Fonctionnement correct du fraisage conventionnel et du fraisage par escalade

Le fraisage joue un rôle essentiel dans l'industrie manufacturière, façonnant d'innombrables produits et composants que nous utilisons quotidiennement. Lorsque la précision est primordiale, il est essentiel de comprendre les nuances entre les différentes techniques de fraisage. L'une d'entre elles consiste à distinguer le fraisage conventionnel (ou fraisage vers le haut) du fraisage en aval (ou fraisage vers le bas).

Définitions du fraisage conventionnel et du fraisage par enlèvement de copeaux

Dans le domaine des opérations de fraisage, le sens de rotation de la fraise reste généralement constant. Cependant, la direction de l'avance peut varier. Cela a conduit à l'émergence de deux techniques de fraisage prédominantes : le fraisage conventionnel (également connu sous le nom de fraisage vers le haut) et le fraisage en aval (souvent appelé fraisage vers le bas).

Fraisage conventionnel (fraisage en amont)

On parle de fraisage conventionnel lorsque la fraise tourne dans le même sens que la pièce à usiner. En d'autres termes, la fraise tourne dans le sens inverse de l'avance.

Fraisage en montée (fraisage en descente)

En revanche, dans le cas du fraisage en avalant, la fraise tourne dans le sens inverse du déplacement de la pièce. Cela signifie que la fraise tourne dans le même sens que l'avance.

Remarque : Il est essentiel de comprendre que pour déterminer si une opération est un fraisage conventionnel ou en avalanche, il faut tenir compte du sens d'avance de la pièce, et non du sens d'avance de la fraise.

Méthodes d'identification pratiques

Lors du fraisage du contour extérieur d'une pièce (en supposant que la fraise tourne dans le sens des aiguilles d'une montre) :

• Si la direction de l'avance est dans le sens des aiguilles d'une montre le long du contour extérieur de la pièce, il s'agit d'un fraisage conventionnel.
• Si l'avance se fait dans le sens inverse des aiguilles d'une montre le long du contour extérieur de la pièce, il s'agit d'un fraisage en avalant.

D'autre part, lors du fraisage du contour intérieur d'une pièce (toujours en supposant que la fraise tourne dans le sens des aiguilles d'une montre) :

• Si la direction de l'avance est dans le sens inverse des aiguilles d'une montre le long du contour intérieur de la pièce, il s'agit d'un fraisage conventionnel.
• Si la direction de l'avance est dans le sens des aiguilles d'une montre le long du contour intérieur de la pièce, il s'agit d'un fraisage en avalant.

Caractéristiques du fraisage conventionnel et du fraisage par grimpage

Les opérations de fraisage, qu'elles soient conventionnelles ou ascendantes, présentent un ensemble unique d'avantages et de défis. La compréhension de ces caractéristiques peut aider les fabricants à prendre des décisions éclairées quant à la méthode à employer pour une tâche spécifique.

Caractéristiques du fraisage conventionnel (fraisage en amont)

Dans le cas du fraisage conventionnel, l'épaisseur du copeau diminue progressivement depuis le début de la coupe jusqu'à ce qu'elle atteigne zéro à la fin de la coupe. Cette absence de frottement empêche l'arête de coupe de racler et de frotter contre la surface de la pièce avant le début de la coupe proprement dite. En outre, comme les copeaux passent de l'épaisseur à la finesse lors du fraisage conventionnel, il y a moins de risques de formation de bavures lors de l'usinage de matériaux ductiles.

Comme le montre l'image ci-contre :

• La force verticale (FV) exerce une pression vers le bas sur la pièce à usiner, ce qui permet de la serrer fermement.
• La force horizontale (FH) se déplace dans la même direction que l'avance de la pièce. Cela peut être désavantageux car cela ne permet pas d'éliminer l'espace dans la vis d'entraînement de la table de la machine. Lorsque la force exercée par les dents de la fraise sur la pièce est importante, elle peut entraîner un broutage, ce qui compromet la régularité de la coupe.

Caractéristiques du fraisage en montée (fraisage en descente)

Dans le cas du fraisage en avalant, l'épaisseur du copeau part de zéro et augmente progressivement au fur et à mesure que la dent de la fraise tourne jusqu'à la fin de la coupe. La dent de la fraise n'entre pas immédiatement en contact avec la pièce, mais glisse sur la surface déjà usinée. Ce dérapage peut durcir la surface, détériorer sa qualité et accélérer l'usure de la dent de coupe.

Comme le montre l'image ci-contre :

• La force verticale (FV) a un effet de soulèvement de la pièce. Cette force ascendante a tendance à tirer la pièce hors de son collier, ce qui n'est pas propice à un serrage sûr.
• Inversement, la force horizontale (FH) se déplace dans la direction opposée à l'avance de la pièce. Ceci est bénéfique car cela permet d'éliminer l'écart dans la vis d'entraînement de la table de la machine, ce qui garantit une avance régulière et un minimum de vibrations.

Techniques de fraisage de la face frontale

Le fraisage de la face frontale, un aspect crucial du processus d'usinage, peut être abordé de différentes manières en fonction de la position relative de la fraise par rapport à la pièce à usiner. La compréhension de ces techniques et de leurs implications peut aider à obtenir des résultats optimaux.

Fraisage symétrique

Lorsque la pièce est positionnée au centre de la fraise, on parle de fraisage symétrique. Dans cette méthode, l'épaisseur du copeau reste constante à l'entrée et à la sortie de la coupe, ce qui permet d'obtenir une épaisseur de coupe moyenne importante.

Fraisage conventionnel asymétrique (fraisage vers le haut)

Dans cette technique, la fraise est décalée d'un côté du plan de symétrie de la pièce. Lorsque la fraise sort du matériau, l'épaisseur du copeau est minimale. Cette méthode est particulièrement adaptée aux matériaux tels que l'acier inoxydable, qui ont un coefficient de déformation élevé et sont sujets à l'écrouissage.

Fraisage asymétrique de la montée (fraisage vers le bas)

Ici, la fraise est également décalée d'un côté du plan de symétrie de la pièce. Cependant, lorsque la fraise pénètre dans le matériau, l'épaisseur du copeau est minimale. Il en résulte un impact initial plus faible, une force de coupe constante et un processus de fraisage plus doux. Cette technique est particulièrement efficace pour l'usinage de l'acier au carbone et de l'acier faiblement allié à haute résistance.

La règle d'or du fraisage : De l'épaisseur à la finesse

La formation de copeaux est une considération primordiale lors du fraisage. La position de la fraise joue un rôle décisif dans la formation des copeaux. Il est essentiel de veiller à ce qu'un copeau épais se forme lorsque l'arête de la fraise pénètre dans le matériau et un copeau fin lorsqu'elle en sort. Ce principe "d'épais à fin" garantit un processus de fraisage stable, en veillant à ce que l'épaisseur du copeau soit aussi faible que possible à la sortie de la fraise. Cette approche permet non seulement d'améliorer la qualité du produit fini, mais aussi de prolonger la durée de vie des outils de fraisage.

Conseils pour choisir entre le fraisage conventionnel et le fraisage par enlèvement de copeaux

Le choix de la bonne technique de fraisage est crucial pour obtenir les résultats souhaités. Le choix entre le fraisage conventionnel (fraisage vers le haut) et le fraisage en aval (fraisage vers le bas) dépend de plusieurs facteurs, dont le matériau à usiner et les défis spécifiques rencontrés au cours du processus d'usinage.

En fonction des caractéristiques du matériau

• Conditions d'usinage standard : Lorsque la machine-outil, le dispositif de fixation et la pièce à usiner sont autorisés, le fraisage conventionnel est souvent la méthode préférée. En effet, elle tend à augmenter la durée de vie de la fraise et à améliorer la qualité de la surface de la pièce usinée.
• Présence d'imperfections de surface : Si la surface de la pièce présente des imperfections telles que des écailles (peau noire), des couches durcies ou des irrégularités importantes, il est recommandé de procéder à un fraisage en avalant. En effet, lors du fraisage en avalant, les dents de la fraise s'engagent dans la surface déjà usinée, ce qui réduit le risque d'écaillage de l'outil.
• Usinage de matériaux difficiles (ayant une forte tendance à durcir) : Pour les matériaux difficiles à usiner en raison de leur tendance au durcissement, le fraisage conventionnel est conseillé. Cette méthode permet non seulement de minimiser la déformation de la coupe, mais aussi de réduire la résistance à la coupe.
• Usinage des alliages à haute température avec des fraises en céramique : Lorsqu'on utilise des outils de coupe en céramique pour usiner des alliages à haute température, il est conseillé de procéder à un fraisage en avalant. Les outils en céramique sont sensibles à l'impact généré lorsqu'ils pénètrent dans la pièce à usiner, ce qui fait du fraisage en avalant un choix plus approprié.

Basé sur les défis de l'usinage

• Dommages ou usure de l'extrémité arrière de l'outil : Si l'usure du bord de fuite de l'outil est perceptible, il est préférable d'opter pour le fraisage conventionnel. Cette approche permet d'éviter des problèmes tels que le raclage de l'outil et l'usure excessive causée par l'écrasement.
• Vibration due au dépassement de l'outil : Dans l'usinage de précision, s'il y a un surplomb important de l'outil entraînant des vibrations, le fraisage en avalanche est la solution à retenir.
• Vibrations dues à une mauvaise rigidité de la broche : Dans les situations où il y a un manque de rigidité de la broche, en particulier pendant les processus d'usinage avec une résistance de coupe élevée (comme le fraisage d'épaulement), l'essai du fraisage en avalant peut être bénéfique.

La maîtrise du fraisage : L'engagement de Prototool en faveur de l'excellence

Le fraisage conventionnel et le fraisage en avalant sont des techniques fondamentales du processus de fraisage. Pour un fournisseur de services de fabrication de premier plan, la maîtrise de ces méthodes n'est pas négociable. Chez Prototool, non seulement nous comprenons les subtilités de ces techniques, mais nous excellons dans leur application. Forts de notre vaste expérience et de notre expertise, nous veillons à ce que chaque projet que nous entreprenons témoigne de notre engagement en faveur de la précision et de la qualité. Choisir Prototool, c'est choisir un partenaire qui s'est donné pour mission de maîtriser les techniques de base, afin de donner vie à vos projets avec une précision et une finesse inégalées.