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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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Définition de la position de l’arête de coupe
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5. Positionnement de la fraise
5.1 Principes généraux
Comme nous l’avons vu précédemment, le début et la fin de la coupe sont des points importants au niveau de la définition de l’opération de fraisage. Il est généralement toujours important de parvenir à un rapport correct entre la direction de l’avance, le sens de rotation et l’épaisseur de copeau quel que soit le type de fraisage. La position de la fraise par rapport à la pièce est un autre élément important. Ces facteurs doivent donc être correctement déterminés, tout spécialement en surfaçage où la marge de manœuvre est la plus grande à cet égard.
En surfaçage, la largeur de la pièce a une influence sur le choix de la taille de fraise.
Le contact initial entre l’arête de coupe et la pièce est un élément critique, où les facteurs déterminants sont la géométrie de coupe, la position de la fraise et sa taille (figure 29).
Le diamètre d’une fraise à surfacer doit être au moins supérieur de 25 % à la largeur de la pièce et le choix prioritaire doit être le fraisage en avalant. On choisit un engagement immédiat à pleine profondeur de coupe pour éliminer les problèmes dus à des copeaux trop épais en fin de coupe. Il est en effet toujours préférable d’avoir ici des copeaux plus minces, qui imposent de moindres contraintes à l’arête de coupe.
HAUT DE PAGE5.2 Début et fin de coupe
Prenons l’exemple d’une fraise à surfacer excentrée par rapport à la ligne de coupe initiale sur la pièce (figure 30 a ). La coupe débute de telle sorte que l’arête de coupe extérieure la plus vulnérable est exposée au premier choc au contact de la pièce du fait de la rotation de la fraise. L’angle de pénétration est positif. Si l’outil est centré par rapport à la pièce (figure 30 b ), le contact initial intervient plus loin sur l’arête de coupe, où celle-ci est mieux soutenue. L’angle de pénétration est négatif et la coupe démarre dans de meilleures conditions. Toutefois, si l’arête...
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