Fraisage en face expliqué : Processus, sélection d'outils et conseils d'experts

Le fraisage est l'un des divers procédés d'usinage utilisés en CNC. Bien qu'il existe diverses opérations de fraisage, cet article traite de la technique de fraisage en face (face milling).

Nous aborderons les types d'opérations de fraisage, comment sélectionner le bon outil pour le fraisage en face, et bien d'autres aspects du procédé. Si vous voulez tout savoir sur le fraisage en face, c'est le guide ultime.

Qu'est-ce que le fraisage en face ?

Le fraisage en face est une technique d'usinage utilisée pour aplatir et lisser la surface des pièces. Les opérateurs utilisent deux types de machines : centre d'usinage ou fraiseuse. La différence majeure avec les techniques de fraisage traditionnelles : la machine est perpendiculaire à la pièce. Le dessus de l'outil fraise la pièce au lieu du côté utilisé dans les autres techniques.

Le processus peut être manuel ou automatique. La différence est juste le taux d'avance. En manuel, l'opérateur doit arrêter la machine répétitivement pour déplacer la pièce sur la table ; en automatique, l'avance est plus constante, moins sujette aux erreurs ou mauvaises coupes.

Le processus utilise divers outils de fraisage en face : fraises à surfacer (shell mills), fraises en bout (end mills), fraises volantes (fly cutters). La machine fait tourner l'outil dans le sens antihoraire et déplace la pièce à travers ses dents.

Après cette introduction, voyons comment le processus fonctionne.

Comment fonctionne le fraisage en face ?

Les opérateurs divisent le processus en quatre segments :

1. Positionnement de la pièce

Avant de commencer, s'assurer que la pièce est bien fixée à la table de la machine. La fixer fermement pour éviter tout glissement.

2. Positionnement de la fraiseuse

Placer la fraiseuse perpendiculairement à la pièce. Ainsi, le dessus de la fraise travaille le matériau.

3. Réglage de l'avance et de la vitesse de broche

Ajuster l'avance et la vitesse de déplacement de l'outil (vitesse de broche). Ces deux paramètres sont vitaux pour que la machine coupe à la bonne position.

4. Usinage

Après mise en place, l'usinage commence. Pour le CNC, l'ordinateur a reçu le code du processus et fait tout le travail pour usiner la forme désirée sur la pièce.

Sélection du bon outil pour le fraisage en face

Le succès de tout fraisage en face dépend de l'outil utilisé. Avant les conseils de sélection, connaissons les différents outils. Trois outils majeurs : fraises à surfacer, fraises en bout, fraises volantes.

1. Fraises à surfacer (Shell Mills)

Le choix de référence pour le fraisage en face. Avec plusieurs dents et inserts sur les arêtes, une fraise à surfacer est parfaite pour créer des finitions de surface cohérentes. Sa conception contrôle la quantité de matière enlevée à la fois. Adaptée à une variété de matériaux. Cependant, ses inserts peuvent nécessiter des changements fréquents selon la dureté du matériau.

2. Fraises en bout (End Mills)

Ont un tranchant les rendant adaptées pour des finitions complexes sur une pièce. Mais pour enlever de gros volumes de matière, ce n'est pas un bon choix. L'outil n'est pas très résistant, limitant les options de matériaux.

3. Fraises volantes (Fly Cutters)

Contrairement aux fraises à surfacer et en bout, les fraises volantes n'ont qu'un seul tranchant et un insert. Cependant, elles sont avantageuses pour produire de fines finitions sans consommer beaucoup de puissance. En échange, elles opèrent à des vitesses bien plus basses. Pour des finitions plus fines avec faible consommation, la fraise volante est un choix disponible.

Conseils pour choisir le bon outil

Maintenant que nous avons expliqué les types de fraises en face, voici comment choisir les meilleurs outils pour différentes opérations :

1. Pour matériaux durs : la meilleure fraise est la fraise à surfacer. Ses multiples arêtes permettent d'enlever plus de matière à la fois.
2. Pour matériaux tendres : la fraise volante est le meilleur outil.
3. Pour créations esthétiques par fraisage en face : la fraise en bout est la meilleure. Ses multiples dents sur la queue conviennent pour divers designs.
4. Facteur : angle d'entrée de l'outil dans la pièce. La plupart entrent à 45° ou 90°. Certains dans la plage 10–65°.
5. En fraisage en face, s'assurer que la broche correspond à la vitesse de la machine. Sinon, les fraises s'usent facilement.



6. Le mode CNC du fraisage en face est préférable au manuel. En manuel, on sort et rentre constamment du chemin de coupe, stressant le tranchant sur la pièce.
7. Ne pas fraiser en face sur trous ou rainures de la pièce : cela cause sorties et rentrées de la pièce.

4 types d'opérations de fraisage en face

Différents types d'opérations que les opérateurs utilisent régulièrement. Cette section explique ces procédures et les meilleurs conseils d'optimisation pour chacune.

1. Fraisage en face général (General Face Milling)

Procédure générale sans considérations spéciales. L'angle d'entrée est très important ; les outils à 45° sont les meilleurs.

Autres conseils d'optimisation :

• Le diamètre de la fraise doit être plus grand que la pièce (au moins 20 % et max 50 %).
• Le point d'entrée doit être décentré pour que le copeau de sortie soit le plus fin possible.
• Ne pas oublier la taille de la broche et la puissance de la machine.

2. Fraisage en face lourd (Heavy Duty Face Milling)

Implique gros matériaux et grands centres d'usinage. Besoin d'enlever de grandes quantités de matière, nécessitant beaucoup de puissance.

Pour cette procédure, fraises à 60° d'entrée sont le meilleur choix. Elles ont des avances élevées, augmentant productivité et enlèvement de matière.

Autres conseils :

• Génère énormément de chaleur. Si changement d'inserts en cours, porter gants.
• Génère beaucoup de copeaux. Peuvent encombrer l'espace et réentrer dans le chemin de coupe. Recoupe constante = usure des inserts. Débarrasser l'espace de travail.

3. Fraisage à avance élevée (High Feed Milling)

Procédures exigeant vitesses de coupe et avances élevées. Généralement vitesses > 1000 m/min. Fraises à avance élevée et angle d'entrée bas sont le meilleur choix. Seule chose notable : le degré d'entrée. Angle ~10° préféré pour l'avance élevée qu'il permet.

4. Finition avec inserts essuie-glace (Finishing with Wiper Inserts)

En utilisant inserts essuie-glace (wiper inserts) avec inserts standards, on peut aussi utiliser le fraisage en face pour designs de finition esthétique. Inserts essuie-glace = principalement pour finition de surface. Différentes longueurs, versions main gauche/droite. Nécessité dépend du type d'insert standard. Plus l'avance par tour de l'insert standard est élevée, plus le besoin d'essuie-glace est grand.

Fraisage en face vs Fraisage périphérique : Quelle différence ?

Fraisage en face et fraisage périphérique sont les deux types principaux. Les deux reposent sur le même principe de base : outil rotatif enlevant de la matière de la surface. Mais la façon diffère. Points de différenciation :

• En fraisage en face : machine/centre perpendiculaire à la pièce. En fraisage périphérique : fraise parallèle à la pièce.
• En fraisage en face : seul le dessus de l'outil fait l'action. En périphérique : les côtés de la pièce sont aussi impliqués.
• Fraisage en face : machines à broches horizontales et verticales. Périphérique : limité aux broches horizontales.
• Fraisage en face : usinage de surface, enlèvement de petites quantités. Périphérique : enlèvement de grandes quantités.
• Fraisage en face : outils avec arêtes de coupe sur côtés et face. Périphérique : généralement seulement sur les côtés.

Conseils pratiques pour optimiser les processus de fraisage en face

Conseils transversaux à tous types de fraisage en face :

1. L'outillage est vital

S'assurer que l'outil convient au processus. Bons outils = meilleure productivité, travail plus fluide.

2. Avoir une configuration spécifique pour le fraisage en face

Ne pas utiliser la même configuration que pour d'autres procédés. Configurations dédiées pour chaque type d'usinage. Augmente la précision.

3. Vérifier les paramètres de fraisage

Divers paramètres techniques : profondeur de coupe, avance par dent, avance par tour, etc. S'assurer que chacun est correct avant de commencer. Évite le gaspillage de matière.

4. S'assurer que les outils de coupe sont affûtés

Outils émoussés = ralentissement. Se cassent facilement face à matériaux durs. Vital : tous outils affûtés et prêts.

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Conclusion

Le fraisage en face est une procédure simple principalement pour lisser et finir les surfaces. Bien que les opérateurs utilisent diverses fraises, trouver le meilleur type pour une procédure est essentiel. Cet article aide à choisir les meilleures fraises, optimiser le processus, et bien plus.

FAQ

Quelle est la principale différence entre fraisage en face et fraisage en bout ?

Différence dans l'outil : fraises en face utilisent seulement le dessus pour couper ; fraises en bout utilisent le bout et les côtés.

Quels sont les différents outils pour le fraisage en face ?

Trois outils : fraises en bout, fraises volantes, fraises à surfacer.

Combien de types d'opérations de fraisage en face existent ?

Quatre : général, lourd, avance élevée, finition avec inserts essuie-glace.