Fraisage CNC expliqué : quand utiliser le fraisage en opposition vs fraisage en concordance

Les experts utilisent d'innombrables techniques de fraisage CNC pour tirer le meilleur parti des machines-outils CNC, selon la taille, la forme, les caractéristiques et les matériaux des pièces usinées. L'une de ces techniques utilisées dans l'industrie mécanique est l'utilisation de différentes méthodes de coupe, à savoir le fraisage en concordance (down-milling) et le fraisage en opposition (up-milling). L'utilisation de la bonne méthode de coupe dans une application particulière joue un rôle vital dans le succès de l'usinage.

Selon leur direction mutuelle, le fraisage périphérique peut être divisé en deux catégories : fraisage en opposition et fraisage en concordance. Le fraisage en opposition et le fraisage en concordance sont deux procédés de fraisage CNC courants. Chaque méthode a ses avantages et inconvénients spécifiques. En partant de la définition, suivez-nous pour comparer et comprendre la différence entre le fraisage en opposition et le fraisage en concordance.

Qu'est-ce que le fraisage en opposition et le fraisage en concordance ?

Le fraisage en opposition est aussi appelé fraisage conventionnel.

Cette méthode est appelée méthode de fraisage conventionnelle, qui implique l'avance de la pièce dans le sens de rotation de l'outil de coupe, générant ainsi une force de coupe vers le haut, et la direction de la vitesse de coupe est opposée à la direction d'avance de la pièce fraisée CNC. Ici, l'outil de coupe est forcé de s'appuyer sur la pièce pendant l'engagement, générant une force de frottement relativement élevée, ce qui à son tour génère une grande quantité de chaleur. En fraisage en opposition, contrairement au fraisage en concordance, la fraise commence par enlever la plus petite quantité de matière jusqu'à ce qu'elle coupe progressivement la plus grande quantité de matière en tournant.

Le fraisage en concordance, aussi appelé fraisage en montée.

Cette méthode implique l'avance de la pièce dans le même sens que la rotation de l'outil de coupe, générant ainsi une force de coupe vers le bas. La direction de la force composante appliquée par la fraise à la pièce pendant l'avance est la même que la direction d'avance de la pièce. L'engagement entre la fraise et la pièce à son entrée coupera la plus grande quantité de matière, puis diminuera progressivement jusqu'à zéro au fur et à mesure que la fraise tourne. Lorsque la direction d'avance et la direction de rotation de l'outil de coupe sont les mêmes, la résistance entre la fraise et la pièce est faible. Cela peut signifier que moins de chaleur est générée pendant l'usinage.

Différence entre fraisage en opposition et fraisage en concordance

1) Application

Fraisage en concordance : La fraise agit toujours sur la pièce dans la direction verticale, et la force est toujours vers le bas. Cela a un effet de serrage sur la pièce fraisée, et elle coupe de manière stable. Elle convient aux pièces minces et élancées difficiles à serrer.

Fraisage en opposition : La composante de force verticale est vers le haut, et la pièce a besoin de plus de force de serrage.

2) Qualité de surface

Fraisage en concordance : Lorsque le tranchant de la fraise coupe dans la pièce pour la première fois, l'épaisseur du copeau est la plus grande et diminue progressivement à 0. La lame s'use lentement et la qualité de surface est bonne.

Fraisage en opposition : L'épaisseur du copeau passe de 0 au maximum. L'outil ne peut pas couper dans la pièce au début, et le durcissement par travail réduira la qualité de surface.

Idéalement, pour assurer une excellente finition de surface, il faut considérer la minimisation de l'épaisseur du copeau à la fin de la coupe. C'est pourquoi il est préférable d'utiliser le fraisage en concordance pour la finition et le fraisage en opposition pour l'ébauche.

3) Déplacement de la table

Fraisage en concordance : La composante horizontale de force est la même que la direction d'avance de la table. Lorsque l'intervalle entre la vis d'avance et l'écrou de la table est grand, la table oscille facilement axialement, causant la rupture des dents d'outil, la flexion de l'arbre, le déplacement du dispositif de fixation de la pièce, voire l'endommagement de la machine-outil.

Fraisage en opposition : La force est opposée à la direction d'avance de la table, et elle ne bougera pas dans cette direction.

4) Usure de la fraise

– Fraisage en concordance : coupe de l'épais au mince, et les dents de la fraise sortent de la surface non usinée. Lors du fraisage en concordance, l'usure de l'outil est relativement minime, car il peut couper le matériau dans le même sens que l'avance. Favorable à l'utilisation des fraises.

– Fraisage en opposition : Lorsque les dents de coupe contactent la pièce, elles ne peuvent pas couper immédiatement dans la couche de métal, mais glissent sur une courte distance sur la surface de la pièce. Pendant le glissement, en raison du fort frottement, beaucoup de chaleur sera générée. En même temps, une couche durcie se forme facilement sur la surface à usiner, ce qui réduit la durabilité de l'outil.

5) Évacuation des copeaux

Nous devons comprendre qu'une autre différence entre ces deux méthodes de fraisage est que les copeaux résultants sont séparés de la pièce d'une manière différente. Dans le processus de fraisage en opposition, les copeaux sont éjectés dans un mouvement vers le haut, tandis que dans le processus de fraisage en concordance, les copeaux sont séparés dans une direction vers le bas. Cela signifie qu'en fraisage en opposition, les copeaux ont tendance à s'accumuler dans la zone de coupe, et peuvent être bloqués ou emportés par le tranchant pendant le fraisage, entraînant une finition de surface altérée. D'autre part, en fraisage en concordance, les copeaux peuvent facilement quitter la pièce sans causer beaucoup d'interférence dans la coupe. C'est pourquoi le fraisage en concordance est considéré comme plus adapté pour la gestion des copeaux.

Comme suit. Le tableau d'image suivant montre les similitudes et différences entre le fraisage en opposition et le fraisage en concordance.

(source de https://www.difference.minaprem.com/machining/difference-between-up-milling-and-down-milling/)

Conclusion :

Le fraisage en concordance et le fraisage en opposition sont une autre méthode utilisée pour fournir des services de fraisage CNC, qui ont des avantages dans une situation ou application donnée. La différence fondamentale entre les deux est leur direction de coupe et d'avance. En fraisage en concordance, le matériau est avancé dans le même sens que la rotation de l'outil de coupe. D'autre part, en fraisage en opposition, la direction de coupe du matériau est opposée à la direction de rotation de l'outil de coupe.

• Lorsque une finition de surface lisse est requise, le fraisage en concordance est le processus préféré, et quand l'ébauche est requise, le fraisage en opposition est requis.
• Le fraisage en concordance a une meilleure génération de chaleur, une charge plus faible et une meilleure évacuation des copeaux.
• En termes de réduction du jeu machine et de la déflexion, le fraisage en opposition est un bon processus.
• Le fraisage en opposition est généralement utilisé pour l'usinage des fontes et forgés, tandis que le fraisage en concordance est utilisé pour les opérations de finition.
• Le fraisage en concordance est aussi utilisé pour les tâches étroites, comme le rainurage, le fraisage de rainures, le tronçonnage, etc.