Fraisage et Tournage sur Mesure : Guide du Débutant pour la Coupe de Précision

L'enlèvement de matière par l'utilisation de fraises rotatives sur une machine est appelé fraisage. Cela s'effectue lorsque la fraise est avancée dans la pièce ; également en variant la direction sur un ou plusieurs axes, en variant la pression et la vitesse de la tête de coupe.

Une large gamme de machines et d'opérations relève du fraisage. Cela va de petites pièces individuelles à des opérations de fraisage lourd de grande envergure. Le fraisage figure parmi les procédés les plus couramment appliqués pour l'usinage de pièces courantes afin d'atteindre des tolérances précises.

D'autre part, le tournage est un procédé d'usinage où des outils de coupe, traditionnellement des plaquettes non rotatives, définissent des trajectoires hélicoïdales par des mouvements linéaires tandis que la pièce est maintenue en rotation. Le tournage désigne généralement les surfaces externes générées par l'action de coupe.

Notez que lorsque cette même coupe est utilisée sur des surfaces internes, comme divers types de trous, on parle d'alésage. On comprend ainsi comment l'expression « tournage et alésage » est devenue un terme pour une classe plus large de procédés appelée tourage.

Outillage des Machines de Fraisage

Une grande variété d'outils machines peut être utilisée pour le fraisage. Une fraiseuse était la famille d'outils machines d'origine. Dans les années 1960, l'invention du commande numérique par ordinateur (CNC) a transformé ces fraiseuses en centres d'usinage.

Ce sont des fraiseuses augmentées : magasins d'outils ou carrousels, systèmes de refroidissement, capacité CNC, enveloppes et changement automatique d'outils. Ces centres d'usinage ont ensuite été classés en centres verticaux (VMC) ou horizontaux (HMC). L'utilisation occasionnelle de fraiseuses dans des opérations de tournage et pour l'outillage tournant des tours a conduit à l'intégration du fraisage dans le monde du tournage.

Comme mentionné, le fraisage est un procédé de coupe qui enlève de la matière de la surface d'une pièce grâce au travail de la fraise. Cette fraise est un outil rotatif doté de plusieurs arêtes de coupe. Il diffère du perçage, où l'outil est pressé vers l'avant le long de son axe de rotation. En fraisage, la fraise se déplace perpendiculairement à l'axe, permettant la coupe sur la circonférence de l'outil.

Outillage par Éclatement (Formation de Copeaux)

À chaque pénétration répétée de la fraise dans la pièce, ses arêtes de coupe pénètrent le matériau. À chaque passage, des copeaux (sciure ou copeaux métalliques) se détachent du matériau par l'arête de coupe des dents ou goujures. Cela peut être vu comme une déformation du matériau, de minuscules parties étant enlevées par morceaux qui finissent par former des copeaux. Cette formation de copeaux rend la coupe des métaux mécaniquement différente de celle des matériaux plus tendres.

Le fraisage enlève de la matière par de multiples petites coupes distinctes. Pour cela, on utilise une fraise à plusieurs dents. Celle-ci tourne à très haute vitesse, ou la pièce est lentement pressée vers la fraise.

Certains procédés combinent les trois : fraise à plusieurs dents, rotation à grande vitesse et avance lente de la pièce. La vitesse de progression de la pièce par rapport à la fraise est appelée vitesse d'avance ou simplement avance. Elle se mesure par la longueur de matériau pour chaque tour complet de la fraise. Avances et vitesses sont ajustables et s'adaptent à de nombreuses variables.

Le Tournage, l'Autre Pôle de l'Usinage

Il y a deux façons de réaliser le tournage : manuel ou automatisé. En manuel, c'est en mode tour et cela demande une supervision constante de l'opérateur. En automatisé, cette supervision constante est éliminée. Le CNC (Commande Numérique par Ordinateur) est la forme d'automatisation la plus utilisée. En tournage, l'outil de coupe se déplace sur plusieurs axes, généralement pas plus de trois, tandis que la pièce est maintenue en position relativement rigide. Cela produit des profondeurs et diamètres très précis.

Un tour est généralement utilisé pour le tournage. C'est probablement le plus ancien des outils machines et il existe en différents types : tournage conique, tournage droit, rainurage externe ou profilage. Avec ceux-ci, diverses formes (coniques, droites, rainurées, courbes) ont été produites. Les tours servaient autrefois à produire des figures géométriques très complexes, même des solides platoniciens. Depuis l'avènement du CNC, il est inhabituel de voir des processus de tournage manuels.

Généralement, la coupe utilise des outils de coupe simples à un seul point, où chaque ensemble de pièce a un ensemble maximal d'angles développés au fil du temps. Les axes de mouvement des outils peuvent être littéralement droits ou parcourir une série de chemins courbes ou d'angles. Quel que soit leur mouvement – droit, courbe ou angulaire – ces mouvements sont essentiellement de nature linéaire au sens non mathématique.

Choisir entre Fraisage et Tournage

Comment savoir si vous devez utiliser un procédé de fraisage ou de tournage pour fabriquer une pièce ? Vous voulez sûrement connaître le procédé le plus efficace pour votre travail. C'est en quelque sorte demander la différence entre les deux options d'usinage.

En tournage, des outils de coupe stationnaires enlèvent de la matière d'une pièce montée sur un mandrin rotatif. Donné cela, il est beaucoup plus facile d'usiner une pièce ayant une symétrie par rapport à son axe central. Typiquement, les pièces tournées sont à la fois moins chères et plus rapidement produites que les pièces fraisées. Ce sera le cas dans tout atelier de prototypage – Zero Hour Parts ou autres entreprises réputées.

Cependant, bien que le fraisage soit le procédé d'usinage le plus populaire, l'accès à l'outil peut poser un obstacle majeur dans la conception. Vous n'avez que trois axes X, Y et Z, rendant l'accès à certaines zones impossible. Si la pièce ne doit être tournée qu'une fois, ce n'est pas un problème. Mais en cas de rotations multiples, un problème survient qui augmente les heures d'usinage et le coût de main-d'œuvre.

Conclusion

La différence fondamentale entre le tournage et le fraisage est que dans le tournage, la pièce à usiner tourne. En fraisage, ce sont les outils qui tournent tandis que la pièce reste stationnaire. Le tournage convient parfaitement aux pièces cylindriques, pour réduire le diamètre d'un cylindre. L'implication est que les pièces plus complexes et détaillées destinées à des volumes de production plus élevés s'en sortiront mieux avec une machine de tournage.