L'alésage est un type d'usinage qui consiste à reprendre des trous dans des pièces obtenues par d'autres procédés (tournage, fraisage, etc.), afin d'obtenir une meilleure précision dimensionnelle et géométrique ou de réduire la rugosité de surface. Les outils d'alésage permettent de réaliser des trous cylindriques et coniques, mais aussi des filetages intérieurs.
Machines-outils pour l'alésage
L'alésage peut être réalisé sur de nombreuses machines-outils, comme le tour. Pour aléser une pièce sur un tour, celle-ci doit être un petit solide de révolution percé d'un trou dans son axe de symétrie. La pièce est maintenue dans le mandrin et mise en rotation, tandis qu'un outil d'alésage est fixé dans la contre-pointe du tour. Dans ce cas, l'usinage se fait avec une barre d'alésage.
Pour usiner des pièces comportant un ou plusieurs trous, on utilise des fraiseuses, des centres d'usinage (avec des outils d'alésage rotatifs) et des machines spéciales appelées aléseuses ou aléseuses-fraiseuses.
Qu'est-ce qu'une aléseuse ?
Une aléseuse permet de réaliser des trous dans des pièces prismatiques, avec des tolérances serrées et une grande qualité d'usinage. Ces machines-outils doivent offrir une grande précision et des tolérances faibles, car elles sont notamment capables de travailler des surfaces étroites. Une aléseuse peut effectuer de multiples opérations, toutes liées à l'agrandissement de trous existants. En voici quelques-unes :
- Alésage à l'alésoir, avec un outil à plusieurs dents qui produit des trous plus précis, avec une tolérance de profondeur limitée et une faible profondeur de passe radiale.
- Alésage à une seule arête, pour l'ébauche, la finition et la finition avec maîtrise des copeaux ; on l'utilise aussi lorsque la puissance de la machine est insuffisante.
- Alésage étagé, avec des outils d'alésage appelés plaquettes, positionnés à des hauteurs axiales et des diamètres différents.
- Alésage multi-arêtes, pour l'ébauche avec avance par tour.
Comme indiqué, les tours et les fraiseuses peuvent facilement servir d'aléseuses à condition d'utiliser les outils d'alésage adaptés. Toutefois, si vous souhaitez acquérir une machine dédiée à ces opérations, il en existe trois types : verticales, horizontales et à pointer.
Les aléseuses verticales doivent leur nom à la rotation qui s'effectue sur une table horizontale ; sur les aléseuses horizontales, la pièce reste fixe tandis que la broche tourne selon un axe horizontal. Enfin, les aléseuses à pointer réalisent des trous dans des pièces qui exigent une précision extrême, comme les matrices.
Quels outils d'alésage choisir ?
Le choix des outils d'alésage dépend de la machine utilisée. L'aléseuse, par exemple, utilise une tête d'alésage micrométrique (qui n'a rien à voir avec le mandrin d'un tour). Cette tête micrométrique a été conçue spécifiquement pour ce travail sur ce type de machine-outil ; on l'appelle aussi broche d'alésage ou tête à aléser.
La tête d'alésage en acier est montée sur un porte-outil d'alésage, dont la rigidité limite les conditions de coupe. Pendant l'alésage, il faut en outre éviter les vibrations excessives qui pourraient compromettre la précision et la qualité des trous. Comment choisir les bons outils d'alésage ? Quels critères prendre en compte ?
Caractéristiques des outils d'alésage
Quelle que soit la machine-outil utilisée pour l'alésage, certains points sont à prendre en compte. Choisissez des outils qui accélèrent le processus tout en le simplifiant. Dans le cas des aléseuses, il est important de choisir une machine capable de réaliser l'ébauche des pièces, dotée de systèmes de bridage adaptés et peu sujette aux vibrations. L'outil doit être fabriqué dans des matériaux résistants – fonte, acier forgé, inox, etc. –, car un outil d'alésage doit supporter des vitesses élevées et des températures élevées et être suffisamment dur pour usiner des pièces très dures.
Outre ces caractéristiques, d'autres aspects très spécifiques entrent en jeu dans le choix de l'outil le plus adapté. Il est conseillé de choisir l'outil au plus grand diamètre de barre possible et capable d'évacuer efficacement les copeaux. Il est également important de choisir des outils d'alésage offrant une grande ténacité et une bonne résistance à l'usure.
Sur les aléseuses et les centres d'usinage, le choix des outils est déterminant : le coût de production de ce type de travail est relativement élevé, de sorte que l'usinage doit être réalisé dans le temps le plus court possible, tout en visant la précision et la qualité. Pour un alésage optimal, il convient de tenir compte de la conception de la pièce, du matériau et de ses contraintes : s'agit-il d'un alésage intérieur ou extérieur, d'un rainurage, d'une ébauche ou d'une finition ? Il faut aussi considérer la stabilité et les conditions d'usinage et, bien sûr, le type de machine utilisée et sa puissance.