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En anglais
Auteur(s)
-
- Société SANDVIK-COROMANT
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Lire l’articleINTRODUCTION
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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Positionnement de la fraise
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4. Puissances et pression de fraisage
4.1 Pression de coupe spécifique
La pression de coupe spécifique (Kc) est un important facteur pour ce qui est de permettre de calculer la puissance nécessaire pour une opération de fraisage, un facteur qui donne une mesure de l’usinabilité d’une matière donnée compte tenu de la géométrie et de l’épaisseur de copeaux choisies.
La pression de coupe spécifique est, par définition, la force (tangentielle) nécessaire pour détacher un copeau d’une section transversale de 1 millimètre carré. Dans la pratique, c’est la force de coupe (Fc) requise, divisée par la surface du copeau non déformé (A ) (figure 19). Elle est mesurée en N/mm2. Pour un acier à moyenne teneur en carbone, elle est de 2 000 N/mm2, tandis que, pour un alliage d’aluminium type, elle n’est plus que de 800 N/mm2.
Elle est donnée par des tables établies principalement en fonction de différents types de matières à usiner, mais aussi pour permettre de la régler par l’intermédiaire de l’angle de coupe effectif et de l’épaisseur moyenne de copeau. Plus l’angle de coupe est positif, plus la force de coupe spécifique diminue. Un facteur de correction X est fourni dans le tableau 3. La pression de coupe spécifique diminue également lorsque la vitesse de coupe augmente, mais est relativement constante dans les plages de vitesses élevées propres aux matériaux de coupe modernes.
Le rapport entre la pression de coupe spécifique et l’épaisseur des copeaux ressort de ce que nous avons dit précédemment quant à l’importance d’avoir une épaisseur moyenne de copeau suffisante pour obtenir des performances de coupe satisfaisantes.
La pression de coupe spécifique diminue quand cette épaisseur augmente. Si des copeaux trop minces donnent ici des valeurs élevées, c’est parce que la force requise pour couper le métal n’est répartie que sur une faible section transversale du copeau.
Un facteur de correction y est fourni par le diagramme de la figure 20.
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