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Auteur(s)
-
- Société SANDVIK-COROMANT
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Le fraisage est, dans son principe, un procédé de fabrication mécanique par coupe (enlèvement de matière) faisant intervenir, en coordination, le mouvement de rotation d’un outil à plusieurs arêtes (mouvement de coupe) et l’avance rectiligne d’une pièce (dit mouvement d’avance). Aujourd’hui, toutefois, on a également un déplacement de l’outil par rapport à la pièce, lequel peut s’effectuer pratiquement dans n’importe quelle direction. L’outil de fraisage, la fraise, comporte plusieurs arêtes de coupe dont chacune enlève une certaine quantité de métal sous forme de copeaux. Les avantages du fraisage sont un rendement élevé, un bon fini de surface et une haute précision, ainsi qu’une grande souplesse au niveau de la génération de différentes formes. Le plus souvent, le fraisage est utilisé pour produire des surfaces planes, des épaulements et des gorges, mais son efficacité en contournage va croissante grâce à l’utilisation des techniques CNC (Computerized Numerical Control).
Le fraisage est en passe de devenir une méthode d’usinage de plus en plus universelle, disposant d’une gamme toujours plus étendue de machines, de systèmes de commande et d’outils de coupe. Par exemple, les centres d’usinage utilisent largement le fraisage et ont donc besoin, dans ce domaine, d’une grande diversité d’outils. Le fraisage s’effectue donc sur différents types de machines, allant des fraiseuses conventionnelles dont la conception date du début du siècle jusqu’aux machines CNC sophistiquées à axes multiples.
Comme nous le verrons, le fraisage permet non seulement d’effectuer une grande diversité d’opérations, mais fait également intervenir de nombreux types de machines, d’outils et de pièces. Il est très largement influencé par l’état des équipements utilisés et de la pièce usinée, et exige de l’opérateur une connaissance approfondie des différentes limitations existantes.
C’est à partir du plan de la pièce et sur la base des impératifs de production que l’on choisit le type d’opération et d’outil de fraisage. Les méthodes conventionnelles doivent toujours ici être remises en question du fait des perspectives nouvelles ouvertes au fraisage en raison des développements intervenus au fil des années.
Il faut donc étudier le type d’usinage concerné afin de déterminer comment l’exécuter au mieux, ce qui permettra un double gain de temps et de qualité au niveau du résultat. Il convient également d’envisager si une seule ou plusieurs opérations sont nécessaires.
Lorsqu’il est décidé qu’une pièce doit être usinée par fraisage, l’étape suivante consiste à choisir la machine appropriée : fraiseuse horizontale, verticale, universelle, à portique, à commande numérique ou centre d’usinage, c’est-à-dire la meilleure solution pour l’opération en question. Une fois obtenue une bonne compatibilité entre les paramètres d’usinage et les capacités de la machine choisie, il convient de déterminer divers facteurs tels que stabilité, précision et fini de surface désiré. L’instabilité est la principale menace en usinage des métaux par enlèvement de copeaux, non seulement pour la qualité des résultats obtenus, mais également en ce qui concerne la durée de vie et les performances de l’outil, quelle que soit par ailleurs l’aptitude de la machine et de l’outil à l’utilisation qui en est faite.
L’objectif de cette rubrique est d’exposer dans un premier article les principes généraux de ce procédé complexe [BM 7 082]. Puis nous présenterons de manière détaillée les divers types d’opération et les aspects complémentaires de ce procédé d’usinage .
Pour plus de détails, le lecteur pourra consulter, dans ce traité, les articles :
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Principes de base du fraisage
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8. Annexe : état de surface d’une pièce usinée ; aspects et facteurs principaux
Lorsque la qualité du fini de surface augmente, les coûts d’usinage en font généralement autant. C’est pourquoi il est vital de spécifier les paramètres de structure superficielle, compte tenu des exigences propres aux pièces concernées. La plupart des méthodes d’usinage laissent des traces caractéristiques à la fois visibles et mesurables sur la surface de la pièce, ce qui souligne donc la nécessité de méthodes de contrôle oculaire adaptées aux critères de conception de la pièce. Une pièce surfacée peut présenter des traces visibles bien définies, dues à l’arête de coupe, mais tout en demeurant dans les limites des critères de conception mesurables.
La technologie moderne des outils de coupe a établi une relation entre les critères conventionnels fréquemment utilisés et la structure superficielle de la pièce usinée, encore que ces critères ne soient pas particulièrement précis.
Prenons par exemple la distinction faite entre l’usinage de métaux par enlèvement de copeaux et par meulage. Les recommandations actuelles diffèrent ici considérablement de ce qu’elles étaient jadis. Les plaquettes en nitrure de bore cubique, en cermet ou diamant sont beaucoup plus efficaces dans de nombreuses opérations de fraisage et de tournage. Même les pièces trempées peuvent être usinées dans de bien meilleures conditions de rendement que par meulage. Dans un grand nombre de contextes de production, la rectification finale est désormais totalement éliminée. C’est donc aujourd’hui sur la base de différentes variables que l’on adapte les opérations d’usinage aux critères de conception de chaque pièce concernée.
Non seulement le développement des outils de coupe a considérablement modifié les bases de sélection de la méthode d’usinage, mais les machines, les systèmes de commande et les équipements de mesure sont aujourd’hui d’une classe tout à fait différente. Les anciennes règles précisant combien de minutes il fallait pour obtenir une certaine structure superficielle par meulage ou tournage ne sont plus applicables.
Cela étant, l’usure, le manque de stabilité ou d’entretien et divers autres facteurs affectent le résultat final. C’est en fait la stabilité d’ensemble du système d’usinage qui compte en premier lieu pour ce qui est de garantir un fini de surface de bonne qualité et toujours le même.
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