Jusheng

Imaginez deux scénarios : lors de l'usinage CNC de pièces en alliage d'aluminium, les forets standard s'usent rapidement, créant des diamètres de trou inférieurs aux normes. Ou bien, l'utilisation d'un foret inadapté entraîne une baisse d'efficacité et des coûts élevés lors de l'usinage CNC de pièces en acier inoxydable. La cause profonde de ces problèmes est la question : « Quel foret est le plus résistant ? »

Pour répondre à cette question, ce guide s'attachera d'abord à dissiper le mythe de la fiabilité et à éliminer le mythe selon lequel « la dureté est primordiale ». Nous comparerons ensuite numériquement la dureté des matériaux des forets, comparerons les variétés les plus courantes, décrirons la procédure de test JS et proposerons des alternatives économiques. Enfin, nous utiliserons des études de cas pour vérifier et vous aider à choisir le foret idéal.

Résumé de la réponse principale

Cet article répondra pour vous :

Quelles sont les différences de dureté entre les forets fabriqués à partir de différents matériaux ? À quelle application les différents modèles de forets courants sont-ils adaptés ? Comment tester scientifiquement les meilleurs forets ? Et comment choisir le foret le plus économique en fonction des exigences d'usinage, de la précision et de la quantité ?

Pourquoi faire confiance à ce guide ? Informations sur les tests d'outils JS

Avez-vous déjà été submergé par les milliers de recommandations lors du choix d'un foret ? Pas d'inquiétude, l'expertise de ce guide repose sur les décennies d'expérience de JS Precision Manufacturing en matière de tests d'outils, et non sur des mots.

Depuis plusieurs décennies, JS est profondément impliqué dans le secteur de l'usinage, non seulement en fabriquant une vaste gamme de pièces de haute précision pour les clients, allant des alliages d'aluminium courants aux alliages de titane difficiles à usiner, mais également en investissant d'énormes efforts dans la réalisation de milliers de tests sur différents types de forets dans de vastes gammes de conditions d'usinage.

Nous suivons avec diligence chaque donnée de test, recueillons sérieusement les commentaires des clients sur les problèmes d'utilisation des forets et révisons régulièrement nos paramètres de test pour bien comprendre les performances de chaque foret.

Toutes les conclusions de ce manuel sont basées sur des données de tests réels et des études de cas clients. Si vous hésitez sur le choix de votre perceuse, pensez à ces expériences éprouvées.

Fort de nombreuses années d'expérience dans les outils de test, JS Precision Manufacturing garantit la fabrication de vos pièces d'usinage CNC sur mesure. Dès votre commande passée, nous pouvons augmenter rapidement notre production et livrer des produits de haute qualité à un prix d'usinage CNC abordable.

La dureté n'est pas la seule dimension : définir la « force » selon plusieurs dimensions

L'évaluation de la résistance d'un foret ne peut se baser uniquement sur sa dureté. La « résistance » doit être définie à partir de plusieurs critères, car les exigences d'usinage varient.

Dureté : fondement de l'usinage des matériaux à haute dureté

La dureté, exprimée en dureté Rockwell (HRC) ou Vickers (HV), est essentielle à l'usinage des matériaux à haute dureté. Le perçage d'aciers à mouler de 50 HRC et plus nécessite un foret de dureté élevée, sous peine d'ébrécher l'arête de coupe. À l'inverse, lors de l'usinage d'alliages d'aluminium de faible dureté, un foret trop trempé risque de se fissurer par fragilité.

Robustesse : Résistance aux chocs et aux vibrations

Lors du perçage de trous profonds ou de pièces usinées CNC irrégulières, les forets subissent des vibrations et des chocs. Les forets à haute ténacité sont moins susceptibles de se fracturer. Par exemple, lors de l'usinage de composants comportant des encoches, les forets en carbure monobloc peuvent se fracturer, tandis que les forets en acier rapide au cobalt résistent aux chocs.

Résistance à la chaleur : Protection contre l'usinage à long terme

Le perçage à grande vitesse génère beaucoup de chaleur, et les forets peu résistants à la chaleur ont tendance à se ramollir et à s'user. Pour usiner l'acier inoxydable en grandes quantités, les forets en acier rapide sont remplacés toutes les demi-heures, tandis que les forets en carbure revêtu peuvent usiner pendant des heures.

Résistance à l'usure : le principal indicateur de la durée de vie du foret

La résistance à l'usure affecte la durée de vie du foret. Une résistance accrue permet d'usiner davantage de pièces à moindre coût. Utilisés pour l'usinage CNC de grandes quantités de pièces, les forets à pointe PCD ont une durée de vie dix fois supérieure à celle des forets en acier rapide classiques.

Efficacité de coupe : un indicateur clé influençant le coût d'usinage

La vitesse de perçage et l'évacuation des copeaux sont régulées par l'efficacité de coupe. En proposant des services d'usinage CNC en ligne, des forets haute performance permettent de gagner du temps d'usinage, d'améliorer la productivité et de réduire le coût d'usinage CNC pour les clients.

Après avoir compris les performances multidimensionnelles des forets, choisir JS Precision Manufacturing vous apportera la tranquillité d'esprit. Nous maîtrisons toutes les utilisations des forets, simplifions vos commandes et vous aidons à optimiser le prix de votre usinage CNC.

Hardness King : Classement des gradients de dureté des forets de différents matériaux

Ce qui suit est une compilation des gradients de dureté des forets de divers matériaux, selon les données de test et les spécifications de l'industrie.

Champion absolu : pointes de forage en diamant polycristallin (PCD)

Les pointes de forage PCD ont une dureté Vickers de 8 000 à 10 000 HV et sont appliquées sur des matériaux non ferreux et non métalliques tels que les alliages de cuivre et d'aluminium.

Lors de l'usinage de pièces de précision en alliages d'aluminium, ils peuvent atteindre une rugosité de surface de Ra 0,2 μm ou moins. Cependant, ils sont coûteux (200 à 500 $ par pointe de foret) et ne permettent pas d'usiner des matériaux contenant du carbone comme l'acier.

Deuxième place : carbure monobloc

Les forets en carbure monobloc ont une dureté Vickers de 1800 à 2200 HV et peuvent être utilisés pour usiner divers matériaux à haute dureté tels que l'acier inoxydable et l'acier moulé.

Elles offrent une grande précision et une excellente résistance à l'abrasion lors de l'usinage de pièces CNC en acier inoxydable. Leur ténacité est insuffisante et elles sont sujettes à la casse en cas de collision. Leur prix, compris entre 50 et 150 USD, offre un meilleur rapport qualité-prix que les pointes de forage PCD et sont très largement utilisées.

Troisième place : Forets en acier rapide au cobalt (HSS-Co) et revêtement de surface

Les forets HSS-Co cobalt présentent une dureté de 800 à 1000 HV et contiennent du cobalt. Ils conviennent à l'usinage des aciers alliés et des aciers inoxydables de dureté moyenne à faible, permettant ainsi une découpe économique de petites quantités de pièces usinées CNC, pour un coût unitaire compris entre 10 et 30 USD.

Les forets à revêtement avancé sont des forets en HSS-Co ou en carbure revêtus de TiN, TiCN ou d'autres revêtements. Les revêtements TiAlN atteignent des duretés supérieures à 3 000 HV , ce qui multiplie la durée de vie du foret par 2 à 5. Leur prix est 20 à 50 % plus élevé, soit entre 15 et 45 $ par foret.

Quatrième position : Acier rapide (HSS)

Les forets HSS présentent une dureté Vickers de 600 à 800 HV , une bonne ténacité et un prix abordable (5 à 15 $ par foret). Ils conviennent aux matériaux de faible dureté tels que l'acier doux et les alliages d'aluminium et sont couramment utilisés pour le bricolage ou l'usinage CNC simple. Cependant, leur résistance à la chaleur et à l'usure est faible et ils s'usent rapidement lors de l'usinage de matériaux très durs ou en série.

En bas : HSS revêtu d'oxyde noir/titane

Leur dureté est de 650 à 850 HV . Le revêtement d'oxyde noir résiste à la rouille, et le revêtement en titane améliore légèrement la résistance à l'usure, mais l'effet est négligeable. Leur prix est compris entre 8 et 20 dollars. Ils conviennent à l'usinage peu exigeant, mais ne conviennent pas à l'usinage de matériaux très durs ni à l'usinage par lots.

JS propose une large gamme d'applications pour les forets, avec des pièces d'usinage CNC personnalisées de qualité fiable, un délai d'exécution rapide et des prix raisonnables pour l'usinage CNC.

Confrontation familiale : comparaison des cinq principaux types de forets

Il existe plusieurs types de forets aux performances et aux conditions d'application variées. Voici une comparaison des cinq principaux types.

Tests brutaux : comment JS sélectionne scientifiquement le foret idéal

JS s'appuie sur des tests scientifiques pour choisir le foret idéal. Voici les étapes à suivre :

Préparation des échantillons de test

Dix forets de huit types de forets courants (par exemple, des forets hélicoïdaux HSS généraux et des forets hélicoïdaux HSS-Co) ont été sélectionnés comme pièces d'essai couramment utilisées dans la fabrication d'usinage CNC personnalisé , par exemple, l'acier doux, l'acier inoxydable, l'alliage d'aluminium et l'alliage de titane.

Équipement expérimental et réglages des paramètres

Un centre d'usinage CNC haute précision HAAS VF-2 a été utilisé, et les valeurs ont été définies en fonction du foret et du matériau à usiner. Par exemple, pour le perçage de l'acier inoxydable 304, la vitesse était de 800 tr/min, l'avance de 0,1 mm/min et la profondeur du trou de 20 mm ; pour le perçage de l'alliage d'aluminium 6061, la vitesse était de 2 000 tr/min, l'avance de 0,2 mm/min et la profondeur du trou de 20 mm.

Éléments de test

• Test de durée de vie : le foret a été utilisé en continu et le nombre de trous percés avant qu'une usure ou une fracture ne se produise.

• Test de précision de perçage : après avoir percé 10 trous, la précision a été inspectée avec une machine de mesure de coordonnées.

• Test d'efficacité : L'énergie et le temps nécessaires pour usiner un trou standard (10 mm de diamètre, 20 mm de profondeur) ont été enregistrés.

• Test de résistance aux chocs : un test d’impact simulé a été utilisé pour évaluer la résistance à la fracture.

Analyse des résultats des tests et sélection optimale des forets

Sur la base d'un score global prenant en compte la durée de vie (30 points), la précision (25 points), l'efficacité (25 points) et la résistance aux chocs (20 points), les forets PCD (plus de 90 points) ont été utilisés pour la fabrication d'usinage CNC sur mesure de haute précision. Les forets en carbure revêtu TiAlN (environ 85 points) ont été utilisés pour la production en série de pièces CNC en acier inoxydable. Les forets HSS-Co (environ 75 points) ont été utilisés pour les conditions d'impact.

JS s'appuie sur des tests scientifiques et peut vous proposer les types de forets et les solutions d'usinage les plus adaptés. Nos pièces usinées CNC sur mesure sont garanties d'une qualité supérieure, et nous serons ravis de collaborer avec vous.

Rentabilité : comment faire le choix le plus judicieux en fonction de vos besoins

Choisir par matériau

Sélection basée sur des exigences de précision

• Faible précision (erreur d'ouverture ≤ 0,1 mm, Ra ≤ 3,2 μm) : choisissez un foret HSS ou HSS-Co courant pour réduire les coûts d'usinage CNC.
• Précision moyenne (erreur d'ouverture ≤ 0,05 mm, Ra ≤ 1,6 μm) : utilisez un foret en carbure revêtu de TiAlN pour la majorité des pièces d'usinage CNC industrielles.
• Haute précision (erreur d'ouverture ≤ 0,02 mm, Ra ≤ 0,8 μm) : utilisez un foret en carbure monobloc ou en PCD pour garantir les performances de la pièce.

Sélection basée sur le volume de traitement

• Petit volume (production mensuelle ≤ 500 pièces) : utilisez un foret HSS-Co ou un foret HSS à revêtement commun pour économiser sur les coûts initiaux.
• Volume moyen (production mensuelle de 500 à 5 000 pièces) : choisissez un foret en carbure revêtu de TiAlN pour compromettre la durée de vie et le prix.
• Volumes élevés (production mensuelle > 5 000 unités) : choisissez des forets PCD pour les matériaux non ferreux et des forets en carbure monobloc de haute qualité pour l'acier afin de réduire les dépenses à long terme.

JS Precision Manufacturing peut vous aider à choisir des forets économiques et à réaliser un usinage efficace. Nos services d'usinage CNC en ligne garantissent un traitement rapide des commandes et des prix compétitifs.

Étude de cas : 300 forets dans des composites aérospatiaux sans aucun rebut

Défi client :

Une entreprise de drones n'a rencontré aucun problème pour découper des ailes en composite de fibre de carbone : malgré l'utilisation des meilleurs forets en carbure au monde, des délaminages et des bavures étaient toujours constatés. Les forets étaient remplacés après seulement dix trous en moyenne, ce qui était trop coûteux à usiner et n'offrait qu'un rendement de 70 % , ce qui a lourdement impacté la production de masse sur tous les fronts.

Solution de JS :

Après analyse, le personnel de JS Precision Machining a conclu que le problème résultait de l'abrasivité de la fibre à haute teneur en carbone. La dureté de la coupe et celle du revêtement des forets standard n'étaient pas suffisantes pour résister à l'abrasion, ce qui a entraîné une déchirure du matériau.

Nous avons créé une solution personnalisée pour le client :

• Remplacez le type de foret. Nous avons utilisé une pointe de foret en diamant polycristallin (PCD) adaptée aux matériaux composites, exploitant la résistance supérieure du PCD à l'usure pour minimiser l'abrasion des fibres de carbone.
• Optimisation des paramètres de coupe. Grâce à des essais et des ajustements répétés, nous avons réduit l'avance de perçage de 0,1 mm/tr/min à 0,05 mm/tr/min et la vitesse de rotation de 1 500 tr/min à 2 500 tr/min, obtenant ainsi une coupe au micron près et éliminant les déchirures de matériau.

Résultat final :

Le foret PCD a percé plus de 300 trous par cycle, lisses et sans bavures, sans ébavurage ultérieur, avec une amélioration de l'efficacité de 40 %. Bien que le foret PCD ait coûté 350 $ par outil (contre 80 $ pour l'original), le coût par trou après amortissement est passé de 8 $ à 1,20 $, avec un rendement de 100 % et la suppression de tous les goulots d'étranglement de la production.

FAQ

Q1. Pourquoi mon nouveau foret ne peut-il même pas couper l'acier ?

Dans 99 % des cas, le foret est mal incliné. L'acier est censé être percé avec un angle de pointe de 118° ou 135°, mais la plupart des forets économiques sont affûtés à environ 90° pour les travaux légers et polyvalents et ne peuvent donc pas couper le métal. De plus, une coupe trop agressive sans lubrifiant entraîne une surchauffe du foret et le rend inutilisable.

Q2. Un foret « perce-t-il » réellement quelque chose ?

Bien sûr que non. Le verre, le carrelage et l'acier traité thermiquement sont des matériaux très durs qui ne peuvent pas être percés avec des forets classiques ; il faut les briser. Utilisez des têtes de meulage diamantées ou des fraises en carbure de tungstène, car elles « meulent » plutôt que de « percer » ces matériaux.

Q3. Comment prolonger au mieux la durée de vie de mon foret ?

Il y a trois points principaux :

• Utilisez un liquide de coupe ou un lubrifiant adapté. L'huile de filetage, le WD-40 ou l'huile moteur sont préférables au meulage à sec.
• Utilisez la vitesse de rotation appropriée. Plus le matériau est résistant, plus la vitesse de rotation est faible.
• Utilisez une pression constante et appropriée pour permettre au tranchant de fonctionner efficacement et éviter la chaleur de friction.

Résumé

En réalité, il n'existe pas de foret idéal, mais le plus approprié. Lors du choix d'un foret, tenez compte du matériau à usiner, de la précision requise et de la taille du lot. Cela vous permettra d'utiliser le foret le plus économique, de réduire le coût de l'usinage CNC, d'optimiser l'efficacité et de garantir la qualité.

Si vous avez besoin d'aide pour choisir vos forets, contactez JS . Nous vous offrirons un service et des conseils professionnels. Quel que soit le foret dont vous avez besoin, nous pouvons répondre à vos besoins. Nous proposons des services d'usinage CNC en ligne avec un suivi professionnel tout au long du processus de commande et des cadences d'usinage CNC optimisées. L'usinage est plus facile et plus pratique après avoir fait le bon choix avec nous.