Choisir la bonne fraise : types et guide de sélection expert

Il existe différents types et catégories de fraises, chacune avec des objectifs et capacités de coupe différents. Voici les types courants d'outils de fraisage.

Catégorie 1 : Fraises à queue (End Mills)

Les fraises à queue coupent dans toutes les directions, contrairement aux forets qui coupent seulement axialement. On les utilise pour couper l'acier à outils et autres processus : plongée, alésage, rainurage, perçage, surfacage, fraisage de profil, etc. Voici les types courants :

1.1 Fraises hémisphériques (Ball Nose)

Elles ont un nez sphérique. Idéales pour usiner des surfaces profilées grâce à leur surface de coupe arrondie.

1.2 Fraises à bout carré

Pour le fraisage polyvalent, profil à 90°. Aussi appelées fraises à bout plat, idéales pour plongée, profilage, rainurage.

1.3 Fraises à rayon de coin

Elles ont des coins arrondis. Idéales pour couper un rayon spécifié uniformément, prévenir l'usure et prolonger la durée de vie.

1.4 Fraises pour sous-coupe (Undercutting)

Appelées fraises "sucette", offrent une polyvalence maximale. Leur forme les rend idéales pour usiner des sous-coupes.

1.5 Fraises à arrondir

Renforts aux extrémités. Objectif principal : fraiser des bords arrondis.

1.6 Fraises à rayon de coin (Corner Radius) - Hog Mills

Avec plusieurs dentelures sur les goujures, cet outil (fraise à ébaucher) laisse une finition rugueuse. Sa capacité à enlever de grandes quantités de matière rapidement le distingue.

Catégorie 2 : Outils de surfacage (Face Mills)

Utilisés pour le surfacage. Qu'est-ce que le surfacage ? L'enlèvement de portions d'une pièce. Un outil de surfacage obtient une excellente finition. Ses arêtes de coupe latérales coupent horizontalement, contrairement aux fraises à queue qui coupent verticalement. Principalement utilisé pour couper l'extérieur du brut.

Catégorie 3 : Fraises à gorge en T (T-Slot Cutters)

Dents perpendiculaires au diamètre extérieur. Aussi appelées fraises Woodruff, idéales pour couper des gorges en T dans les pièces. Idéales pour gorges de têtes de boulons et supports de fixation dans panneaux muraux.

Catégorie 4 : Outils scie à tronçonner métal (Metal Slitting Saw)

Applications variées grâce à leur géométrie et rigidité uniques. Industries automobile, ingénierie de précision, construction les utilisent pour couper métaux non-ferreux et acier. Types :

4.1 Scies à tronçonner métal unies

Arêtes de coupe périphériques seulement, avec concavité latérale pour empêcher le coincement.

4.2 Scies à tronçonner à dents latérales

Dents latérales et périphériques. Maintiennent une largeur de coupe constante lors de l'évacuation des copeaux.

4.3 Fraise concave

Produit un vrai rayon convexe. Applique une forme demi-circulaire lisse.

4.4 Fraise cylindrique

Idéale pour fort taux d'enlèvement. Dents sur surface périphérique seulement.

4.5 Fraise plate (Plain Milling Cutter)

Appelée fraise à surfacer ou fraise cylindrique, dents hélicoïdales ou droites. Dents coupent sur surfaces cylindriques ou planes parallèles à l'axe. Idéale pour petits projets et travaux légers.

Catégorie 5 : Fraises volantes (Fly Cutters)

Surfaçage par un ou plusieurs outils rotatifs à pointe unique. Similaires aux outils de tour, montés sur porte-outil spécial. Pas idéales pour opérations lourdes. Types :

5.1 Pointe unique (Point Cutter)

Pointes aiguës pour couper coraux denses. Coupes nettes et précises.

5.2 Outil de gravure rotatif

Gravure matériaux durs. Applications : bois, verre soufflé.

5.3 Outil de coupe rotatif

Coupe le tissu sans déformer la ligne de coupe. Certains l'utilisent pour couper jusqu'à 8 couches en une session.

Catégorie 6 : Fraises de forme (Form Milling Cutters)

Pour profiler contours irréguliers 2D et 3D. Différentes configurations et formes. Idéales pour engrenages hélicoïdaux et surfaces complexes. Utilisées pour rainurage, chanfreinage, fraisage plein rayon. Trois types majeurs :

6.1 Fraise convexe

Produit un demi-cercre courbé vers l'intérieur. Facilite la production de formes concaves.

6.2 Fraises à arrondir les coins

Utilisées individuellement ou par paires. Aussi appelées fraises à rayon, facilitent le fraisage de rayon.

6.3 Fraises à dents rapportées

Dents brasées ou fixées mécaniquement par vis. Matériau dents : carbure ou acier à outils. Corps en acier usiné.

Différents procédés de coupe nécessitent différents matériaux d'outils. Voici les matériaux les plus courants :

Acier à outils au carbone

Métal peu coûteux, bonne usinabilité. 0,6-1,5 % carbone, < 0,5 % manganèse et silicium. Peut inclure chrome, vanadium selon dureté souhaitée. Maintient le tranchant longtemps grâce à haute résistance à l'abrasion. Mais au-dessus de 250 °C, la dureté chute rapidement. Idéal pour outils basse vitesse : forets, fraises, outils de formage et tournage. Fonctionne bien pour métaux tendres : magnésium, aluminium, laiton.

Acier rapide (HSS)

Acier au carbone avec peu de molybdène, tungstène, chrome et autres alliages. Plus grande ténacité, résistance à l'usure et trempabilité, taux d'enlèvement métal plus élevé. Pour prolonger la durée de vie : réaffûtage et liquides de refroidissement (perd dureté > 650 °C). Idéal pour forets, broches, outils de tour à pointe unique.

Carbure cémenté et Cermet

Produit par métallurgie des poudres, extrêmement dur, supporte vitesses très élevées. Composé de tungstène, carbure de titane, tantale. Dur jusqu'à 1000 °C. Liants : cobalt, nickel, molybdène. Liant nickel/molybdène = Cermet pour finition/demi-finition sur alliages et inox. Faible cobalt = finition, fort cobalt = ébauche.

Céramique

Non-réactif, plus dur que le cermet. Meilleure résistance chaleur, usure, déchirure que carbures. Idéal pour superalliages. Pour matériaux durs, haute chaleur requise pour fonctionnement optimal.

Stellite

Alliage non-ferreux par rectification ou coulée. Chrome, cobalt, parfois tungstène ou molybdène. Arêtes conservent qualité à températures et vitesses extrêmes. Dents Stellite sur disque acier pour gros outils, Stellite massif pour petits. Idéal pour coulées moteurs auto et pièces produites en masse.

Conseils pour sélectionner la bonne fraise

Taille et diamètre de la fraise

La profondeur et largeur de fraisage déterminent la taille. Augmentation largeur/profondeur = augmentation taille. Φ16~Φ630 mm est la plage standard. Pour grandes surfaces, utilisez fraises à diamètres plus petits. Idéalement, 70 % des arêtes doivent participer à la coupe.

Le diamètre de la broche détermine aussi le diamètre de la fraise. Recommandation pour fraise de surfacage : D = 1,5d (d = diamètre broche).

Pour l'alésage, attention à la taille : trop grand ou trop petit par rapport au trou peut endommager pièce ou outil.

Puissance de la fraise

Facteurs majeurs : puissance de coupe et taille de pièce. Pour fraise de surfacage, la puissance requise doit être dans la plage de la machine. Pour petit diamètre, le régime max de la machine atteignant la vitesse de coupe min (60 m/min) est la considération principale.

Sélection du corps de l'outil

Le nombre de dents est important. Fraise à denture dense : 8 dents pour Ø100 mm. Fraise à denture large : 6 dents pour même diamètre. Fraises à denture large idéales pour ébauche grâce à grande goujure réduisant frottements pièce/corps/copeau.

Une fraise à denture dense a une charge de coupe par dent plus faible qu'une fraise à denture large à avance égale.

Sélection de la plaquette

Plaquette rectifiée = meilleure option pour finition. Améliore précision dimensionnelle et positionnement arête, meilleure rugosité et précision. Plaquette pressée = préférable pour ébauche (coût inférieur).

Plaquettes carbure sans angle de dépouille aigu réduisent la durée de vie, surtout avec faibles profondeurs et avances.

FAQ

Quelle est la différence entre fraise à queue et fraise de surfacage ?

La différence majeure : fraises à queue utilisent bout et côtés, surfacage = coupe horizontale.

Comment utilisent-on les fraises à queue ?

Formes et trous spécifiques pendant processus industriels : fraisage, profilage, contouring, alésage, rainurage, alésage de précision, perçage. Dents de coupe sur face et arête du corps. Coupent divers matériaux dans différentes directions.

Quelle est la différence entre forets et fraises ?

Plusieurs différences. Leur fonction aide à les distinguer. Foret = trous dans pièce, angle d'apex pour orientation. Fraise = surfacage, pas d'angle d'apex. Foret a fond conique pour pénétration, fraise a fond plat.