Pour le perçage CNC courant, privilégier les forets jobber M35 HSS-Co à pointe 135° avec affûtage en croix (DIN 338) — la géométrie auto-centrante réduit ou élimine le besoin de pré-pointage dans la plupart des applications sur surface plane et convient aux aciers jusqu'à 30 HRC. Pour les trous borgnes nécessitant une tolérance H7, ajouter un alésoir carbure monobloc à goujures hélicoïdales en laissant 0.1–0.3 mm de surépaisseur ; pour les trous débouchants, préférer les goujures droites. Une mauvaise combinaison gaspille des outils et génère des rebuts ; le bon appariement permet de tenir une tolérance H7 en une seule mise en position. Ce guide détaille chaque type d'outil selon sa géométrie, sa nuance, son revêtement et son application afin de sélectionner le foret et l'alésoir appropriés à toute opération de perçage.
Pour une vue d'ensemble des types d'outils de coupe, des nuances et des revêtements, consulter le guide complet des outils de coupe.
Types de forets et cas d'utilisation
Trois catégories de forets — les forets hélicoïdaux jobber, les forets à centrer et les forets étagés — couvrent la grande majorité des opérations de perçage dans un atelier d'usinage classique. Chacun possède une géométrie distincte optimisée pour une tâche spécifique.
Les forets hélicoïdaux jobber (DIN 338 / ANSI/ASME B94.11) constituent l'outil polyvalent par excellence. La longueur jobber standard signifie que la longueur de goujure représente environ 7-10 fois le diamètre du foret selon la taille, offrant un bon compromis entre rigidité et profondeur de perçage. Disponibles de 0.3 mm à 20 mm en métrique, de #60 à #1 en jauge de fil, de A à Z en tailles lettrées, et de 3/64" à 11/16" en tailles fractionnaires. ISO 235 est la norme internationale équivalente utilisée pour les forets jobber et courts à queue cylindrique lorsque la cotation ISO est requise, tandis qu'ANSI/ASME B94.11 régit la même catégorie d'outils pour les ateliers nord-américains.
Les forets à centrer (DIN 333) combinent un pilote court avec un chanfrein à 60 degrés en un seul outil. Le type A possède un corps compact adapté à l'usinage léger à moyen. Le type B présente un diamètre de corps plus important et un chanfrein plus profond pour les applications lourdes et le pré-positionnement de forets de grand diamètre. Tailles métriques de 1-8 mm ; impériales de #0 à #18.
Les forets étagés sont conçus pour la tôle, l'aluminium et les matières plastiques lorsque plusieurs diamètres de perçage sont nécessaires avec un seul outil. La plage couvre 4-38 mm en métrique et 1/8" à 1-3/8" en impérial, avec 5 à 14 étages par foret. Disponibles avec des goujures droites ou hélicoïdales et des queues hexagonales ou à 3 méplats.
Choix de l'angle de pointe — 118° vs 135° vs 140°
L'angle de pointe est généralement le paramètre géométrique le plus déterminant pour les performances de perçage, car il contrôle l'effort de poussée, la précision de centrage et la formation des copeaux.
| Facteur | 118° standard | 135° affûtage en croix | 140° pour matériaux durs |
|---|---|---|---|
| Auto-centrage | Faible — dévie sur les surfaces courbes | Bon — l'affûtage en croix empêche la déviation | Moyen — nécessite un pré-pointage |
| Effort de poussée | Plus élevé | 15-20% inférieur au 118° | 20-25% inférieur au 118° |
| Matériaux recommandés | Bois, plastique, métaux tendres | Acier, acier inoxydable, aluminium | Acier trempé (>35 HRC), fonte |
| Formation des copeaux | Copeaux plus épais et larges | Copeaux plus fins, meilleure évacuation | Copeaux très fins, moins de chaleur par copeau |
| Qualité d'entrée du trou | Peut produire des bavures | Entrée nette sur surfaces planes | Entrée nette, bavures minimales |
Pour les applications CNC, l'angle de 135° avec affûtage en croix constitue généralement le choix par défaut, car son action auto-centrante élimine le recours au pré-pointage sur la plupart des pièces à surface plane, économisant ainsi un changement d'outil par trou. Réserver le 118° au perçage manuel et aux matériaux tendres. N'utiliser le 140° que pour le perçage d'aciers trempés au-delà de 35 HRC ou de fontes abrasives.
Règle empirique pour l'angle de pointe
Plus le matériau de la pièce est dur, plus l'angle de pointe doit être grand. Pour l'usinage courant de l'acier (jusqu'à 30 HRC), l'angle de 135° avec affûtage en croix couvre 90% des travaux sans trou pilote.
Choix de la nuance et du revêtement
Le substrat et le revêtement du foret définissent ensemble le plafond de résistance thermique, de durée de vie et de vitesse de coupe maximale dans un matériau donné. Le tableau ci-dessous couvre les trois paliers de substrat les plus courants associés à leurs revêtements recommandés.
| Propriété | HSS (M2) | HSS-Co M35 (5% Co) | Carbure monobloc |
|---|---|---|---|
| Dureté | 63-65 HRC | 66-68 HRC | 89-93 HRA (~1,600 HV) |
| Température de coupe max. | 550°C | 620°C | 800°C |
| Vitesse dans l'acier doux | 20-30 m/min | 30-45 m/min | 80-120 m/min |
| Vitesse dans l'inox | 8-15 m/min | 15-25 m/min | 40-70 m/min |
| Durée de vie vs HSS | Référence | 1.5-2x | 5-10x |
| Coût vs HSS | 1x | 1.3-1.8x | 4-8x |
Les forets carbure monobloc permettent généralement des vitesses 3–5× supérieures à celles du HSS dans l'acier et offrent une durée de vie 5–10× plus longue, mais coûtent 4–8× plus cher par outil — ce qui les rend rentables principalement pour la production CNC où le temps de changement d'outil est critique.
Choix du revêtement — un niveau de performance supplémentaire :
- TiN (doré) — dureté de surface 2,300 HV, réduction de friction de 30-40%, température de service maximale 600°C. Recommandé pour les forets M35 HSS-Co dans l'acier et l'aluminium, car sa température de dépôt plus basse préserve la dureté du substrat HSS-Co tout en offrant une réduction de friction significative aux vitesses de coupe typiques du HSS.
- TiAlN (gris foncé) — dureté de surface 3,300 HV, température de service maximale 800°C. Recommandé pour le perçage CNC à grande vitesse dans l'acier inoxydable, les alliages de titane et les matériaux trempés, car sa couche barrière d'oxyde d'aluminium résiste à l'oxydation à des températures qui dissolveraient un revêtement TiN. Utilisé sur les variantes de forets étagés à goujures hélicoïdales.
- AlTiN+TiSiN (bronze) — nano-composite multicouche, recommandé comme revêtement par défaut pour les alésoirs carbure monobloc dans l'acier, car la couche extérieure TiSiN offre une dureté auto-renouvelante sous usure abrasive, prolongeant la durée de vie de l'alésoir par rapport au TiAlN monocouche.
- TiAlSiN (noir) — variante haute température recommandée pour les coupes interrompues et les conditions exigeantes au-delà de 900°C, car la teneur en silicium forme un réseau dense de joints de grains Si₃N₄ qui maintient la dureté sous cyclage thermique.
Incompatibilité de revêtement
Appliquer un revêtement haute température comme le TiAlN sur un foret HSS standard est contre-productif — le substrat se ramollit à 550°C quel que soit le revêtement. Adapter le niveau de revêtement au niveau de substrat : TiN pour HSS-Co, TiAlN/AlTiN pour carbure.
Foret à centrer vs foret à pointer — choisir le bon outil de départ
Les forets à centrer et les forets à pointer ne sont pas interchangeables : les forets à centrer (DIN 333) réalisent des trous à 60° pour pointes de tour, tandis que les forets à pointer (90° ou 120°) créent des amorces rigides pour le perçage CNC. Confondre les deux est l'une des erreurs de trou de départ les plus fréquentes.
Un foret à centrer (DIN 333) produit un chanfrein à 60 degrés avec un trou pilote. Sa fonction principale est de créer des trous de centre pour le soutien par la contrepointe du tour. Le type A (corps compact, diamètre de corps 3.15-20 mm) convient aux travaux légers. Le type B (corps plus large, chanfrein plus profond) assure la stabilité pour le tournage lourd et le pré-positionnement de pièces de grand diamètre.
Un foret à pointer possède un corps rigide et court conçu uniquement pour créer une amorce de départ pour le foret hélicoïdal suivant. Les forets à pointer utilisent généralement des angles de pointe de 90° ou 120° et sont plus rigides que les forets à centrer à diamètre équivalent.
| Critère | Foret à centrer (DIN 333) | Foret à pointer |
|---|---|---|
| Fonction principale | Trous de centre pour tour | Points de départ pour perçage |
| Angle de pointe | 60° (standard) | 90° ou 120° |
| Rigidité du corps | Modérée — section pilote longue | Élevée — conception courte et trapue |
| Pré-pointage CNC | Acceptable pour les petits trous | Préféré pour la précision de positionnement |
| Fonction de chanfrein | Oui — chanfrein 60° intégré | Non |
| Rapport profondeur/diamètre | 1:1 à 2:1 profondeur pilote | 0.5:1 amorce uniquement |
Pour les travaux CNC où la précision de positionnement est importante, un foret à pointer dédié de 90° ou 120° est généralement préféré au foret à centrer, car son corps court et trapu fléchit moins sous l'effort de poussée. Utiliser les forets à centrer lorsqu'un chanfrein à 60 degrés est nécessaire pour le tournage entre pointes ou lorsqu'une opération combinée perçage-chanfrein économise un changement d'outil.
Sélection de l'alésoir — goujures hélicoïdales vs goujures droites
L'alésage est généralement nécessaire pour amener un trou percé de la tolérance H9 à la tolérance H7 (plage de 15 µm sur un trou de 10 mm) avec un état de surface Ra 0.4–1.6 µm. Les deux principaux types d'alésoirs — à goujures hélicoïdales et à goujures droites — sont optimisés pour des configurations de trous différentes.
Les alésoirs à goujures hélicoïdales entraînent les copeaux vers le haut grâce à leurs arêtes de coupe hélicoïdales, ce qui en fait le choix recommandé pour les trous borgnes où les copeaux ne peuvent pas s'évacuer par le bas. Disponibles en carbure monobloc avec 4 goujures (3-5 mm) ou 6 goujures (6-16 mm), en tailles métriques 3-16 mm et impériales 1/8"-1/2".
Les alésoirs à goujures droites possèdent des arêtes de coupe axiales qui poussent les copeaux vers le bas à travers le trou. Ils constituent le choix standard pour les trous débouchants où les copeaux peuvent tomber librement. Même plage de tailles et même progression du nombre de goujures que les variantes hélicoïdales.
Pour les alésoirs machine à queue cône Morse utilisés sur les tours et les perceuses radiales, ISO 521 est la norme dimensionnelle applicable, tandis que les alésoirs carbure à queue cylindrique présentés dans ce guide suivent la pratique générale de tolérance H7 DIN/ISO.
| Facteur | Goujures hélicoïdales | Goujures droites |
|---|---|---|
| Type de trou | Trous borgnes | Trous débouchants |
| Direction des copeaux | Vers le haut (hors du trou) | Vers le bas (à travers le trou) |
| État de surface | Ra 0.4-0.8 um typique | Ra 0.8-1.6 um typique |
| Résistance au broutage | Plus élevée — engagement hélicoïdal | Plus faible — engagement pleine largeur |
| Rigidité | Légèrement inférieure | Plus élevée |
| Coût | Identique | Identique |
✦ L'alésoir à goujures hélicoïdales convient le mieux pour
- Les trous borgnes où les copeaux doivent s'évacuer vers le haut
- Les coupes interrompues (trous transversaux, rainures de clavette)
- Les matériaux qui produisent des copeaux longs et filants
- Les opérations de finition nécessitant un Ra inférieur à 0.8 um
✦ L'alésoir à goujures droites convient le mieux pour
- Les trous débouchants avec évacuation des copeaux par le bas
- Les trous courts (profondeur inférieure à 2x le diamètre)
- Les matériaux fragiles produisant des copeaux cassants (fonte, laiton)
- Une rigidité maximale lorsque le broutage n'est pas un problème
Vitesse, avance et recommandations pratiques
L'alésage requiert des vitesses plus conservatrices que le perçage — généralement 30–50% de la vitesse de perçage pour les alésoirs HSS et 50–70% pour les alésoirs carbure monobloc dans le même matériau. Le trou pré-percé doit présenter une surépaisseur de 0.1-0.3 mm (0.004-0.012") par rapport au diamètre de l'alésoir — une surépaisseur excessive provoque du broutage et une usure prématurée, tandis qu'une surépaisseur insuffisante entraîne un frottement sans coupe.
Paramètres de départ recommandés pour les alésoirs carbure dans l'acier (jusqu'à 30 HRC) :
- Vitesse de coupe : 60-100 m/min (environ 50-70% de la vitesse de perçage dans le même matériau)
- Avance par tour : 0.1-0.3 mm/rev (plus élevée que pour le perçage — les alésoirs nécessitent une charge de copeau constante)
- Surépaisseur : 0.15-0.25 mm sur le diamètre
- Liquide de refroidissement : arrosage par inondation fortement recommandé pour l'acier ; arrosage central préféré pour les trous borgnes
Pour l'aluminium et les matériaux non ferreux :
- Vitesse de coupe : 100-200 m/min
- Avance par tour : 0.15-0.4 mm/rev
- Utiliser des alésoirs carbure non revêtus pour éviter l'arête rapportée
Arbre de décision : si la tolérance du trou est H9 ou plus large, un foret M35 à affûtage en croix 135° de bonne qualité offre souvent des résultats acceptables sans alésage. Pour H7 et en deçà, percer en sous-cote puis aléser. Pour H6 ou des exigences de finition au tour, envisager une séquence perçage-alésage-alésage de finition ou perçage-alésage-rodage.
Sélection rapide du foret et de l'alésoir par application
Ce tableau associe les scénarios de perçage les plus courants à un outil, un matériau et une plage de vitesse de coupe de départ recommandés — il sert de première sélection à affiner ensuite selon la machine et le montage.
Choisir le bon type de foret et le bon type d'alésoir pour l'application spécifique est la décision qui a le plus d'impact dans une séquence de perçage — un mauvais choix de géométrie ou de niveau de revêtement coûte davantage en pièces rebutées et en réaffûtage que l'outil lui-même.
| Scénario | Type d'outil | Matériau | Plage de vitesse | Justification |
|---|---|---|---|---|
| Perçage CNC courant, acier doux jusqu'à 30 HRC | Foret jobber 135° affûtage en croix (DIN 338) | M35 HSS-Co + TiN | 30-45 m/min | La pointe auto-centrante supprime l'étape de pré-pointage ; le cobalt M35 conserve sa dureté à chaud jusqu'à 620°C |
| Perçage de production, acier + inox | Foret jobber 135° affûtage en croix | Carbure monobloc + TiAlN | 80-200 m/min | Le carbure autorise des vitesses 3-5x supérieures ; le TiAlN résiste à la chaleur de coupe à sec de 800°C |
| Perçage d'acier trempé au-delà de 35 HRC | Foret à pointe 140° | Carbure monobloc + AlTiN | 40-80 m/min | L'angle de pointe plus grand réduit l'effort de poussée de 20-25%, évitant l'écaillage du substrat dur à l'entrée |
| Tôle, aluminium, plastiques, multi-diamètres | Foret étagé (4-38 mm) | HSS-Co + TiAlN hélicoïdal | 20-60 m/min | Un seul outil remplace 5-14 forets distincts ; les goujures hélicoïdales évacuent les copeaux filants d'aluminium |
| Trous de départ CNC pour précision de positionnement | Foret à pointer 90° ou 120° | Carbure monobloc | 60-100 m/min | Le corps court et trapu fléchit moins qu'un foret à centrer, maintenant une position à ±0.025 mm |
| Trou borgne H7, acier | Alésoir à goujures hélicoïdales (4-6 goujures) | Carbure monobloc + AlTiN+TiSiN | 60-100 m/min | Les goujures hélicoïdales entraînent les copeaux vers le haut hors de la cavité borgne, évitant la recoupe |
| Trou débouchant H7, acier | Alésoir à goujures droites (4-6 goujures) | Carbure monobloc + AlTiN+TiSiN | 60-100 m/min | Les goujures axiales poussent les copeaux vers le bas à travers le trou ; l'engagement pleine largeur accroît la rigidité |
| Trou H7, aluminium et non ferreux | Alésoir à goujures droites ou hélicoïdales | Carbure monobloc, non revêtu | 100-200 m/min | L'arête non revêtue empêche l'arête rapportée due au soudage des alliages à bas point de fusion sur la face de coupe |
Adapter le type de foret à l'opération, le type d'alésoir au trou.
Utiliser des forets jobber M35 HSS-Co à affûtage en croix 135° (DIN 338) pour le perçage CNC courant — ils s'auto-centrent et conviennent aux aciers jusqu'à 30 HRC. Ajouter un alésoir carbure à goujures hélicoïdales pour les trous borgnes ou à goujures droites pour les trous débouchants lorsque la tolérance H7 est requise. Réserver les forets à centrer au tournage et les forets étagés à la tôle. Adapter le niveau de revêtement au substrat : TiN pour HSS-Co, AlTiN+TiSiN pour carbure monobloc.
Quand utiliser un foret à centrer plutôt qu'un foret à pointer ?
Le foret à centrer (DIN 333) est à privilégier lorsqu'un chanfrein à 60 degrés est nécessaire pour le tournage entre pointes ou pour combiner trou pilote et chanfrein en une seule opération. Pour la précision de positionnement en CNC sur surfaces planes, un foret à pointer dédié de 90 ou 120 degrés est préférable en raison de son corps plus court et plus rigide.
Quelle est la différence entre les tolérances de trou H7 et H9 ?
Selon ISO 286-2, la tolérance H7 sur un trou de 10 mm (plage 6-10 mm) autorise +0.000 à +0.015 mm (plage de 15 µm), tandis que H9 autorise +0.000 à +0.036 mm (plage de 36 µm). H7 nécessite généralement un alésage après perçage. H9 peut souvent être obtenue avec un foret hélicoïdal rectifié de précision seul.
Faut-il choisir un alésoir à goujures hélicoïdales ou à goujures droites ?
Les goujures hélicoïdales sont à privilégier pour les trous borgnes — l'action de coupe hélicoïdale entraîne les copeaux vers le haut et hors de la cavité, évitant la recoupe et les dommages de surface qu'elle provoque. Les goujures droites conviennent aux trous débouchants où les copeaux tombent librement vers le bas ; elles offrent également une rigidité accrue dans les trous courts de profondeur inférieure à 2× le diamètre. Les deux types atteignent la tolérance H7 (±0.015 mm sur un trou de 10 mm) en carbure monobloc.
Pourquoi le M35 HSS-Co surpasse-t-il le HSS standard pour le perçage de l'acier ?
Le M35 contient 5% de cobalt, ce qui élève la dureté à chaud de 550°C à 620°C et augmente la dureté globale de 63-65 HRC à 66-68 HRC. Cela permet des vitesses de coupe 30-50% supérieures et une durée de vie 1.5-2x plus longue par rapport au HSS M2 standard dans les applications acier et acier inoxydable.
Quelle surépaisseur laisser pour l'alésage ?
Laisser 0.1-0.3 mm (0.004-0.012 inches) sur le diamètre pour les alésoirs carbure dans l'acier. Une surépaisseur excessive (au-delà de 0.3 mm) génère une chaleur excessive et provoque du broutage. Une surépaisseur insuffisante (en dessous de 0.05 mm) entraîne un frottement au lieu d'une coupe, produisant une surface glacée avec un mauvais état de surface et une usure de flanc accélérée.
