) que vous devriez utiliser lors de l'utilisation d'une perceuse. ### Devoir à la maison 1. Recherchez et notez les vitesses de coupe typiques (Vc) pour le laiton et l'acier inoxydable (inox) lorsque vous utilisez un foret en acier rapide (HSS). 2. Décrivez, étape par étape, comment vous procéderiez pour changer un foret et régler la profondeur de perçage à \( 15 \text{ mm} \) sur une perceuse à colonne standard. 3. Expliquez l'importance de l'évacuation des copeaux et comment une bonne avance y contribue. ### Résumé Dans cette leçon, nous avons appris que le réglage précis de la machine de perçage est fondamental pour garantir la qualité, la précision et la sécurité de l'opération. Nous avons abordé l'importance de la vitesse de coupe (Vc) et de la vitesse de rotation (N), de l'avance (f), ainsi que la manière de régler la profondeur de perçage. La fixation correcte de la pièce et de l'outil, ainsi que le respect strict des règles de sécurité, sont des éléments non négociables pour tout travail de perçage réussi. Maîtriser ces réglages vous permettra de devenir un opérateur compétent et sûr. ## Exécution du percage ### Introduction Bienvenue à ce chapitre sur l'exécution du perçage à la machine! Le perçage est une opération fondamentale en ajustage qui consiste à réaliser des trous dans des pièces de matériaux divers à l'aide d'une machine-outil appelée perceuse. Maîtriser le perçage est essentiel pour l'assemblage de pièces, la fixation ou la préparation à d'autres opérations. Ce cours vous guidera à travers les étapes clés, de la préparation à l'exécution, en passant par les règles de sécurité. ### Concepts Clés #### Préparation au Perçage Avant de commencer à percer, une bonne préparation est garante de la précision et de la sécurité. * **Vérification de la Machine** * Assurez-vous que la perceuse est propre et en bon état de fonctionnement. * Vérifiez que tous les dispositifs de sécurité sont présents et opérationnels. * Contrôlez le niveau des lubrifiants si nécessaire. * **Préparation de la Pièce** * Nettoyez la pièce pour enlever toute saleté ou copeaux. * Tracez précisément l'emplacement du ou des trous à percer. * Pointez le centre du trou à l'aide d'un pointeau et d'un marteau. Cette marque évitera au foret de dévier. * Fixez solidement la pièce sur la table de la perceuse à l'aide d'un étau, de brides ou de cales. Une pièce mal fixée peut entraîner des accidents graves ou des résultats de perçage imprécis. * **Choix de l'Outil (Foret)** * Sélectionnez le foret ayant le diamètre et le type adaptés au matériau à percer (acier, aluminium, plastique, bois, etc.). * Vérifiez l'état du foret (affûtage, usure). * Montez correctement le foret dans le mandrin de la perceuse en vous assurant qu'il est bien serré et centré. * **Réglage des Paramètres de Coupe** * **Vitesse de rotation (N)** : Elle dépend du diamètre du foret et du matériau à percer. Une vitesse trop élevée peut brûler le foret, trop faible peut provoquer de la vibration et une mauvaise coupe. La formule générale pour la vitesse de rotation est: \[ N = \frac{1000 \times V_c}{\pi \times D} \] où \( N \) est la vitesse de rotation en tours par minute (tr/min), \( V_c \) est la vitesse de coupe en mètres par minute (m/min) et \( D \) est le diamètre du foret en millimètres (mm). * **Avance (f)** : C'est la vitesse à laquelle le foret pénètre dans le matériau (mm par tour). Une bonne avance assure une bonne formation des copeaux et une durée de vie prolongée de l'outil. #### Processus de Perçage Proprement Dit * **Centrage** * Commencez toujours par un foret à centrer pour créer un petit chanfrein ou une amorce de trou. Cela permet de guider le foret principal et d'assurer un positionnement précis du trou. * **Perçage** * Abaissez le foret doucement jusqu'à ce qu'il entre en contact avec la pièce. * Appliquez une pression (avance) régulière et constante. Évitez les à-coups. * Utilisez un **liquide de coupe** (lubrifiant/réfrigérant) si nécessaire. Il réduit la friction, évacue la chaleur, améliore l'état de surface du trou et prolonge la durée de vie du foret. * Pour les trous profonds, retirez régulièrement le foret du trou pour évacuer les copeaux et permettre au liquide de coupe de pénétrer. * **Finition (si nécessaire)** * Une fois le perçage terminé, remontez le foret doucement. * **Ébavurez** les bords du trou avec un ébavureur ou une lime pour enlever les bavures coupantes. #### Mesures de Sécurité Essentielles La sécurité est primordiale lors de l'utilisation de machines-outils. * **Protection individuelle** : Portez toujours des lunettes de protection. Évitez les vêtements amples, les cravates, les bijoux et attachez les cheveux longs. * **Fixation de la pièce** : Ne tenez jamais une pièce à la main pendant le perçage. Elle doit toujours être solidement fixée. * **Nettoyage des copeaux** : N'essayez jamais de retirer les copeaux à la main lorsque la machine est en marche. Utilisez un crochet spécial ou une brosse. * **Réglages** : Arrêtez toujours la machine avant d'effectuer des réglages, de changer d'outil ou de mesurer. * **Concentration** : Restez concentré sur votre tâche et ne vous laissez pas distraire. ### Vocabulaire Clé * **Foret** : Outil coupant utilisé pour réaliser des trous. * **Perceuse** : Machine-outil utilisée pour le perçage. * **Mandrin** : Dispositif qui maintient le foret sur la broche de la perceuse. * **Broche** : Axe rotatif de la perceuse sur lequel est fixé le mandrin. * **Étau** : Outil de serrage utilisé pour fixer la pièce sur la table de la machine. * **Lubrifiant/Réfrigérant (Liquide de coupe)** : Fluide utilisé pour réduire la chaleur et la friction et faciliter l'évacuation des copeaux. * **Copeaux** : Petits fragments de matière retirés lors de l'usinage. * **Centrage** : Opération préliminaire pour marquer précisément le centre du trou. * **Ébavurage** : Action de retirer les bavures (arêtes vives) formées après le perçage. * **Vitesse de coupe (Vc)** : Vitesse linéaire à laquelle l'arête de coupe du foret agit sur le matériau (m/min). * **Vitesse de rotation (N)** : Vitesse angulaire du foret (tr/min). * **Avance (f)** : Distance parcourue par le foret par tour (mm/tr). ### Exemples Pratiques 1. **Calcul de la vitesse de rotation** : Pour percer un trou de \( D = 10 \text{ mm} \) dans de l'acier doux, on utilise une vitesse de coupe typique \( V_c = 30 \text{ m/min} \). Calculez la vitesse de rotation \( N \). \( N = \frac{1000 \times 30}{\pi \times 10} \approx \frac{30000}{31.416} \approx 955 \text{ tr/min} \). 2. **Perçage d'un trou traversant** : Vous devez percer un trou de \( 8 \text{ mm} \) pour un boulon traversant une plaque d'acier de \( 20 \text{ mm} \) d'épaisseur. Après avoir pointé et centré, vous utiliserez un foret HSS (High Speed Steel) de \( 8 \text{ mm} \) et appliquerez un liquide de coupe. Vous percerez jusqu'à ce que le foret traverse entièrement la pièce, puis ébavurerez les deux côtés. 3. **Perçage d'un trou borgne** : Pour un trou de \( 6 \text{ mm} \) de diamètre et de \( 15 \text{ mm} \) de profondeur dans une pièce d'aluminium, vous réglerez la butée de profondeur de la perceuse. Après le perçage, vous vérifierez la profondeur avec un pied à coulisse. ### Exercices 1. Pourquoi est-il crucial de pointer le centre d'un trou avant de percer? 2. Citez trois mesures de sécurité importantes à respecter lors de l'utilisation d'une perceuse. 3. Quel est le rôle du liquide de coupe pendant le perçage? 4. Un foret de \( 12 \text{ mm} \) de diamètre est utilisé pour percer de la fonte. Si la vitesse de coupe recommandée est de \( 20 \text{ m/min} \), quelle vitesse de rotation (en tr/min) devez-vous régler sur la perceuse? ### Devoirs 1. Recherchez et décrivez les différences entre un foret à queue cylindrique et un foret à queue conique. Pour quelles situations chacun est-il le plus approprié? 2. Expliquez ce qu'est l'avance en perçage et comment une avance trop faible ou trop élevée peut affecter le processus et l'outil. 3. Dessinez un schéma montrant une pièce correctement fixée dans un étau sur une perceuse à colonne, avec les éléments de sécurité (lunettes) et l'outil (foret) représentés. ### Résumé Le perçage à la machine est une opération d'usinage essentielle qui exige précision et rigueur. Une bonne exécution repose sur une préparation minutieuse, le choix des bons outils et paramètres de coupe, une technique de perçage correcte et, surtout, le respect strict des règles de sécurité. En maîtrisant ces aspects, vous garantirez la qualité de votre travail et votre propre sécurité. ## Finition du percage ### Introduction Après avoir percé un trou, il est souvent nécessaire d'améliorer sa précision, sa qualité de surface ou sa géométrie. C'est le rôle des opérations de "finition du perçage". Cette leçon explorera les différentes méthodes utilisées pour obtenir des trous avec des tolérances serrées et une excellente finition. ### Concepts Clés #### Qu'est-ce que la finition du perçage ? La finition du perçage désigne l'ensemble des opérations d'usinage qui suivent un perçage initial pour améliorer les caractéristiques du trou. Les objectifs principaux sont : * **Précision dimensionnelle :** Obtenir un diamètre très exact, souvent avec des tolérances très serrées. * **Qualité de surface :** Réduire la rugosité de la paroi du trou pour une meilleure fonctionnalité (par exemple, pour des ajustements glissants ou des roulements). * **Précision géométrique :** Améliorer la circularité, la cylindricité et la concentricité du trou. #### Méthodes de Finition du Perçage ##### 1. L'Alésage (Reaming) L'alésage est une opération d'usinage qui consiste à agrandir et à finir un trou déjà percé avec un outil appelé **alésoir**. Il est utilisé pour obtenir des diamètres très précis et une bonne finition de surface. * **Outils :** Les alésoirs sont des outils de coupe multi-dents qui enlèvent une petite quantité de matière. * Alésoirs à main : utilisés manuellement pour des petites corrections. * Alésoirs machines : utilisés sur des perceuses ou des machines d'usinage. * **Processus :** L'alésoir est inséré dans le trou pré-percé et tourne pour enlever les dernières fractions de millimètre de matière. * **Avantages :** Haute précision de diamètre (jusqu'à des tolérances de quelques micromètres), bonne qualité de surface. ##### 2. L'Usinage à l'Alésoir (Boring) Contrairement à l'alésage qui utilise un alésoir fixe, l'usinage à l'alésoir est une opération qui utilise une barre d'alésage avec un ou plusieurs outils de coupe réglables. Il est souvent réalisé sur des tours ou des aléseuses. * **Outils :** Barres d'alésage équipées d'inserts de coupe. * **Processus :** L'outil est réglé pour couper le diamètre exact désiré. Il est capable d'enlever plus de matière qu'un alésoir et est souvent utilisé pour des trous de grand diamètre ou des exigences de concentricité élevées. * **Avantages :** Grande flexibilité pour les diamètres, excellente précision géométrique. ##### 3. Le Rodage (Honing) Le rodage est un processus de finition abrasif qui vise à obtenir une qualité de surface très élevée et une précision géométrique (cylindricité) exceptionnelle, particulièrement pour les alésages cylindriques. * **Outils :** Pierres de rodage (hones) montées sur une tête de rodage qui se déplace en mouvement rotatif et alternatif. * **Processus :** Les pierres abrasives sont pressées contre la paroi du trou et enlèvent de très fines couches de matière. * **Avantages :** Qualité de surface miroir, très haute précision de cylindricité. * **Applications :** Cylindres de moteur, corps de valves. ##### 4. Le Lappage (Lapping) Le lappage est une autre méthode de finition abrasive, similaire au rodage mais utilisant souvent des abrasifs libres (pâte à lapider) et une plaque de lappage. Il est utilisé pour obtenir des surfaces planes ou des ajustements très précis. * **Outils :** Plaques de lappage, abrasifs en suspension (pâte à lapider). * **Processus :** La pièce est frottée contre la plaque avec l'abrasif, enlevant de très petites quantités de matière. * **Avantages :** Précision dimensionnelle et de surface extrêmement élevée. #### Paramètres Importants Pour toutes les opérations de finition, il est crucial de contrôler les paramètres suivants : * **Vitesse de coupe (Vc) :** La vitesse à laquelle l'outil coupe le matériau. Elle influence la qualité de surface et la durée de vie de l'outil. * **Avance (f) :** La distance que l'outil parcourt pour chaque tour (ou chaque course) de l'outil ou de la pièce. Elle affecte la rugosité de surface. * **Profondeur de passe (ap) :** La quantité de matière enlevée en une seule passe. Pour la finition, cette profondeur est généralement très faible. * **Lubrification/Arrosage :** L'utilisation de fluides de coupe est essentielle pour réduire la chaleur, évacuer les copeaux et améliorer la finition de surface. #### Contrôle Qualité Après les opérations de finition, la pièce doit être mesurée pour s'assurer qu'elle respecte les spécifications. * **Instruments de mesure :** Micromètres d'intérieur, alésomètres, tampons de mesure (jauges "entre" et "n'entre pas"), comparateurs. * **Mesure de rugosité :** Utilisation de rugosimètres pour quantifier la qualité de surface. ### Vocabulaire * **Perçage de finition :** Opérations d'usinage pour améliorer un trou pré-percé. * **Alésage :** Opération d'usinage pour agrandir et finir un trou avec un alésoir. * **Alésoir :** Outil de coupe multi-dents pour l'alésage. * **Usinage à l'alésoir (Boring) :** Opération d'usinage utilisant une barre avec un outil réglable pour usiner un grand trou précis. * **Rodage :** Processus abrasif pour obtenir une très haute qualité de surface et précision géométrique des alésages. * **Lappage :** Processus abrasif pour obtenir une très haute précision dimensionnelle et de surface, souvent avec des abrasifs libres. * **Vitesse de coupe (Vc) :** Vitesse de déplacement de l'arête de coupe par rapport à la pièce. * **Avance (f) :** Mouvement de l'outil par tour ou par course. * **Profondeur de passe (ap) :** Épaisseur de matière enlevée par l'outil. * **Rugosité :** Mesure de l'état de surface d'une pièce. * **Concentricité :** Mesure de la superposition des centres de deux cylindres ou cercles. * **Tolérance :** Écart admissible entre la dimension nominale et la dimension réelle d'une pièce. ### Exemples 1. **Fabrication de Moteurs :** Les cylindres de moteurs à combustion interne subissent un rodage après l'usinage initial pour garantir une surface parfaitement lisse et cylindrique. Cela assure une étanchéité optimale des segments de piston et réduit l'usure. \[ Ra \le 0.8 \mu m \] est une rugosité typique recherchée. 2. **Assemblage de Précision :** Pour insérer un axe de 10 mm de diamètre dans un logement avec un ajustement H7, un trou percé initialement à \( \emptyset 9.8 \) mm sera alésé à \( \emptyset 10.000 \pm 0.015 \) mm (valeur indicative) avec un alésoir pour atteindre la tolérance requise. 3. **Fabrication de Vannes :** Les corps de vannes nécessitent des alésages très précis pour les tiges et les obturateurs. L'usinage à l'alésoir est souvent utilisé pour maintenir la concentricité entre plusieurs alésages. ### Exercices 1. Quelle est la principale différence entre le perçage initial et l'alésage ? 2. Nommez deux méthodes de finition du perçage et décrivez brièvement leur objectif. 3. Vous devez obtenir une surface miroir et une cylindricité parfaite pour un alésage de moteur. Quelle méthode de finition choisiriez-vous ? Pourquoi ? 4. Expliquez l'importance de la vitesse de coupe et de l'avance lors d'une opération d'alésage. 5. Quels instruments de mesure utiliseriez-vous pour vérifier la précision d'un trou après une opération de finition ? ### Devoir 1. Recherchez et décrivez un type spécifique d'alésoir non mentionné dans la leçon (par exemple, alésoir expansible, alésoir à coquille). Précisez son utilisation et ses avantages. 2. Imaginez que vous devez usiner un trou de 25 mm de diamètre avec une tolérance de \( \pm 0.01 \) mm et une rugosité de surface très faible. Décrivez les étapes d'usinage, depuis le perçage initial jusqu'à la finition, en précisant les outils et les méthodes que vous utiliseriez. 3. Expliquez comment l'utilisation d'un fluide de coupe approprié peut influencer la qualité de surface et la durée de vie de l'outil lors des opérations de finition. ### Résumé Les opérations de finition du perçage sont essentielles pour atteindre des niveaux élevés de précision dimensionnelle, de qualité de surface et de géométrie pour les trous. Les principales méthodes incluent l'alésage, l'usinage à l'alésoir, le rodage et le lappage, chacune ayant ses propres outils et applications spécifiques. Le contrôle rigoureux des paramètres d'usinage et des mesures post-usinage est crucial pour garantir la conformité de la pièce aux spécifications techniques. Maîtriser ces techniques permet de produire des pièces fonctionnelles et durables pour diverses applications industrielles. ## Les precaution à prendre ### Introduction Le perçage à la machine est une opération courante et essentielle en atelier. Cependant, il présente des risques si les précautions nécessaires ne sont pas prises. La sécurité est primordiale pour éviter les accidents et garantir la qualité de votre travail. Ces notes vous guideront à travers les étapes et les règles de sécurité indispensables avant, pendant et après l'utilisation d'une perceuse. ### Concepts Clés #### 1. Préparation de l'opérateur Votre sécurité commence par votre préparation personnelle. * **Vêtements de travail:** Portez des vêtements ajustés. Évitez les vêtements amples qui pourraient être happés par la machine en mouvement. Les manches doivent être courtes ou bien ajustées. * **Protection oculaire:** Toujours porter des lunettes de sécurité pour protéger vos yeux des copeaux et des projections. * **Cheveux:** Attachez les cheveux longs pour éviter qu'ils ne s'emmêlent dans la broche ou le foret. * **Bijoux:** Retirez tous les bijoux (bagues, bracelets, colliers) qui pourraient s'accrocher et causer des blessures. * **Gants:** Ne jamais porter de gants lors de l'utilisation d'une perceuse rotative, car ils peuvent se prendre dans l'outil en rotation. #### 2. Préparation de la machine Une machine bien préparée est une machine plus sûre. * **Inspection visuelle:** Avant de commencer, vérifiez l'état général de la perceuse. Assurez-vous que tous les dispositifs de sécurité sont en place et fonctionnent correctement. * **Propreté:** La table de la perceuse et ses environs doivent être propres et dégagés de tout outil ou matériel inutile. * **Mandrin et foret:** Vérifiez que le mandrin est propre et que le foret est correctement installé et bien serré. Utilisez la clé du mandrin pour serrer le foret et retirez-la immédiatement après. * **Lubrification:** Si nécessaire, assurez-vous que la machine est correctement lubrifiée et que le système de refroidissement est fonctionnel. #### 3. Préparation de la pièce à usiner Une pièce correctement fixée est essentielle pour la sécurité et la précision. * **Fixation:** La pièce à percer doit toujours être solidement fixée à la table de la perceuse à l'aide d'un étau, de brides ou de cales. Ne jamais tenir une pièce à la main, même petite. * **Stabilité:** Assurez-vous que la pièce est stable et ne peut pas tourner ou se déplacer pendant le perçage. * **Marquage:** Tracez et pointez précisément l'emplacement du trou pour éviter de percer au mauvais endroit et de devoir manipuler la pièce pendant l'opération. #### 4. Utilisation de la machine Respectez les règles d'opération pour un perçage sûr et efficace. * **Choix du foret:** Utilisez le foret approprié au matériau à percer et au diamètre du trou souhaité. * **Vitesse de rotation:** Réglez la vitesse de rotation de la broche en fonction du diamètre du foret et du type de matériau. Une vitesse trop élevée peut brûler le foret et le matériau, une vitesse trop basse peut provoquer des vibrations excessives. (Exemple de formule pour la vitesse de coupe \( V_c \) : \( V_c = rac{\pi D N}{1000} \) où \( D \) est le diamètre du foret en mm et \( N \) est la vitesse de rotation en tr/min). * **Avance:** Appliquez une avance progressive et régulière. N'appuyez jamais avec une force excessive. * **Refroidissement:** Utilisez un liquide de coupe (huile ou émulsion) si nécessaire pour refroidir le foret et la pièce, prolonger la durée de vie du foret et améliorer la finition. * **Évacuation des copeaux:** Laissez les copeaux s'évacuer naturellement. N'utilisez jamais vos mains ou un chiffon pour enlever les copeaux pendant que la machine est en marche. Utilisez un crochet ou une brosse lorsque la machine est complètement arrêtée. * **Arrêt d'urgence:** Localisez et familiarisez-vous avec le bouton d'arrêt d'urgence. * **Ne jamais toucher:** Ne touchez jamais le foret ou la pièce pendant qu'ils sont en rotation. #### 5. Après l'opération Des étapes post-opération importantes pour la sécurité et la maintenance. * **Arrêt total:** Arrêtez complètement la machine avant de retirer la pièce et de nettoyer. * **Nettoyage:** Nettoyez soigneusement la machine. Enlevez tous les copeaux et la poussière à l'aide d'une brosse ou d'un aspirateur (jamais d'air comprimé sur la peau ou les yeux). * **Rangement:** Rangez les forets et les outils dans leurs emplacements respectifs. * **Inspection:** Inspectez la pièce percée. Vérifiez la qualité du trou et l'absence de bavures. ### Vocabulaire * **Perçage:** Opération consistant à réaliser un trou dans un matériau à l'aide d'un foret. * **Foret:** Outil coupant cylindrique, souvent hélicoïdal, utilisé pour le perçage. * **Mandrin:** Dispositif mécanique serrant et maintenant le foret sur la broche de la perceuse. * **Broche:** Arbre rotatif sur lequel est monté le mandrin et le foret. * **Étau:** Outil de serrage utilisé pour maintenir solidement une pièce à usiner sur la table de la perceuse. * **Copeaux:** Petits fragments de matériau enlevés lors de l'usinage (perçage, fraisage, tournage). * **Avance:** Mouvement de pénétration du foret dans le matériau. * **Lubrification:** Application d'un liquide (huile, émulsion) pour réduire le frottement et la chaleur lors de l'usinage, et aider à l'évacuation des copeaux. * **Bavure:** Excès de matière ou arête coupante laissée sur les bords d'un trou après le perçage. ### Exemples 1. **Fixation d'une petite pièce:** Pour percer une petite plaque de métal, ne la tenez pas à la main. Fixez-la solidement dans un étau, lui-même bridé à la table de la perceuse. Placez un morceau de bois sacrificiel sous la pièce pour éviter d'endommager la table de la perceuse en fin de perçage. 2. **Choix du foret et de la vitesse:** Si vous devez percer un trou de 10 mm dans de l'acier doux, utilisez un foret HSS (acier rapide) de 10 mm. La vitesse de rotation sera plus faible que pour percer le même diamètre dans de l'aluminium. Référez-vous aux tableaux de coupe spécifiques à votre machine ou aux données du fabricant pour régler la vitesse de rotation optimale. 3. **Gestion des copeaux:** Lors du perçage profond, les copeaux s'accumulent. Remontez périodiquement le foret (dégagement) pour briser les copeaux et les évacuer. Ne mettez jamais la main pour les enlever. Utilisez une brosse ou un crochet après avoir arrêté la machine. ### Exercices 1. **Vrai ou Faux:** * Il est acceptable de porter des gants lors du perçage de pièces pour protéger ses mains. (Vrai/Faux) * Je peux tenir une petite pièce à la main si je suis très prudent. (Vrai/Faux) * La clé du mandrin doit toujours être retirée immédiatement après le serrage du foret. (Vrai/Faux) * Si des copeaux s'accumulent pendant le perçage, je dois utiliser mes doigts pour les retirer. (Vrai/Faux) 2. **Questions:** * Pourquoi est-il important d'attacher les cheveux longs avant d'utiliser une perceuse? * Quels sont les dangers d'utiliser des vêtements amples près d'une machine en rotation? * Décrivez les étapes de fixation d'une pièce à usiner sur la table de la perceuse. ### Devoirs 1. **Recherche:** Recherchez et décrivez trois types de forets différents (par exemple, foret à métaux, foret à bois, foret à béton) et expliquez leurs utilisations spécifiques. 2. **Schéma:** Dessinez un schéma d'une perceuse à colonne et identifiez au moins cinq éléments de sécurité essentiels (par exemple, protecteur de mandrin, bouton d'arrêt d'urgence, carter de courroie, table de perçage, dispositif de serrage). 3. **Scénario:** Imaginez que vous observez un camarade utiliser une perceuse de manière dangereuse. Décrivez les erreurs qu'il pourrait commettre et comment vous l'aideriez à corriger son comportement pour assurer sa sécurité. ### Résumé La sécurité lors du perçage à la machine est une responsabilité partagée qui commence par une bonne préparation. N'oubliez jamais les points clés suivants: * **Préparez-vous:** Vêtements appropriés, protections oculaires et auditives. * **Préparez la machine:** Vérifiez son état, sa propreté et la bonne fixation du foret. * **Préparez la pièce:** Fixez-la solidement et marquez-la précisément. * **Utilisez la machine correctement:** Réglez la bonne vitesse, avancez régulièrement, utilisez du lubrifiant si nécessaire et ne touchez jamais les pièces en rotation. * **Nettoyez après:** Arrêtez la machine avant tout nettoyage et rangement. En suivant ces précautions, vous garantirez votre sécurité et celle de votre entourage, tout en réalisant un travail de qualité. La prudence est votre meilleure protection! ## Les types de percage # Les types de perçage\n\n## Introduction\n\nLe perçage est une opération fondamentale en ajustage et en mécanique. Il s'agit de créer des trous dans une pièce de matériau à l'aide d'un outil coupant appelé foret, monté sur une machine-outil comme une perceuse ou une fraiseuse. Cette leçon explorera les différents types de perçage et leurs applications spécifiques, ce qui est essentiel pour fabriquer des pièces précises et fonctionnelles.\n\n## Concepts Clés\n\n### 1. Qu'est-ce que le Perçage ?\n\nLe perçage est l'opération d'usinage qui consiste à réaliser un trou cylindrique dans une pièce. Le foret tourne et avance dans la matière, en enlevant des copeaux.\n\n### 2. Types de Perçage\n\nIl existe plusieurs types de perçage, chacun ayant un but spécifique :\n\n#### a. Perçage Traversant\n* **Description :** Le trou traverse entièrement la pièce, d'un côté à l'autre.\n* **Utilisation :** Pour le passage de vis, de boulons, ou la création de conduits.\n\n#### b. Perçage Borgne\n* **Description :** Le trou ne traverse pas entièrement la pièce. Il a une profondeur définie et se termine à l'intérieur du matériau.\n* **Utilisation :** Pour loger des vis sans qu'elles dépassent, ou pour des ajustements de profondeur.\n\n#### c. Centrage (ou Avant-Trou)\n* **Description :** Réalisation d'un petit trou peu profond avec un foret à centrer, avant de percer avec un foret de plus grand diamètre.\n* **Utilisation :** Assurer la précision du positionnement du trou principal et empêcher le foret principal de dévier.\n\n#### d. Alésage\n* **Description :** Opération de finition qui consiste à agrandir et à améliorer la précision et l'état de surface d'un trou déjà percé, à l'aide d'un alésoir.\n* **Utilisation :** Obtenir des ajustements serrés, par exemple pour des roulements ou des axes.\n\n#### e. Taraudage\n* **Description :** Création d'un filetage interne dans un trou percé, à l'aide d'un taraud. Cela permet d'y visser une vis ou un goujon.\n* **Utilisation :** Fixation d'éléments par vissage.\n\n#### f. Lamage\n* **Description :** Opération qui consiste à créer un évidement cylindrique et plat autour d'un trou existant. Il peut être :\n * **Lamage cylindrique (fraisage de portée) :** Pour noyer la tête d'une vis cylindrique ou hexagonale (vis à six pans) afin qu'elle affleure la surface.\n * **Lamage conique (chanfreinage) :** Pour noyer la tête d'une vis à tête fraisée (conique) ou pour ébavurer le bord d'un trou.\n* **Utilisation :** Permettre aux têtes de vis de ne pas dépasser la surface de la pièce.\n\n#### g. Chambrage\n* **Description :** Création d'un évidement cylindrique de diamètre plus grand que le trou existant, sur une certaine profondeur, pour loger une pièce spécifique (par exemple, une bague, un joint). C'est similaire au lamage mais souvent plus profond.\n* **Utilisation :** Logement de composants.\n\n#### h. Trépanation\n* **Description :** Opération qui consiste à découper un disque de matière pour créer un grand trou, laissant un noyau central intact. Un outil appelé trépan est utilisé.\n* **Utilisation :** Pour les grands diamètres de trous où enlever toute la matière par perçage serait trop long ou nécessiterait trop de puissance.\n\n## Vocabulaire\n\n* **Perçage :** Opération de création d'un trou.\n* **Foreuse / Perceuse :** Machine-outil utilisée pour le perçage.\n* **Foret :** Outil coupant hélicoïdal pour percer des trous.\n* **Alésoir :** Outil de finition pour calibrer et lisser un trou percé.\n* **Taraud :** Outil pour créer un filetage interne dans un trou.\n* **Chanfrein :** Biseau ou arête abattue à l'angle d'une pièce.\n* **Lamage :** Évidement cylindrique plat autour d'un trou.\n* **Trou borgne :** Trou qui ne traverse pas entièrement la pièce.\n* **Trou traversant :** Trou qui traverse entièrement la pièce.\n* **Copeaux :** Petits fragments de matière enlevés lors de l'usinage.\n* **Broche :** Partie de la machine qui entraîne l'outil en rotation.\n\n## Exemples\n\n1. **Perçage traversant :** Lorsque vous assemblez deux plaques métalliques avec un boulon et un écrou, vous percez des trous traversants dans les deux plaques.\n2. **Perçage borgne :** Pour fixer un panneau en bois au mur avec des vis qui ne doivent pas apparaître de l'autre côté du panneau.\n3. **Alésage :** Si vous devez insérer un axe de précision dans un bloc moteur, le trou sera d'abord percé puis alésé pour obtenir la tolérance requise.\n4. **Taraudage :** Pour fixer une poignée à une porte métallique, vous percez un trou, puis vous le taraudez pour que les vis de fixation puissent s'y visser solidement.\n5. **Lamage cylindrique :** Sur une pièce où la tête d'une vis hexagonale doit être complètement encastrée pour ne pas créer d'obstacle.\n6. **Chanfreinage :** Après avoir percé un trou, on réalise un chanfrein sur les bords pour enlever les arêtes vives et faciliter l'insertion d'une vis.\n7. **Trépanation :** Pour faire un grand trou (plus de 50mm) dans une tôle épaisse sans enlever toute la matière au centre, ce qui économise du temps et de l'énergie.\n\n## Exercices\n\n1. Quelle est la différence principale entre un perçage traversant et un perçage borgne ?\n2. Quel type d'opération utiliseriez-vous pour obtenir un trou très précis et avec un excellent état de surface ?\n3. Expliquez à quoi sert le taraudage et quel outil est utilisé pour cette opération.\n4. Pourquoi réalise-t-on un lamage autour d'un trou ?\n5. Associez chaque opération à son objectif :\n a. Centrage i. Créer un filetage interne\n b. Alésage ii. Enlever les arêtes vives\n c. Taraudage iii. Améliorer la précision d'un trou\n d. Chanfreinage iv. Empêcher le foret de dévier\n\n## Devoir\n\n1. **Recherche :** Identifiez au moins trois types de forets différents et décrivez leur utilisation spécifique (par exemple, foret à métaux, foret à bois, foret à béton, foret à centrer, etc.).\n2. **Dessin :** Dessinez une pièce simple avec :\n a. Un trou traversant.\n b. Un trou borgne.\n c. Un lamage autour d'un trou.\n Indiquez clairement chaque type de perçage sur votre dessin.\n3. **Problème :** Vous devez assembler deux plaques d'acier avec une vis M8, mais la tête de la vis ne doit absolument pas dépasser de la surface de la première plaque. De plus, la vis doit pouvoir être démontée facilement. Décrivez les étapes d'usinage (types de perçage) que vous devriez réaliser sur la première plaque.\n\n## Résumé\n\nDans cette leçon, nous avons exploré les différents types de perçage, des plus basiques comme le perçage traversant et borgne, aux opérations de finition et de préparation comme le centrage, l'alésage, le taraudage, le lamage, le chambrage et la trépanation. Chaque opération a un but précis et contribue à la fabrication de pièces fonctionnelles et conformes aux exigences techniques. Comprendre ces différentes techniques est fondamental pour tout travail en ajustage et en mécanique de précision.\n ## Lecon 16 :Les machines utilisées ### 1. Introduction Bienvenue à cette leçon sur les machines utilisées pour le perçage ! Le perçage est une opération fondamentale en ajustage et en fabrication mécanique. Il consiste à réaliser des trous de différentes tailles et profondeurs dans diverses pièces, qu'elles soient en métal, en bois ou en plastique. Pour accomplir cette tâche avec précision et efficacité, nous utilisons des machines spécifiques, appelées perceuses. Dans cette leçon, nous allons découvrir les principaux types de perceuses, leurs composants essentiels, leur fonctionnement et, surtout, les règles de sécurité à respecter. ### 2. Concepts Clés #### 2.1. Les types de perceuses Il existe plusieurs types de perceuses, chacune adaptée à des besoins spécifiques : * **Perceuse à colonne :** C'est la machine la plus courante dans les ateliers. Elle est fixe, très stable et permet des perçages précis. Elle est idéale pour les pièces de taille moyenne et les travaux nécessitant une grande rigueur. * **Perceuse radiale :** Plus grande et plus puissante que la perceuse à colonne, elle est conçue pour percer de très grandes pièces. Son bras radial permet de déplacer la tête de perçage sur une large zone, sans avoir à déplacer la pièce. * **Perceuse portative (ou manuelle) :** Légère et mobile, elle est utilisée pour les travaux sur site, les perçages de petits diamètres ou les endroits difficiles d'accès. Elle peut être électrique ou à batterie. * **Perceuse fraiseuse :** C'est une machine polyvalente qui combine les fonctions de perçage et de fraisage. Elle est utilisée pour réaliser des trous et des usinages plus complexes (rainures, épaulements). #### 2.2. Composants principaux d'une perceuse à colonne Pour bien comprendre le fonctionnement, il est important de connaître les parties principales : * **Le bâti/colonne :** C'est la structure principale verticale qui soutient tous les autres éléments. * **La table :** Sur laquelle on fixe la pièce à percer. Elle est souvent réglable en hauteur et peut pivoter. * **La tête de perçage :** Contient le moteur, la broche et le mécanisme d'avance. * **Le moteur :** Fournit la puissance nécessaire à la rotation du foret. * **La broche :** C'est l'axe rotatif qui entraîne le mandrin. * **Le mandrin :** Pièce de serrage qui maintient le foret. Il peut être à clé ou auto-serrant. * **Le levier d'avance :** Permet de descendre ou de monter la broche et donc le foret pour percer la pièce. * **Le carter de protection :** Protège l'utilisateur des copeaux et des projections. #### 2.3. Principe de fonctionnement Le principe est relativement simple : 1. La pièce est solidement fixée sur la table de la perceuse (souvent avec un étau ou des brides). 2. Le foret, choisi en fonction du diamètre du trou et du matériau, est serré dans le mandrin. 3. Le moteur met la broche en rotation, entraînant le foret à une vitesse appropriée. 4. L'opérateur exerce une pression (avance) via le levier pour faire pénétrer le foret dans la matière, créant ainsi le trou. 5. Les copeaux sont évacués, et un lubrifiant peut être utilisé pour refroidir le foret et faciliter la coupe. #### 2.4. Consignes de sécurité La sécurité est primordiale lors de l'utilisation de toute machine-outil. Voici les règles essentielles : * **Équipement de Protection Individuelle (EPI) :** Portez toujours des lunettes de sécurité. Évitez les gants, les vêtements amples, les cheveux longs non attachés et les bijoux qui pourraient s'accrocher aux pièces en rotation. * **Fixation de la pièce :** Assurez-vous que la pièce est solidement fixée sur la table (avec un étau) pour éviter qu'elle ne tourne ou ne s'envole. * **Vitesse de rotation :** Choisissez la bonne vitesse de rotation du foret en fonction du diamètre du foret et du matériau à percer. * **Avant de régler :** Arrêtez toujours la machine avant d'effectuer un réglage, de changer un foret ou de prendre des mesures. * **Nettoyage :** Utilisez une brosse ou un crochet pour enlever les copeaux ; ne jamais le faire à la main. * **Concentration :** Restez concentré et ne vous laissez pas distraire lorsque la machine est en marche. ### 3. Vocabulaire * **Perceuse :** Machine-outil utilisée pour percer des trous. * **Foret :** Outil de coupe rotatif qui réalise le trou. * **Mandrin :** Dispositif de serrage du foret. * **Broche :** Axe rotatif entraînant le mandrin et le foret. * **Étau :** Outil de serrage pour maintenir la pièce stable. * **Copeaux :** Petits fragments de matière retirés lors du perçage. * **Vitesse de coupe :** Vitesse à laquelle le foret coupe le matériau. Elle est souvent exprimée en \[ m/min \]. * **Avance :** Vitesse de déplacement du foret dans la pièce (souvent en \[ mm/tr \] ou \[ mm/min \]). * **Lubrification :** Application d'un fluide pour réduire la friction et refroidir l'outil. ### 4. Exemples * **Perçage d'un trou traversant :** Réaliser un trou de \( ext{Ø} 8 ext{ mm} \) dans une tôle d'acier de \( 5 ext{ mm} \) d'épaisseur pour y faire passer une vis. * **Perçage d'un trou borgne :** Faire un trou de \( ext{Ø} 6 ext{ mm} \) et de \( 10 ext{ mm} \) de profondeur dans un bloc d'aluminium pour un logement de goupille. * **Utilisation d'un forêt étagé :** Pour créer des trous avec différents diamètres en une seule opération, par exemple, pour une tête de vis fraisée. ### 5. Exercices 1. Nommez trois types de perceuses et décrivez brièvement leur utilisation principale. 2. Listez au moins trois éléments de sécurité essentiels à respecter avant et pendant l'utilisation d'une perceuse à colonne. 3. Quel est le rôle du mandrin sur une perceuse ? 4. Pourquoi est-il important de bien fixer la pièce à percer sur la table ? 5. Quels sont les EPI (Équipements de Protection Individuelle) obligatoires pour le perçage ? Pourquoi est-il déconseillé de porter des gants à proximité d'une broche en rotation ? ### 6. Devoirs à la maison 1. Recherchez et décrivez une perceuse numérique (CNC). Quels sont ses avantages par rapport à une perceuse conventionnelle ? 2. Dessinez un schéma détaillé d'une perceuse à colonne et légendez ses principaux composants. 3. Expliquez la différence entre un foret à centrer et un foret hélicoïdal. Quand utiliseriez-vous chacun d'eux ? ### 7. Résumé Nous avons exploré dans cette leçon l'importance des machines de perçage en ajustage. Nous avons identifié les principaux types de perceuses comme la perceuse à colonne, la radiale et la portative, chacune adaptée à des tâches différentes. Nous avons aussi détaillé leurs composants essentiels (mandrin, broche, table) et le principe de leur fonctionnement. Enfin, et surtout, nous avons insisté sur les règles de sécurité indispensables pour travailler avec ces machines en toute sûreté. Maîtriser l'utilisation des perceuses est une compétence clé pour tout ajusteur technicien. ## Contrôle de la qualité ### Introduction Dans le domaine de l'ajustage industriel, et plus particulièrement lors des opérations de perçage à la machine, la précision est primordiale. Cette leçon vous expliquera l'importance du contrôle de la qualité pour garantir que les pièces percées répondent aux exigences, comment identifier les défauts courants et quels outils utiliser pour mesurer et vérifier la conformité. Un contrôle rigoureux assure la sécurité, la fonctionnalité et la durabilité des pièces fabriquées. ### Concepts Clés #### Importance du Contrôle de la Qualité Le contrôle de la qualité lors du perçage est essentiel pour plusieurs raisons: * **Sécurité:** Des trous mal percés peuvent affaiblir une structure ou causer des défaillances. * **Fonctionnalité:** Les pièces doivent s'emboîter parfaitement. Un trou mal dimensionné peut empêcher l'assemblage ou le bon fonctionnement d'un mécanisme. * **Coût:** Éviter le rebut de pièces coûteuses et les retouches chronophages. * **Réputation:** Maintenir une bonne réputation pour l'entreprise en fournissant des produits de haute qualité. * **Conformité aux Spécifications:** S'assurer que les dimensions des trous respectent les tolérances indiquées sur les plans techniques. #### Types de Défauts Courants Lors du Perçage Plusieurs types de défauts peuvent survenir lors du perçage à la machine: * **Diamètre incorrect:** Le trou est trop grand ou trop petit par rapport à la spécification. * **Profondeur incorrecte:** Le trou n'a pas la profondeur requise. * **Positionnement imprécis:** Le trou n'est pas à l'endroit exact spécifié sur le plan. * **Ovalisation ou conicité:** Le trou n'est pas parfaitement cylindrique. * **Fini de surface rugueux:** Présence de bavures, de rayures ou d'une surface interne irrégulière. * **Bris ou déviation de l'outil:** L'outil de perçage peut casser ou dévier, entraînant un trou défectueux. #### Outils de Mesure et de Contrôle Pour détecter ces défauts, on utilise divers instruments de mesure: * **Pied à coulisse:** Utilisé pour mesurer les diamètres externes et internes, les profondeurs et les épaisseurs avec une précision typique de 0,02 mm ou 0,05 mm. * **Micromètre:** Offre une précision plus élevée que le pied à coulisse (jusqu'à 0,01 mm ou 0,001 mm), idéal pour des mesures de diamètre externe ou de profondeur très précises. * **Jauges (tampons et fourches):** * **Jauges tampons:** Utilisées pour vérifier la conformité d'un trou à une tolérance "Go/No-Go" (Passe/Passe pas). Un côté doit passer, l'autre non. * **Jauges fourches:** Similaires aux jauges tampons, mais pour des dimensions externes. * **Comparateur:** Utilisé pour vérifier la planéité, le parallélisme, la concentricité ou la cylindricité en comparant une dimension à une référence. * **Contrôle visuel:** Permet de détecter les défauts de surface évidents comme les bavures, les fissures ou les marques d'outils. #### Procédures de Contrôle Un bon contrôle qualité suit une procédure établie: 1. **Avant le perçage:** Vérifier la bonne configuration de la machine et l'état de l'outil. 2. **Pendant le perçage:** Surveiller le processus (vitesse, avance, lubrification). Effectuer des contrôles intermédiaires si nécessaire. 3. **Après le perçage:** Mesurer les cotes critiques des pièces produites à l'aide des outils appropriés. 4. **Documentation:** Enregistrer les résultats des mesures. 5. **Actions correctives:** Si des défauts sont trouvés, identifier la cause et ajuster le processus de fabrication. ### Vocabulaire * **Contrôle de la qualité:** Ensemble des actions pour s'assurer qu'un produit ou un service répond aux exigences spécifiées. * **Perçage:** Opération d'usinage consistant à créer des trous dans un matériau. * **Tolérance:** Intervalle admissible de variation pour une dimension donnée. Par exemple, une cote de \( 10 \pm 0.1 \) mm signifie que le diamètre doit être entre 9.9 mm et 10.1 mm. * **Pied à coulisse:** Instrument de mesure polyvalent pour des dimensions internes, externes et de profondeur. * **Micromètre:** Instrument de mesure de haute précision pour des dimensions petites et critiques. * **Jauge:** Outil de vérification rapide de la conformité d'une dimension à une tolérance (ex: jauge tampon). * **Défaut:** Non-conformité d'une pièce par rapport aux spécifications. * **Conformité:** État d'une pièce qui respecte toutes les spécifications et tolérances. * **Spécification:** Ensemble des exigences techniques (dimensions, matériaux, état de surface) d'une pièce. ### Exemples Pratiques 1. **Mesure de Diamètre:** Un plan technique exige un trou de diamètre \( \Phi 12 \pm 0.05 \) mm. Vous percez le trou et utilisez un pied à coulisse pour mesurer. Le pied indique 12.03 mm. Le trou est-il conforme? Oui, car 12.03 mm est compris entre 11.95 mm et 12.05 mm. 2. **Vérification de Profondeur:** Un trou borgne doit avoir une profondeur de 25.0 mm. Vous utilisez la jauge de profondeur d'un pied à coulisse ou un micromètre de profondeur. La mesure est de 24.7 mm. Le trou est-il conforme si la tolérance est \( \pm 0.2 \) mm? Non, car 24.7 mm est inférieur à la limite inférieure de 24.8 mm. 3. **Utilisation de Jauge Tampon:** Un trou doit avoir un diamètre de 6.0 mm avec une tolérance très serrée. Vous utilisez une jauge tampon "Passe" de 6.02 mm et une jauge "Passe Pas" de 6.04 mm. Si la jauge "Passe" entre facilement et la jauge "Passe Pas" ne rentre pas, le trou est conforme. ### Exercices 1. Pourquoi le contrôle de la qualité est-il important avant, pendant et après le perçage? Donnez au moins deux raisons pour chaque phase. 2. Nommez trois outils de mesure couramment utilisés pour le perçage et décrivez brièvement ce que chacun mesure. 3. Un plan technique indique un trou avec une profondeur de \( 15 \pm 0.15 \) mm. Quelle est la profondeur minimale et maximale acceptable pour ce trou? 4. Vous constatez que le diamètre d'un trou percé est constamment trop grand. Quelle pourrait être la cause principale de ce défaut? ### Devoir 1. Recherchez et décrivez un autre instrument de mesure qui n'a pas été mentionné dans les notes et qui pourrait être utilisé pour contrôler la qualité d'un perçage (ex: projecteur de profil, machine à mesurer tridimensionnelle). 2. Dessinez un croquis simple d'un pied à coulisse et étiquetez ses principales parties. 3. Imaginez que vous êtes responsable du contrôle qualité dans une usine. Décrivez les étapes que vous prendriez si vous découvriez une série de pièces avec des trous non conformes (par exemple, trop peu profonds). ### Résumé Le contrôle de la qualité est une étape cruciale dans le perçage à la machine pour assurer la fabrication de pièces précises et fiables. Il implique l'identification des défauts courants tels que les diamètres ou profondeurs incorrects, et l'utilisation d'outils de mesure précis comme le pied à coulisse, le micromètre et les jauges. En suivant des procédures de contrôle rigoureuses et en documentant les résultats, on peut garantir la conformité des pièces aux spécifications, ce qui est fondamental pour la sécurité, la fonctionnalité et l'efficacité des produits manufacturés. ## Entretien des machines ### Introduction L'entretien des machines est une composante essentielle de toute opération d'usinage, et particulièrement pour le perçage à la machine. Il s'agit d'un ensemble de pratiques visant à maintenir les équipements en bon état de fonctionnement. Un entretien régulier assure non seulement la sécurité des opérateurs, mais prolonge également la durée de vie des machines, améliore la qualité du travail et garantit une production efficace et sans interruption. ### Concepts Clés #### 1. Importance de l'entretien * **Sécurité des opérateurs :** Les machines bien entretenues réduisent les risques d'accidents liés à des défaillances mécaniques. * **Durée de vie des machines :** Un entretien régulier prévient l'usure prématurée et prolonge la période d'utilisation des équipements, ce qui représente des économies significatives. * **Qualité du travail :** Des machines en bon état de marche sont plus précises et fiables, garantissant des pièces de meilleure qualité. * **Efficacité opérationnelle :** Moins de pannes signifie moins d'arrêts de production, une meilleure productivité et un respect des délais. #### 2. Types d'entretien ##### Entretien préventif * **Définition :** C'est un entretien planifié et réalisé à intervalles réguliers pour prévenir l'apparition de pannes. L'objectif est d'agir avant que la défaillance ne se produise. * **Exemples :** * Nettoyage quotidien ou hebdomadaire de la machine. * Lubrification et graissage des pièces mobiles selon un calendrier prédéfini. * Inspection visuelle pour détecter les signes d'usure ou de dommages. * Remplacement systématique des pièces d'usure (courroies, filtres) avant leur rupture. ##### Entretien correctif * **Définition :** Cet entretien est effectué après qu'une panne se soit produite. Il vise à réparer la machine pour qu'elle puisse reprendre son fonctionnement normal. * **Exemples :** * Remplacement d'un moteur électrique défectueux. * Réparation d'un circuit hydraulique qui fuit. * Changement d'une broche cassée. #### 3. Procédures courantes d'entretien * **Nettoyage :** Éliminer régulièrement les copeaux, la poussière, l'huile usagée et autres débris. Une machine propre est plus facile à inspecter et à maintenir. * **Lubrification :** Appliquer les lubrifiants appropriés (huiles, graisses) aux points d'engraissement et vérifier les niveaux. La lubrification réduit la friction et l'usure. * **Inspection visuelle :** Examiner attentivement la machine pour déceler des signes d'usure, de corrosion, de desserrage de boulons ou de fuites. * **Vérification des outils de coupe :** S'assurer que les forets et autres outils de perçage sont affûtés et en bon état. Des outils émoussés peuvent endommager la pièce et la machine. * **Sécurité lors de l'entretien (Consignation) :** Toujours déconnecter la machine de sa source d'énergie et la *consigner* (verrouiller la source d'énergie et y apposer une étiquette de non-utilisation) avant toute intervention pour éviter les démarrages accidentels. C'est la procédure **LOTO** (Lockout/Tagout). ### Vocabulaire * **Entretien préventif :** Opérations planifiées pour prévenir les pannes. * **Entretien correctif :** Opérations effectuées après une panne pour réparer la machine. * **Lubrification :** Application de substances (huiles, graisses) pour réduire le frottement et l'usure. * **Usure :** Détérioration progressive d'une pièce due au frottement, à la fatigue ou à la corrosion. * **Consignation (LOTO) :** Procédure de sécurité visant à isoler et à verrouiller une source d'énergie pour empêcher le démarrage accidentel d'une machine pendant l'entretien. * **Copeaux :** Petits fragments de matière retirés lors de l'usinage. * **Perçage :** Opération consistant à réaliser des trous dans une pièce. ### Exemples 1. **Nettoyage quotidien :** Après chaque utilisation d'une perceuse à colonne, balayer les copeaux du plateau, nettoyer les glissières et essuyer les projections d'huile pour éviter l'accumulation et la corrosion. 2. **Lubrification hebdomadaire :** Appliquer quelques gouttes d'huile sur les mécanismes de la broche ou les engrenages d'une perceuse radiale pour assurer un mouvement fluide et sans accroc. 3. **Inspection mensuelle :** Vérifier le serrage de tous les boulons visibles sur le bâti de la machine, s'assurer que les câbles électriques ne sont pas endommagés et que les protections sont bien en place. 4. **Consignation :** Avant de changer un foret ou d'ajuster une courroie sur une perceuse, l'opérateur doit s'assurer que la machine est éteinte, débranchée et que l'interrupteur principal est verrouillé avec un cadenas personnel, et qu'une étiquette "Ne pas mettre sous tension" est apposée. ### Exercices 1. Expliquez en quoi l'entretien préventif diffère de l'entretien correctif et donnez un exemple pour chaque type d'entretien. 2. Quels sont les trois principaux avantages d'un bon entretien des machines pour un atelier de production ? 3. Décrivez la procédure de consignation (LOTO) et son importance capitale pour la sécurité lors de l'entretien. 4. Pourquoi est-il crucial de s'assurer que les outils de coupe (comme les forets) sont toujours bien affûtés ? ### Devoir 1. Rédigez une courte liste de contrôle (checklist) pour l'entretien *quotidien* et *hebdomadaire* d'une perceuse d'établi. 2. Recherchez et décrivez au moins trois types de lubrifiants couramment utilisés dans les machines-outils (par exemple, huile de coupe, graisse, huile hydraulique) et expliquez leur rôle spécifique. 3. Imaginez une situation où une machine n'a pas été entretenue pendant plusieurs mois. Décrivez trois problèmes potentiels qui pourraient survenir lors de son utilisation. ### Résumé L'entretien des machines est une activité essentielle qui garantit la **sécurité** des opérateurs, prolonge la **durée de vie** des équipements et assure une **qualité** et une **efficacité** optimales de la production. Il est crucial de distinguer l'entretien préventif (planifié pour éviter les pannes) de l'entretien correctif (réparer après une panne). Des procédures comme le nettoyage, la lubrification et surtout la consignation de sécurité sont fondamentales pour maintenir les machines en parfait état de fonctionnement. ## Sécurité au travail ### Introduction Bienvenue à cette leçon sur la sécurité au travail ! Lorsque nous utilisons des machines-outils comme la perceuse, il est absolument essentiel de connaître et d'appliquer les règles de sécurité. Un accident peut avoir des conséquences graves, mais la plupart des accidents peuvent être évités si nous sommes vigilants et responsables. Cette leçon vous apprendra les gestes et les précautions à prendre pour travailler en toute sécurité lors du perçage à la machine. ### Concepts clés #### Importance de la sécurité La sécurité n'est pas une option, c'est une priorité. Voici pourquoi elle est cruciale : * **Prévention des accidents et des blessures :** Protéger votre corps et celui des autres. Une petite erreur peut entraîner une blessure sérieuse (coupure, projection, fracture, etc.). * **Protection de l'équipement :** Une mauvaise manipulation peut endommager la machine, ce qui peut être coûteux et dangereux. * **Respect des règles et de la loi :** Les règles de sécurité sont là pour une bonne raison et doivent être suivies par tous. #### Équipement de Protection Individuelle (EPI) Les EPI sont des équipements que vous devez porter pour vous protéger. Pour le perçage, voici les principaux : * **Lunettes de protection :** Indispensables pour protéger vos yeux des projections de copeaux ou d'éclats de matière. * **Vêtements de travail :** Ils doivent être bien ajustés, sans manches amples, ni cordons ou objets qui pourraient s'accrocher à la machine. Les cheveux longs doivent être attachés. * **Chaussures de sécurité :** Pour protéger vos pieds en cas de chute d'un outil ou d'une pièce lourde. * **Protection auditive :** Si le niveau sonore de la machine est élevé (bouchons d'oreille ou casque). * **Attention :** N'utilisez **jamais** de gants lors de l'utilisation d'une perceuse ou d'une machine-outil rotative, car ils pourraient s'accrocher et entraîner votre main dans la machine ! * **Pas de bijoux :** Enlevez bagues, montres, colliers ou bracelets qui pourraient être happés par la machine. #### Règles de sécurité pour le perçage à la machine ##### Avant de commencer 1. **Vérifier la machine :** Assurez-vous que la perceuse est en bon état, propre, et que toutes les fixations sont serrées. 2. **Choisir le foret approprié :** Le foret doit être bien affûté et avoir le diamètre adapté au trou à percer. Il doit être correctement monté et serré dans le mandrin. 3. **Fixer solidement la pièce à percer :** **Ne tenez jamais une pièce à la main !** Utilisez toujours un étau, des brides ou des cales pour maintenir fermement la pièce. Elle ne doit pas pouvoir bouger ni tourner. 4. **Dégager la zone de travail :** Rangez les outils inutiles, nettoyez le sol pour éviter de trébucher. 5. **Connaître les arrêts d'urgence :** Repérez le bouton d'arrêt d'urgence de la machine. Il permet d'arrêter la machine très rapidement en cas de problème. ##### Pendant le perçage 1. **Porter les EPI :** Assurez-vous d'avoir vos lunettes de protection et tous les équipements nécessaires. 2. **Centrer correctement le foret :** Utilisez un pointeau pour marquer le centre du trou avant de commencer à percer. 3. **Vitesse de rotation et avance :** Réglez la vitesse de rotation de la machine et la pression (l'avance) en fonction du matériau à percer et du diamètre du foret. Ne forcez pas. 4. **Refroidissement :** Si nécessaire, utilisez un fluide de coupe (lubrifiant) pour refroidir le foret et la pièce, et faciliter l'évacuation des copeaux. 5. **Évacuation des copeaux :** Les copeaux sont coupants et chauds. N'essayez **jamais** de les enlever avec vos mains. Utilisez un crochet ou une brosse après avoir arrêté la machine. Faites des pauses régulières pour les retirer. 6. **Restez concentré :** Soyez attentif à votre travail, ne vous distrayez pas et ne distrayez pas les autres. ##### Après le perçage 1. **Arrêter la machine :** Coupez l'alimentation de la machine complètement. 2. **Nettoyer la machine et la zone de travail :** Enlevez les copeaux restants avec un crochet ou une brosse (jamais à l'air comprimé sur soi ou vers les autres). Rangez les forets et les outils. 3. **Signaler les anomalies :** Si vous remarquez un défaut sur la machine ou sur un outil, signalez-le immédiatement à votre professeur ou responsable. #### Que faire en cas d'incident ? 1. **Arrêt d'urgence :** Appuyez immédiatement sur le bouton d'arrêt d'urgence. 2. **Alerter :** Prévenez votre professeur ou le responsable de l'atelier sans attendre. 3. **Ne pas tenter de réparer :** N'essayez jamais de réparer la machine vous-même si vous n'êtes pas qualifié. 4. **Premiers secours :** Si quelqu'un est blessé, administrez les premiers secours si vous êtes formé, et alertez les secours si nécessaire. ### Vocabulaire * **EPI :** Équipement de Protection Individuelle. Ce sont les vêtements et accessoires que l'on porte pour se protéger (lunettes, chaussures de sécurité, etc.). * **Foret :** L'outil de coupe cylindrique utilisé pour réaliser un trou dans une pièce. * **Étau :** Un dispositif de serrage robuste utilisé pour maintenir une pièce immobile pendant le travail. * **Mandrin :** La partie de la perceuse qui sert à serrer et maintenir le foret. * **Copeaux :** Les petits fragments de matière qui sont arrachés de la pièce par le foret pendant le perçage. Ils sont très coupants. * **Fluide de coupe / Lubrifiant :** Un liquide utilisé pour refroidir le foret et la pièce, et pour faciliter l'évacuation des copeaux, améliorant ainsi la coupe. * **Arrêt d'urgence :** Un bouton rouge et jaune bien visible qui permet d'arrêter instantanément la machine en cas de danger. ### Exemples * **Exemple 1 (EPI) :** Avant de percer une plaque métallique, Léo enfile ses lunettes de protection pour se prémunir des éclats. Il vérifie également que ses manches sont bien serrées et que ses cheveux sont attachés. * **Exemple 2 (Fixation de la pièce) :** Pour percer une pièce en bois, Sarah serre fermement la pièce dans un étau, s'assurant qu'elle ne bougera pas pendant l'opération. Elle sait que tenir la pièce à la main est extrêmement dangereux. * **Exemple 3 (Évacuation des copeaux) :** Pendant le perçage d'une pièce en acier, des copeaux s'accumulent. Marc arrête la machine, puis utilise un crochet spécial pour retirer délicatement les copeaux, évitant ainsi de se couper ou de se brûler. ### Exercices