Tournage, fraisage et perçage :explication des processus d'usinage clés

Publié par Équipe de communication technique · 23 août 2024

Qu'est-ce que l'usinage ?

Dans un précédent blog, nous nous sommes concentrés sur l’avenir de l’impression 3D, également connue sous le nom de fabrication additive. La fabrication additive nécessite d’empiler des couches de matériaux pour former un objet 3D. L'usinage est une autre méthode de production du même objet. Au lieu d’ajouter de la matière, la suppression de matière permet d’obtenir la forme souhaitée. On pourrait dire que l'impression 3D, c'est comme poser des briques, tandis que l'usinage, c'est comme sculpter.

En usinage, plusieurs opérations se déroulent dans une séquence planifiée pour obtenir les meilleurs résultats. Nous couvrons trois des opérations les plus courantes :le tournage, le perçage et le fraisage. L'usinage est un processus de fabrication très courant et polyvalent. Ainsi, il est possible d’usiner différents types de matériaux grâce à ces trois méthodes. Les métaux, les plastiques, les composites et le bois sont tous des matériaux possibles pour les pièces à usiner.

Table des matières :

Machines-outils

Qu'est-ce que le tournage ?

Qu'est-ce que le forage ?

Qu'est-ce que le fraisage ?

Innovations d'usinage

Types de machines-outils

Outils à point unique -

• Processus de tournage :ce type d'outil fait tourner une pièce tandis que l'outil de coupe se déplace selon un mouvement linéaire. Ce processus peut être effectué manuellement ou automatiquement

Outils multipoints -

• Processus de perçage :l'outil crée ou affine des trous ronds dans une pièce. Cela se fait généralement à l'aide d'un outil rotatif doté de deux ou quatre arêtes coupantes hélicoïdales
• Processus de fraisage :ce type d'outil crée des conceptions en retirant de la matière de la pièce à travailler en faisant tourner un outil de coupe

Outils monopoint ou multipoint 

La forme souhaitée du matériau déterminera le type d’outils dont vous aurez besoin pour le travail. Les deux principaux types d’outils de coupe sont les outils à pointe unique et les outils multipoints. Utilisez des outils à pointe unique pour tourner, aléser et raboter. Utilisez des outils multipoints pour le fraisage et le perçage. Il est impératif d’utiliser et d’entretenir correctement les outils de coupe à des fins de qualité. Malheureusement, l'entretien adéquat des machines et des outils peut devenir coûteux.

L'outillage est disponible dans une variété de matériaux. Les plus courants sont le carbure et l'acier rapide. Vous pouvez choisir d'utiliser de l'acier rapide (HSS) pour le fraisage à usage général. Mais optez pour le carbure pour usiner des aciers à outils de plus en plus durs. 

Vitesse de coupe, avance, profondeur

La vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de passe sont autant de paramètres à prendre en compte lors de l'usinage. Le matériau de la pièce à usiner, le matériau de l'outillage et les dimensions influenceront ces paramètres. La vitesse de coupe fait référence à la vitesse à laquelle l'outil de coupe coupe le matériau de la pièce. Il est mesuré en pieds de surface par minute. L'avance de coupe fait référence à la vitesse à laquelle la pièce se déplace sur son axe vers l'outil de coupe. Il se mesure en pouces par minute.

Calculateurs de vitesses et d'avances

Calculateur de vitesse de rotation et d'avance

Calculateur de vitesse de perçage et d'avance

Calculateur de vitesse de fraisage et d'avance

Comme pour la sculpture artistique, la pièce subit d'abord une ou plusieurs ébauches. Leur objectif est de se rapprocher le plus possible de la forme et des dimensions finies. Après la phase d'ébauche, une coupe de finition est appliquée pour obtenir les dimensions, tolérances et état de surface finaux. Les coupes de finition sont généralement effectuées avec des avances et une profondeur faibles. L'application de liquide de coupe pendant les deux phases de coupe refroidit et lubrifie l'outil de coupe.

Tournage de machines

Le tournage implique la rotation de la pièce à travailler tandis que l'outil de coupe se déplace selon un mouvement linéaire. Il en résulte une forme cylindrique. Un tour est la machine de choix pour toutes les opérations de tournage.

Comme la plupart des opérations d’usinage, le tournage s’effectue soit manuellement, soit automatiquement. L’inconvénient du tournage manuel est qu’il nécessite une surveillance continue. Le tournage automatique ne le fait pas. Avec la commande numérique par ordinateur, ou CNC, vous programmez tous les mouvements, vitesses et changements d'outils dans un ordinateur. Ces instructions sont ensuite envoyées au tour pour être complétées. La CNC permet la cohérence et l'efficacité des séries de production élevées.

Les outils de coupe à pointe unique utilisés en tournage se présentent sous différentes formes. Ils sont placés sous différents angles pour obtenir divers résultats.

 Calculateur de vitesse de rotation et d'avance

Perçage à la machine 

 Le perçage crée un trou rond dans une pièce. Une perceuse à colonne ou une taraudeuse est conçue pour le perçage, mais ce processus peut également être effectué à l'aide d'une fraiseuse. Les copeaux sont des déchets métalliques produits lors de l'usinage d'une pièce. La forme du foret aide les copeaux à tomber de la pièce, gardant la pièce exempte de débris.

Placer le foret perpendiculairement à la pièce à usiner réduit la dérive ou l'alignement. Pour encore plus de précision, une opération de perçage à centrer est souvent ajoutée avant le perçage. Certaines opérations de forage nécessitent un forage angulaire. Le perçage angulaire nécessite un outillage spécial de maintien de la pièce. D'autres options incluent :la rotation de la tête sur une machine manuelle ou l'utilisation de plusieurs axes sur une machine CNC. 

Les moyens d'éviter la dérive comprennent :

• Coulage/moulage/forgeage d'une marque
• Poinçonnage au centre
• Perçage par points/perçage au centre
• Spot face

Comme pour les opérations de tournage, différents forets existent pour des opérations de perçage spécifiques. Vous trouverez ci-dessous quelques forets spéciaux ainsi que leurs utilisations spécifiques.

• Forets de repérage :forets courts utilisés pour créer des trous peu profonds ou pilotes. Si vous utilisez un foret plus long pour ces trous peu profonds, il pourrait avoir tendance à dériver.
• Perçage par picage :la rétraction fréquente du foret permet d'éliminer les copeaux de la pièce et d'éviter toute dérive.
• Perceuses à vis :ces forets sont courts et peuvent créer des trous droits et précis sans avoir besoin de repérage préalable.
• Alésoirs à mandrin – utilisés pour agrandir des trous préalablement percés à des diamètres très précis.

Calculateur de vitesse de perçage et d'avance

Processus de fraisage

Les opérations de fraisage impliquent l'utilisation de fraises rotatives multipoints pour enlever la matière d'une pièce.

Il existe deux principaux types d'opérations de fraisage :le surfaçage et le fraisage périphérique. Le surfaçage coupe des surfaces planes dans la pièce à usiner et des cavités à fond plat. L'alimentation peut être horizontale ou verticale. Le fraisage périphérique coupe des fentes profondes, des filetages et des dents d'engrenage.

La pièce à usiner peut être introduite dans l'outil de coupe de deux manières. Le fraisage conventionnel consiste à avancer la pièce à contre-courant de la rotation de la fraise. C'est la méthode recommandée pour les fraiseuses manuelles. Le fraisage en avalant, quant à lui, entraîne la pièce dans le même sens que la rotation de la fraise. C'est la méthode préférée pour le fraisage CNC.

Le fraisage est mieux appliqué comme processus secondaire sur une pièce déjà usinée. Il aide à définir les caractéristiques et sert de « couche de finition ». Utilisez le fraisage comme processus secondaire pour ajouter des fonctionnalités telles que des trous, des fentes, des poches et des contours.

Calculateur de vitesse de fraisage et d'avance

Innovation en usinage

Il y a beaucoup à faire pour usiner une pièce parfaitement lisse, précise et fonctionnelle. Cela nécessite une grande attention aux détails et de l’expérience. Le tournage, le perçage et le fraisage ne sont que quelques-uns des processus d'usinage les plus courants. Ils existent depuis de très nombreuses années. Heureusement, avec le développement de la CNC, l’usinage s’est énormément amélioré. Alors que l’usinage conventionnel a toujours son utilité dans le secteur manufacturier, l’usinage CNC prend la tête. Il permet de faciliter les grandes séries de production avec cohérence et efficacité. Si vous souhaitez rester informé des dernières innovations et actualités, American Machinist est une excellente ressource.

Avec plus de 20 ans d’expérience en tant que fournisseur de solutions de fabrication, nous sommes confiants dans notre capacité à élaborer une solution personnalisée adaptée à vos besoins. Vous avez encore des questions ? N'hésitez pas à nous contacter et à nous envoyer un message ou une demande d'offre.