Perçage

Perçage sur un tour

Mandrin de perçage

Le perçage est un usinage consistant à faire un trou dans une pièce. Ce trou peut traverser la pièce de part en part ou bien ne pas déboucher. On parle alors de trou borgne.

Ce trou peut être effectué par un foret sur une perceuse, une mèche sur un vilebrequin, la découpe entre un poinçon et une matrice, laser, électro-érosion, ultrasons, etc.

Ce trou peut servir à faire passer une pièce (un arbre, un tube), un fluide, ou peut encore être taraudé pour recevoir une vis.

Forme de perçage

Il y a différentes formes de perçage :

• cylindrique ;
• fraisurée ;
• lamée ;
• tronconique ;
• étagée.

Perçage et usinage

L'opération de perçage par usinage (avec un foret) est une des plus utilisées dans la fabrication de pièces mécaniques. Environ 25 % des usinages sont des perçages dans la mécanique générale. On parle de micro-perçage pour des diamètres inférieurs à 5 mm, alors que les trous d'un diamètre supérieur à 20 mm sont du domaine du macro-usinage. Le perçage doit être considéré comme une opération d'ébauche, et donc nécessite une opération d'alésage pour obtenir une cote diamétrale exacte. Néanmoins, des avancées majeurs dans la conception des forets ont permis l'obtention directe de trous avec une tolérance IT9, soit une qualité suffisante dans une grande majorité des applications.

Le perçage est également découpé en deux catégories en fonction de la profondeur du trou, et plus particulièrement du rapport diamètre sur longueur. On admet en général qu'au-delà de 10 fois le diamètre on se trouve en perçage profond, et qu'au-delà de 20 fois, c'est le domaine du forage.

Micro-perçage

Le perçage de très faible diamètre est un problème technique majeur. En effet, pour obtenir des conditions de coupe correcte, il faut une vitesse de rotation du foret très importante, couramment supérieur à 24 000 tr/min, et jusqu'à 63 000 tr/min. De plus, à ces vitesses, la lubrification devient très délicate puisque le fluide est éjecté avant même de rejoindre la zone de coupe. Paradoxalement, les domaines d'applications sont larges, puisqu'il vont de l'horlogerie (bracelet de montre, boitier) jusqu'à l'électronique.

Des perçages minimums peuvent être éxècutés par une technique appelée Usinage par ultrasons.

Forage

Outil de forage 3/4

Le forage se caractérise par un rapport diamètre sur longueur percée supérieur à 20 fois. Dans ce cas, il devient très difficile d'évacuer le copeau formé lors de l'enlèvement de matière. La méthode la plus utilisée pour régler ce problème est le perçage à l'outil 3/4 avec une lubrification abondante (haute pression - 80bars, et haut débit). Mais cette technique est remise en cause par les problèmes écologiques (recyclage des déchets, nettoyage des pièces) et économiques (coût de la lubrification, cycle de production allongé). Une autre méthode est celle du perçage vibratoire, ou perçage assisté par vibration. Son principe est d'ajouter au mouvement d'avance du perçage une vibration naturelle ou forcée qui provoque un fractionnement du copeau et facilite son évacuation, éliminant, dans certains cas, le recours à la lubrification.

Perçage vibratoire

Foret 3/4 pour perçage profond et copeaux générés par le perçage vibratoire

Les premiers travaux sur le perçage vibratoire remontent aux années 1950 (Pr. V.N. Poduraev, Université Bauman de Moscou). Le principe consiste à générer des vibrations ou oscillations dans le cours d'une opération de perçage, de façon à fractionner au mieux les copeaux pour qu'ils s'évacuent plus facilement par les goujures du foret. Deux grandes classes de technologies permettent de répondre à cette problématique : les systèmes par vibrations auto-entretenues d'une part, les systèmes par vibrations forcées d'autre part. La plupart des technologies de perçage vibratoire sont encore au stade d'études et recherche. On peut citer les travaux sur le perçage assisté par vibrations auto-entretenues. Dans ce cas, on utilise la fréquence propre de l'outil coupant pour le faire rentrer naturellement en vibration lors du perçage; les vibrations sont auto-entretenues par le système masse ressort constituant le porte-outil. D'autres travaux résident dans la génération et l'asservissement de vibrations forcées par des systèmes piézoélectriques ; ces systèmes autorisent de hautes fréquences de vibrations (de l'ordre de 2kHz) pour de faibles amplitudes (de l'ordre du micron) et sont bien adaptés au perçage de petits diamètres. Enfin, les systèmes de perçage assisté par vibrations mécaniques forcées reposent sur la génération maîtrisée d'oscillations axiales à basse fréquence (quelques oscillations par tour pour des amplitudes de l'ordre de 0,1 mm). Cette dernière technologie arrive à maturité et est aujourd'hui en phase d'industrialisation. Le perçage vibratoire est une solution privilégiée pour répondre aux problématiques de perçage profond ou forage; dans certains cas, il autorise également le perçage à sec des matériaux (sans lubrification). De manière générale, il permet de fiabiliser et de mieux maîtriser les opérations de perçage.

Perçage en utilisation domestique

Le perçage est employé en utilisation domestique afin de glisser une cheville dans l'orifice qui va elle-même accueillir une vis, destinée la plupart du temps à fixer un objet contre un mur. Le diamètre de la mèche doit être égal à celui de la cheville pour laquelle on désire aménager le trou. Les valeurs numériques sont généralement indiquées sur la cheville et la mèche. Il convient de s'arrêter de percer au moment où la longueur de la cheville est atteinte et, pour cela, d'indiquer au préalable un repère sur la mèche.

Perçage paroies minces

Perçage d'une tôle - astuce du chiffon

Le perçage des paroies minces comme les tôles pose un délicat problème lorsque le foret commence à déboucher sur la paroie inférieure. La pièce mal fixée risque d'être entraînée en rotation par le foret avec risque d'accident, surtout si la pièce est tenue avec une main. Une astuce consiste à intercaler un petit morceau de chiffon entre le foret et la pièce et de percer en "douceur", surtout au moment de déboucher. Cette astuce est aussi valable lors de l'exécution d'une fraisure dsur une trou (pour une tête de vis par exemple).

Galerie de photos

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  Dessin d'un perçage

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  Dessin d'un perçage]]

Homonymie

Le perçage est également le fait de pratiquer un trou dans la peau pour y fixer un bijou, voir l'article piercing.

Liens internes

• Usinage
• Foret
• Mèche (outil)

LienS externeS

• Exemple d'application du perçage vibratoire
• CETIM Solutions de perçage assisté par vibrations auto-entretenues

• Portail du génie mécanique