Fraisage en aval vs fraisage en amont : comment choisir la bonne approche

La fraise est généralement un outil multi-arêtes. Grâce au nombre important de dents coupant simultanément, à la longue arête de coupe et à la vitesse de coupe élevée, la productivité est forte. Différentes fraises permettent d'usiner plans, rainures, marches, engrenages, filets, cannelures et surfaces de forme.

Types et utilisations des fraises

Classification :

• Selon structure dent : fraises à dents vives et fraises à dents en relief.
• Selon position dent/axe : fraise cylindrique, fraise angulaire, fraise à surfacer, fraise de forme, etc.
• Selon forme dent : fraise à dents droites, hélicoïdales, angulaires, à profil courbe.
• Selon structure : fraise monobloc, assemblée, groupée/jeu complet, à plaquettes, à brasage machine, à plaquettes indexables, etc. Habituellement classées par forme de dos de dent.

Fraises à dents vives :

1. Fraises à surfacer : monobloc, à dents rapportées, à plaquettes indexables. Usinage brut, semi-finition, finition plans et marches.
2. Fraises à bout (end mill) : marches, côtés, rainures, trous formes diverses, surfaces courbes int/ext.
3. Fraises à rainure de clavette : rainures de clavette.
4. Fraises à rainurer et scies circulaires : rainures, côtés, marches, tronçonnage.
5. Fraises à rainurer spéciales : formes spéciales : fraises profilées, demi-lune, queue d'aronde.
6. Fraises angulaires : rainures droites et hélicoïdales d'outils.
7. Fraises à mouler : surfaces convexes/concaves de moules.
8. Fraises groupées : plusieurs fraises combinées → surfaces complexes, grandes pièces, larges plans.

Fraises à dents en relief :

Nécessitent réaffûtage face avant pour garder forme section originale. Dos de dent en relief : fraises disque à rainurer, convexes/concaves demi-cercle, double angle, fraises de forme.

Fraisage en aval et fraisage en amont

Deux configurations relatives entre sens avance pièce et sens rotation fraise :

1. Fraisage en aval (down milling) : rotation fraise = sens avance coupe. La fraise « mord » la pièce dès le début et coupe le copeau final.
2. Fraisage en amont (up milling) : rotation fraise et sens avance opposés. La fraise glisse sur la pièce avant de couper, épaisseur copeau zéro au début, maxi à la fin.

Comment choisir ?

• Direction force de coupe : En surfacage, fraise juste à l'extérieur pièce. En aval : force plaque pièce sur table. En amont : force arrache pièce de la table.
• Consommation énergie : Fraisage en aval consomme 5–15 % de moins qu'en amont (mêmes conditions).
• Évacuation copeaux : L'aval favorise l'évacuation.
• Règle générale : Privilégier le fraisage en aval pour améliorer état de surface (réduire rugosité) et garantir précision dimensionnelle.
• Exceptions (fraisage en amont) : Couche dure, laitier, surface très inégale (ex. brut de forge).
• Usure outil : En aval, épaisseur copeau diminue, dent coupe dans surface non usinée → favorable à l'outil. En amont, dent glisse sur surface → frottement fort → chaleur → couche durcie → durabilité réduite, rugosité accrue. En amont, dent coupe du bas vers le haut (ou intérieur vers extérieur) en attaquant couche dure → choc important → émoussement rapide. Mais pas de glissement à l'entrée, table ne bouge pas.
• Durabilité : Pratique montre durabilité fraise 2 à 3 fois supérieure en aval vs amont. Rugosité aussi réduite. Mais aval déconseillé pour pièces à « peau dure ».