Fondamentaux du fraisage en face : ce que les concepteurs doivent savoir

L'industrie manufacturière a parcouru un long chemin et a vu beaucoup d'avancées au fil des ans pour devenir ce que nous avons aujourd'hui. Par exemple, au 18e siècle, des ouvriers qualifiés fabriquaient des pièces avec des outils manuels conventionnels. Malheureusement, non seulement ce processus causait de longs délais, mais il était aussi sujet à des erreurs coûteuses qui rendaient les pièces inutilisables.

Cependant, à ce jour, nous avons plusieurs technologies et procédés de fabrication capables de répondre aux exigences de conception les plus strictes. L'un de ces procédés est appelé fraisage en face.

Mais qu'est-ce que le fraisage en face, et comment fonctionne-t-il ? Cet article couvre tout ce que vous devez savoir sur ce procédé de fabrication intéressant.

Qu'est-ce que le fraisage en face ?

Le fraisage en face est un type de procédé de fraisage CNC – ce qui signifie qu'il implique l'enlèvement de portions de matière d'une pièce à l'aide d'outils de coupe. Cependant, contrairement au fraisage conventionnel, ce procédé implique de positionner l'outil de coupe de sorte que son axe de rotation (ou axe de la fraise) soit perpendiculaire à la pièce, comme indiqué ci-dessous.

Figure 1 : Le procédé de fraisage en face

Remarquez comment l'outil de coupe multi-dents est positionné face vers le bas vers le haut de la pièce. Ce procédé enlève la matière en faisant tourner l'outil de coupe dans le sens antihoraire pendant que la pièce se déplace à travers l'outil de coupe.

Fraisage en face vs fraisage périphérique : quelle est la différence ?

Le fraisage en face et le fraisage périphérique sont les deux principaux types d'opérations de fraisage. Ils sont assez similaires dans leur mode de fonctionnement mais diffèrent dans leur configuration et leur adéquation pour la fabrication de caractéristiques. Par exemple, le fraisage périphérique a son outil de coupe placé parallèlement à la pièce, comme indiqué ci-dessous.

Figure 2 : Le procédé de fraisage périphérique

La configuration unique du fraisage périphérique assure que le côté de la fraise enlève le dessus de la pièce. En conséquence, le fraisage périphérique enlève efficacement de grandes quantités de matière d'une pièce. En revanche, le fraisage en face enlève une petite portion de matière en utilisant la pointe de la fraise, les rendant mieux adaptés aux applications nécessitant de fines finitions de surface.

Choisir l'outil de coupe idéal pour le fraisage en face

Le procédé de fraisage en face peut produire avec précision une large gamme de pièces et caractéristiques. Cependant, la réussite de ce procédé dépend aussi du choix de la fraise de fraisage en face idéale. Examinons trois fraises courantes.

Figure 3 : Fraises de fraisage en face

#1 Fraise à queue (End Mill)

Les fraises à queue comportent généralement des arêtes de coupe (ou dents) sur leur bout et leur queue, qu'elles utilisent pour créer des surfaces planes le long de l'axe de la broche rotative à haute vitesse. Cette conception unique les rend idéales pour créer des motifs complexes, de petites faces, des profils et des rainures pendant l'étape de finition de surface du développement de produit.

Figure 4 : Fraise à queue

Cependant, vous pourriez les trouver inefficaces quand vous devez enlever de gros volumes de matière pendant l'étape initiale d'usinage.

#2 Fraise coquille (Shell Mill)

Les fraises coquille sont les fraises les plus couramment utilisées pour les opérations de fraisage en face. Cet outil de coupe comporte plusieurs dents de coupe et plaquettes sur son bord extérieur, comme indiqué dans la figure ci-dessous.

Figure 5 : Fraise coquille

La conception unique de la fraise coquille offre des forces de coupe équilibrées et un contrôle précis sur la quantité de matière que la fraise enlève à haute vitesse. En conséquence, les machinistes optent généralement pour la fraise coquille pour obtenir des finitions de surface de haute qualité et constantes. Cependant, avec les fraises coquille, il peut y avoir un besoin occasionnel de changer les plaquettes selon le matériau de la pièce.

#3 Fraise à volant (Fly Cutter)

Une fraise à volant est un outil de coupe à point unique utilisé principalement pour l'usinage de grandes surfaces. Par « point unique », nous voulons dire que l'outil de coupe comporte un seul tranchant qui enlève des portions de matière à la fois.

Figure 6 : Fraise à volant

Contrairement aux fraises à queue et fraises coquille qui offrent des coupes et finitions impressionnantes à haute vitesse, une fraise à volant peut obtenir de meilleures coupes et finitions à des vitesses plus basses. Cela signifie qu'un machiniste aura besoin de moins de puissance pour créer des coupes de haute qualité avec la fraise à volant.

Les machinistes optent généralement pour les fraises à volant quand ils cherchent à obtenir une finition de surface fine, et que la vitesse n'est pas une préoccupation.

Conseils pour le fraisage en face

Le procédé de fraisage en face est un excellent moyen d'obtenir des produits hautement précis et rentables, tant que le machiniste est compétent et adhère aux règles essentielles. Les machinistes de premier ordre adhèrent aux conseils suivants pendant ce procédé :

• Utiliser la vitesse de rotation de broche recommandée pour éviter d'user l'outil de coupe.
• Toujours positionner l'outil de coupe décentré par rapport à la pièce, car cela fournit des copeaux fins – qui sont l'excès de matière formé comme sous-produit de l'opération de fraisage en face. Cette orientation assure des coupes plus nettes et des finitions plus fines.
• Éviter les entrées et sorties fréquentes de la pièce, car cela pourrait créer des contraintes sur le tranchant et affecter la précision de la pièce usinée.
• Ne pas effectuer d'opérations de fraisage sur des rainures ou des trous car ces bords causent aussi des entrées et sorties multiples sur la pièce.
• Utiliser la technologie de commande numérique par ordinateur (CNC) pour automatiser le processus de coupe, permettant des pièces hautement précises et exactes.

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