S7.2 — Les moyens et techniques de fabrication · Savoirs technologiques · Bac Pro TCB

Le perçage

Mandrins, mèches à bois, forets à métaux et à béton, perçage du carrelage et du verre — outils, matières et mise en œuvre.

1Mandrin

Le mandrin est une pièce mécanique fixée au bout de l’arbre d’une machine rotative : il permet la fixation rapide d’un outil (mandrin de perçage) ou d’une pièce (mandrin de tour).

L’emmanchement du foret dépend du mandrin. La queue du foret peut être de différents types :

  • Lisse — pour les mandrins à clé ou auto-serrant ;
  • Cannelée — pour les mandrins SDS+ ou SDS Max ;
  • 6 pans 1/4" — pour s’adapter aux visseuses / tournevis électriques (peut aussi être serrée dans un mandrin).

1.1Auto-serrant

Serrage et desserrage à la main, sans clé. Reçoit les queues lisses.

Mandrin auto-serrant (sans clé).
Mandrin auto-serrant (sans clé).

1.2À clé

Serrage par une clé crantée. Reçoit les queues lisses ; offre un très bon maintien du foret.

Mandrin à clé.
Mandrin à clé.

1.3SDS

Emmanchement cannelé (SDS+ ou SDS Max) : le foret s’enclenche en un clic. C’est le seul montage qui autorise la percussion.

Mandrin SDS+.
Mandrin SDS+.

1.46 pans (1/4")

Queue hexagonale 1/4" pour visseuses et tournevis électriques ; elle peut aussi être serrée dans un mandrin classique.

Mandrin / porte-embout 6 pans 1/4".
Mandrin / porte-embout 6 pans 1/4".

2Mèche à bois

La mèche à bois est réservée au perçage et à l’usinage du bois !

Pour les autres matériaux, utiliser un foret à béton ou à métaux.

Certaines mèches sont polyvalentes, mais elles présentent toutes des caractéristiques précises à connaître.

2.1Mèche plate

Pour réaliser des perçages de gros diamètre comme les chapelles.

Toujours utiliser cette mèche en premier dans la réalisation d’une chapelle !

  • La pointe de centrage assure la stabilité en rotation des deux arêtes coupantes.
  • Surface et effort de coupe importants : vitesse de rotation élevée pour un travail propre et en sécurité. Fonctionne parfaitement avec les visseuses à chocs.
  • Employée pour des trous borgnes (le bois éclate à la sortie) ; serrer la pièce sur un martyr pour éviter ce désagrément.
  • Queue hexagonale 1/4" (6,35 mm) en partie basse : s’adapte aux visseuses à chocs et améliore le serrage.
  • Diamètre : de 10 à 32 mm.
Mèche plate.
Mèche plate.

2.2Spirale unique

Mèche à large hélice pour faciliter le dégagement du copeau : elle permet de réaliser des trous débouchants de grande longueur.

  • Pointe de centrage filetée appelée « mouche » : elle facilite l’avance en tirant la mèche à la manière d’une vis.
  • Une seule arête coupante et une pointe d’arasement.
  • Conçue au départ pour le vilebrequin (usage manuel) : vitesse de rotation faible et couple important → utiliser une perceuse de charpente.
  • Diamètre : de 10 à 25 mm.
Mèche à spirale unique (pointe « mouche »).
Mèche à spirale unique (pointe « mouche »).

2.3À 3 ou 4 pointes

Permet des perçages précis, à coupe nette, à des vitesses de rotation courantes.

  • Mèche à double ou triple hélice : pointe de centrage + 2 ou 3 arêtes de coupe.
  • Pour les faibles diamètres (6 - 8 - 10), elle peut être remplacée par un foret métal.
  • Diamètre : de 3 à 20 mm.
Mèche à 3 pointes.
Mèche à 3 pointes.
Mèche à 4 pointes.
Mèche à 4 pointes.

3Foret à métaux

Le foret, laminé (bas de gamme) ou rectifié (affûté sur la pointe et l’hélice), est fabriqué en différentes matières, chacune ayant sa spécificité :

Acier rapide HSS (High Speed Steel)

  • Acier fortement allié, dureté élevée (> 710 HV), garantie jusqu’à 600 °C.
  • Composition : carbone, chrome, vanadium, tungstène, molybdène ; parfois du cobalt pour une meilleure résistance aux hautes températures.
  • Les forets HSS-Co 5 % (avec apport de cobalt) offrent un bon rapport qualité/prix ; avec une huile de coupe et à faible vitesse, ils viennent à bout de nombreux perçages de métaux.

Carbure de tungstène

  • Mélange de carbure de tungstène (60 à 97 %), titane et tantale (1 à 35 %), cobalt ou nickel (3 à 30 %).
  • Dureté de 850 à 2 000 HV, maintenue jusqu’à une température de 1 000 °C.

3.1Hélicoïdal

Pour un usage courant :

  • Pas de pointe centrale, mais un affûtage conique de 90 à 145° selon la dureté du matériau à percer.
  • Double hélice, deux arêtes coupantes.
  • Forets carbure : plaquettes souvent rapportées à l’extrémité pour limiter le coût.
  • Parfois revêtu d’un alliage de titane ou de chrome pour améliorer la durée de vie et les performances.
Foret hélicoïdal HSS.
Foret hélicoïdal HSS.

3.2Fraise / Étagé

Pour des usinages particuliers (fraisage) ou des perçages progressifs et précis.

Fraise / foret étagé.
Fraise / foret étagé.

3.3Trépan

Pour réaliser des perçages de gros diamètre dans des matériaux divers (placo, métal, etc.).

Il existe aussi des trépans adaptés au béton, au carrelage ou au verre, généralement lubrifiés à l’eau pendant la coupe.

Arbre de montage du trépan.
Arbre de montage du trépan.
Trépan (scie cloche) HSS.
Trépan (scie cloche) HSS.

4Foret à béton

Les forets au carbure de tungstène sont efficaces dans le béton, le granit, la brique silico-calcaire et les pierres naturelles.

  • La différence de qualité se joue sur la pointe du foret et sur le nombre de taillants (deux, trois ou quatre).
  • Pour les matériaux les plus durs et le béton armé : pointe à quatre taillants en carbure massif. Les forets d’entrée de gamme possèdent deux taillants.

Emmanchement SDS

SDS signifie « Slotted Drive System » (anglais), soit « système de fixation rainuré » (français).

SDS = queue cannelée qui s’enclenche dans le mandrin en un clic.

N’utiliser la percussion qu’avec ce type de montage !

C’est surtout le diamètre de la queue qui différencie les deux versions :

  • SDS+ : queue de 10 mm — perforateurs légers (≈ 2 à 4 kg), petits et moyens diamètres, usage courant.
  • SDS Max : queue de 18 mm — perforateurs lourds (> 4 kg, gamme pro), gros diamètres et perçages profonds, travaux intensifs.
Foret à béton — 4 taillants.
Foret à béton — 4 taillants.
Foret à béton — 3 taillants.
Foret à béton — 3 taillants.
Foret à béton — 2 taillants.
Foret à béton — 2 taillants.

5Carrelage / verre

D’autres forets ou trépans, de compositions diverses comme le foret diamant ou à plaquette carbure, sont utiles pour le perçage du verre, du carrelage, de la céramique, de la tuile, etc.

?QCM — Le perçage

1Le mandrin permet : Une seule réponse

2Une queue de foret cannelée s’utilise avec un mandrin : Une seule réponse

3La queue 6 pans 1/4" est prévue pour : Une seule réponse

4La mèche à bois est réservée au perçage : Une seule réponse

5Pour réaliser une chapelle, on utilise en premier : Une seule réponse

6La « mouche » d’une mèche à spirale unique est : Une seule réponse

7La dureté de l’acier rapide HSS est garantie jusqu’à : Une seule réponse

8Le foret au carbure de tungstène est efficace dans : (plusieurs réponses) Plusieurs réponses

9La percussion ne doit être utilisée qu’avec un montage : Une seule réponse

10Ce qui distingue surtout une queue SDS+ d’une SDS Max, c’est : Une seule réponse

11Sur la figure (mandrins), le mandrin auto-serrant porte le repère : Une seule réponse

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12Sur la figure (forets), le foret à béton à emmanchement SDS porte le repère : Une seule réponse

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13Sur la figure (mèches à bois), la mèche plate porte le repère : Une seule réponse

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14Sur la figure (forets à métaux), le trépan (scie cloche) porte le repère : Une seule réponse

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15Sur la figure (machines), le perforateur SDS porte le repère : Une seule réponse

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