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-
- 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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Autres facteurs du fraisage6. Définition de la position de l’arête de coupe
6.1 Angles de coupe
La géométrie de coupe d’une fraise à surfacer fait intervenir plusieurs angles pour déterminer la position de la plaquette dans un espace tridimensionnel. L’angle d’attaque κ a été défini (paragraphe 2.1) comme l’angle formé entre la surface usinée par la fraise et celle générée par l’arête de coupe principale. Quatre angles supplémentaires sont en outre nécessaires pour déterminer la position de la plaquette sur une fraise à surfacer (figures 35 et 36).
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Deux sont des angles fonctionnels : l’angle d’inclinaison (λs) et l’angle de coupe effectif (γ 0). Tout comme l’angle d’attaque, ils influent fortement sur la puissance de la machine nécessaire et le trajet d’évacuation des copeaux (figure 35).
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L’angle d’inclinaison et l’angle d’attaque affectent ensemble le schéma d’approche de l’arête de coupe principale, ainsi que le trajet suivi par les copeaux vers le haut, puis vers l’extérieur. À l’image de l’angle d’hélice sur les fraises périphériques, l’angle d’inclinaison joue un rôle important aux fortes profondeurs de coupe pour l’évacuation des copeaux. Il est mesuré dans un plan parallèle à l’arête de coupe principale et, du fait qu’il est positif, il diminue la force de l’impact lorsque l’arête pénètre dans le métal.
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L’angle de coupe effectif influe sur les forces de coupe tangentielles et, par voie de conséquence, sur la puissance machine nécessaire. Un angle de coupe positif réduit le besoin de puissance, dans la proportion d’environ 1,5 % pour chaque degré positif supplémentaire. Il est mesuré dans un plan perpendiculaire à l’arête de coupe principale.
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Les deux autres angles sont...
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