Maîtrise du fraisage CNC : Choisir entre fraisage en aval et fraisage en contre pour des résultats optimaux

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Les experts utilisent d'innombrables techniques de fraisage CNC pour tirer le meilleur parti de leur machine, selon la taille, la forme, les caractéristiques et le matériau de la pièce à usiner. L'une de ces techniques employées dans l'industrie de l'usinage est l'utilisation de différentes approches de coupe, à savoir le fraisage en aval et le fraisage en contre. Choisir le bon type d'approche de coupe pour une application spécifique joue un rôle crucial dans la réussite de votre usinage. Pour mettre les choses en perspective, voici les définitions de chacune :

Fraisage en aval (Down Milling)

Également appelé fraisage en montée (climb milling). Cette approche consiste à faire avancer la pièce dans le même sens que la rotation de l'outil de coupe, ce qui génère une force de coupe vers le bas. L'engagement de la fraise avec la pièce à son entrée enlève la quantité maximale de matière, qui diminue progressivement jusqu'à zéro au fur et à mesure de la rotation de la fraise. Le fait d'avoir le même sens pour l'avance et la rotation de l'outil de coupe réduit la résistance entre la fraise et la pièce. Cela peut signifier une génération de chaleur moindre pendant le processus d'usinage.

Fraisage en contre (Back Milling)

Également appelé fraisage en remontée (up milling). Cette approche est connue comme la méthode conventionnelle de fraisage qui consiste à faire avancer la pièce dans le sens opposé à la rotation de l'outil de coupe, provoquant une force de coupe vers le haut. Ici, l'outil de coupe est forcé contre la pièce lors de l'engagement, produisant une friction relativement élevée, et par conséquent, une plus grande quantité de chaleur. En fraisage en remontée, contrairement au fraisage en aval, la fraise commence par enlever la quantité minimale de matière jusqu'à ce qu'elle enlève progressivement la quantité maximale au fur et à mesure de sa rotation.

WayKen propose une variété de services d'usinage CNC incluant le fraisage, le tournage, l'électroérosion (EDM) et l'électroérosion à fil, ainsi que le rectificage de surface.

Quelle est la différence entre le fraisage en remontée et le fraisage en aval ?

Ces deux méthodes diffèrent par leur mode d'avance. Pour expliquer davantage, voici une comparaison de leurs différences en termes d'engagement des dents, d'évacuation des copeaux, de forces de coupe, d'usure de l'outil et de refroidissement.

1. Engagement des dents

En raison du sens de coupe opposé du fraisage en contre, la charge de copeaux sur les dents est minimale. Cela signifie que lorsqu'une dent s'engage avec la pièce, l'épaisseur du copeau augmente de zéro au maximum. Alors qu'en fraisage en aval, une dent de l'outil de coupe commence par couper un copeau de matière de l'épaisseur maximale à zéro au fur et à mesure que chaque dent s'engage avec la pièce.

Idéalement, pour garantir une excellente finition de surface, il est essentiel de considérer l'épaisseur de copeau la plus faible possible à la fin de la coupe. C'est pourquoi le fraisage en contre est privilégié pour les opérations d'ébauche, et le fraisage en aval pour les opérations de finition.

2. Évacuation des copeaux

Une autre distinction à connaître entre ces deux approches de fraisage est que les copeaux résultants se séparent de la pièce différemment. Les copeaux lors d'un processus de fraisage en contre sont projetés vers le haut, tandis que dans le processus de fraisage en aval, les copeaux se séparent vers le bas. Cela signifie qu'en fraisage en remontée, les copeaux ont tendance à s'accumuler dans la zone de coupe et peuvent étouffer ou être entraînés avec le tranchant pendant l'opération de fraisage, ce qui compromet la finition de surface. D'autre part, en fraisage en aval, les copeaux quittent la pièce facilement sans trop interférer avec la coupe. C'est pourquoi le fraisage en aval est considéré comme plus adapté à la gestion des copeaux.

3. Forces de coupe

En lien avec l'entrée et la sortie de l'outil de coupe dans les deux approches, leurs forces de coupe varient également. La force de coupe en fraisage en contre commence de zéro au maximum, tandis que pour le fraisage en aval, elle commence du maximum à zéro. En raison de la manière dont la matière est coupée dans une opération de fraisage en aval, une consommation d'énergie relativement faible peut être atteinte pour le fraisage CNC.

De plus, la force de coupe en fraisage en contre est dirigée vers le côté opposé, ayant tendance à soulever la pièce de son serrage. En revanche, la force de coupe en fraisage en aval est dirigée vers le bas, ce qui sécurise le serrage de la pièce, réduisant les risques d'arrachement de la pièce.

4. Usure de l'outil

Puisque le fraisage en contre coupe dans un sens opposé, il subit une friction plus élevée, ce qui entraîne une plus grande probabilité d'usure du tranchant. Alors qu'en fraisage en aval, l'usure de l'outil est relativement minimisée car il coupe la matière dans le même sens que son avance.

Quand utiliser le fraisage en contre et le fraisage en remontée ?

En fraisage CNC, le fraisage en aval et le fraisage en contre offrent chacun un avantage dans une situation et une application données. Voici leurs bénéfices et les circonstances dans lesquelles ils sont le mieux utilisés :

Avantages du fraisage en contre

Le fraisage en contre ou en remontée est la méthode traditionnelle de fraisage à l'époque où les machines n'étaient pas encore équipées d'éliminateurs de jeu. Les forces opposées dans cette approche éliminent les erreurs qu'un jeu de machine peut causer.

Cette approche de fraisage est privilégiée pour répondre aux exigences robustes de l'ébauche de pièces en matériaux durs et fragiles (par exemple, trempés, moulés ou forgés). En plus de son application en ébauche, les machinistes ont tendance à régler leur approche de coupe sur le fraisage en contre lors de l'usinage de parois minces et de surfaces étendues. La raison en est que la déflexion est minimisée en raison des forces opposées pendant la coupe.

Avantages du fraisage en aval

Au fil du temps, la technologie derrière la machine de fraisage CNC a évolué, des éliminateurs de jeu sont intégrés dans leurs mécanismes, permettant aux machinistes d'utiliser le fraisage en aval dans leurs processus.

Le fraisage en aval est considéré comme le moyen le plus efficace d'usiner des pièces dans des circonstances normales car généralement :

● Il a une charge réduite sur le tranchant, ce qui entraîne une usure de l'outil moindre et une durée de vie plus longue.
● Il produit une finition de surface lisse grâce à son approche de coupe (épais à fin).
● Il génère moins de chaleur que le fraisage en contre.
● Il nécessite un dispositif de serrage de pièce moins critique.
● Il a une meilleure évacuation des copeaux.

Avec tous ces avantages, il y a encore des points sur lesquels être vigilant en fraisage en aval. Ce sont le jeu de la machine et la déflexion à la fois de l'outil ou de la pièce.

Conclusion :

Le fraisage en aval et le fraisage en contre sont deux approches différentes utilisées pour fournir des services de fraisage CNC, offrant chacune un avantage dans une situation ou une application donnée. La distinction fondamentale entre ces deux est leur sens de coupe et d'avance. En fraisage en aval, la matière est fournie dans le même sens que la rotation de l'outil de coupe. D'autre part, en fraisage en contre, la matière est avancée dans le sens opposé à la rotation de l'outil de coupe.

De la discussion ci-dessus, voici ce que nous pouvons conclure :

● Le fraisage en aval est un processus privilégié lorsqu'une finition de surface lisse est souhaitée, tandis que le fraisage en contre est pour les opérations d'ébauche.
● Le fraisage en aval a une meilleure génération de chaleur, une charge moindre et une meilleure évacuation des copeaux.
● Le fraisage en contre est un bon processus pour minimiser le jeu de la machine et la déflexion.