Fraisage de pièces : trouver la fraiseuse adaptée à l'usinage

Fraises : De la vitesse, à la vitesse de coupe et à l'avance

Le processus de fabrication par découpage se caractérise par le fait qu'un outil de fraisage doté d'arêtes de coupe géométriquement définies est mis en rotation afin d'enlever de la matière d'une pièce.

Le fraisage se caractérise par le fait que les arêtes de coupe de la fraise ne sont pas engagées sur toute la circonférence, mais qu'au moins une coupe est interrompue à chaque rotation de l'outil par arête de coupe. Le terme technique correspondant est proverbial, car il s'agit d'une "coupe interrompue". Le "va-et-vient" constant entraîne des charges thermiques et mécaniques alternées continues sur les arêtes de coupe. Les charges qui doivent être absorbées de manière adéquate par ce système dynamique composé de la pièce, de l'outil et de la machine-outil sont immenses et, en fin de compte, décisives pour la compétitivité. Ce triangle dynamique de forces détermine la précision des pièces, la qualité de leurs surfaces et la rentabilité du processus d'usinage. C'est aussi là que naît la fascination du processus de fraisage, lorsque des contours simples ou complexes, des matériaux souples ou très durs et des surfaces grossières ou brillantes sont travaillés "comme du beurre" à partir d'une pièce brute.

Vous devriez connaître ces procédés de fraisage

L'Institut allemand de normalisation (DIN) classe les procédés de fraisage en fonction du type de surface de la pièce produite, de la cinématique du processus de coupe et du profil de l'outil de fraisage :

• Fraisage sur la face : Fraisage avec un mouvement d'avance droit pour produire des surfaces planes. On distingue le surfaçage, le fraisage périphérique et le surfaçage périphérique.
• Fraisagehélicoïdal: Un mouvement d'avance hélicoïdal produit des surfaces hélicoïdales sur la pièce, par exemple des filets et des vis sans fin cylindriques.
• Taillage: Une fraise avec un profil de référence effectue un mouvement de taillage en même temps que le mouvement d'avance.
• Fraisage de profil: Utilisation d'un outil ayant une forme spécifique à la pièce. Il sert à produire des surfaces droites (mouvement d'avance droit), symétriques par rapport à la rotation (mouvement d'avance circulaire) et des surfaces profilées incurvées dans n'importe quel plan (mouvement d'avance contrôlé).
• Fraisagede forme: Le mouvement d'avance est contrôlé dans un plan ou dans l'espace, ce qui permet d'obtenir la forme souhaitée de la pièce.

Outre les différents procédés de fraisage, on distingue également le fraisage en avalant et le fraisage en amont, en fonction du sens de rotation et d'avance de l'outil.

• Fraisagesynchronisé: Le sens de rotation de la fraise et le mouvement de la pièce sont alignés dans la zone d'engagement de l'outil.
• Fraisageen avalant: Le sens de rotation de la fraise et le mouvement de la pièce dans la zone d'engagement de l'outil sont opposés.

En comparaison directe, l'épaisseur des copeaux diminue progressivement entre l'entrée et la sortie de l'arête de coupe lors du fraisage en avalant, ce qui réduit également l'effort de coupe et empêche les effets dits de retour élastique. En outre, il n'y a pas de vibrations de broutage. Il en résulte généralement une meilleure qualité de surface, raison pour laquelle ce procédé est utilisé de préférence pour la finition.

Géométries complexes : Comment fonctionne la production de composants

Depuis des décennies, le fraisage est la méthode de choix dans l'usinage des métaux pour produire des corps géométriques à partir de pièces brutes. Pour ce faire, la pièce est serrée et usinée avec les outils de fraisage nécessaires. Selon le type de machine, cette opération est réalisée soit horizontalement - la broche avec l'outil est introduite par le côté - soit verticalement. Dans ce cas, la broche est introduite par le haut. Sur les machines à commande numérique dotées d'une cinématique dans la tête de fraisage, l'outil peut être introduit dans la pièce dans n'importe quelle position angulaire. En fin de compte, c'est le composant qui décide de la meilleure orientation. Par exemple, la chute des copeaux est nettement meilleure avec le fraisage horizontal, ce qui est un avantage pour l'usinage des alésages.

3, 4 ou 5 axes : tout dépend de la pièce à usiner

Dans leur construction la plus simple, les fraiseuses sont conçues pour l'usinage à trois axes : L'outil se déplace sur la pièce dans les directions X, Y et Z. Sur les machines à 4 axes, un axe rotatif est ajouté, soit comme axe B dans la poupée, dans la table ou sous la forme d'une tête de division attachée. Cela permet de régler les outils à un certain angle sans avoir à les resserrer au préalable, comme c'est le cas avec le fraisage à 3 axes. Avec un deuxième axe rotatif, le fraisage à 5 axes est possible. Dans ce cas, la pièce peut être alignée dans presque toutes les directions. L'outil de fraisage peut atteindre cinq côtés et produire un composant presque entièrement. Un processus de resserrage n'est nécessaire que pour l'usinage du sixième côté au maximum. Le fraisage simultané à 5 axes, dans lequel tous les axes sont interpolés, a évolué à partir du fraisage à 5 axes. Si la cinématique est logée dans la table, la pièce est déplacée en continu dans toutes les directions pendant que la fraise enlève de la matière. Avec la cinématique de la tête, le deuxième axe de rotation se trouve également dans la tête de fraisage. Cela permet d'obtenir des surfaces dites de forme libre, qui sont courantes dans la fabrication de moules, par exemple. Au fil du temps, le fraisage est devenu une technologie d'usinage extrêmement avancée, dotée de caractéristiques particulières. Le fraisage à grande vitesse, par exemple, utilise des vitesses de broche nettement plus élevées pour produire des surfaces de meilleure qualité - un gain de productivité car la quantité de post-traitement nécessaire est réduite.