Le fraisage est le processus d’usinage qui consiste à enlever de la matière en utilisant des fraises rotatives pour faire avancer une fraise dans une pièce. Le fraisage englobe une grande variété d’opérations et de machines différentes, allant des petites pièces individuelles aux opérations de fraisage de groupe lourd et robuste. C’est l’un des processus d’usinage les plus largement utilisés pour la fabrication de pièces sur mesure avec des tolérances précises.
Le fraisage peut être effectué dans différentes directions sur un ou plusieurs axes, en ajustant la vitesse et la pression de la tête de coupe. Cela peut être réalisé avec divers outils machine. Le processus de fraisage nécessite une fraiseuse, une pièce à usiner, un gabarit et une fraise. La pièce à usiner est un morceau de matériau préformé qui est fixé sur le gabarit, lui-même monté sur une plateforme à l’intérieur de la fraiseuse.
Une fraise est un outil de coupe muni de dents tranchantes qui est également monté dans la fraiseuse et qui tourne à haute vitesse. En alimentant la pièce à usiner dans la fraise rotative en rotation, le matériau est coupé de cette pièce sous forme de petites copeaux afin de produire la forme désirée.
Le fraisage est généralement utilisé pour fabriquer des pièces qui ne sont pas symétriques axialement et qui comportent de nombreuses caractéristiques telles que des trous, des fentes, des poches, voire des contours de surface tridimensionnels. Les pièces entièrement réalisées par fraisage contiennent souvent des composants utilisés en quantités limitées, peut-être pour le prototypage, comme des fixations ou des supports sur mesure.
Une autre application du fraisage est la production d’outils pour d’autres processus. Par exemple, les formes tridimensionnelles sont généralement obtenues par fraisage. Le fraisage est également souvent utilisé comme processus secondaire pour ajouter ou affiner des caractéristiques sur des pièces fabriquées avec un autre processus. En raison des tolérances élevées et des finitions de surface que le fraisage peut fournir, il est idéal pour ajouter des caractéristiques de précision à une pièce dont la forme de base a déjà été formée.
Le processus de fraisage
Le fraisage est un processus de découpe qui utilise une fraise pour enlever de la matière de la surface d’une pièce. La fraise est un outil de coupe rotatif, souvent doté de plusieurs arêtes de coupe. Contrairement au perçage, où l’outil avance le long de son axe de rotation, lors du fraisage, la fraise est normalement déplacée perpendiculairement à son axe, de sorte que la coupe se fait sur la circonférence de la fraise.
Lorsque la fraise pénètre dans la pièce à usiner, les arêtes de coupe de l’outil entrent et sortent du matériau encore et encore, ce qui signifie que des copeaux sont raclés de la pièce à chaque passage.
L’action de coupe est une déformation par cisaillement ; le matériau est repoussé de la pièce sous forme de petits amas, plus ou moins connectés en copeaux. Cela rend la découpe du métal un peu différente de la découpe de matériaux plus tendres avec une lame.
Le processus de fraisage enlève de la matière en effectuant de nombreuses coupes séparées et petites. Cela est accompli en utilisant une fraise à plusieurs dents, en faisant tourner la fraise à grande vitesse, ou en faisant avancer lentement la matière à travers la fraise ; la plupart du temps, il s’agit d’une combinaison de ces trois approches.
Les vitesses et les avances utilisées sont variées pour s’adapter à une combinaison de variables. La vitesse à laquelle la pièce à usiner avance à travers le dispositif de coupe est appelée la vitesse d’avance, ou simplement avance ; elle est principalement mesurée en distance par unité de temps, bien que la distance par révolution ou par dent de coupe soit parfois aussi utilisée.
Il existe deux grandes classes de processus de fraisage :
- Avec le fraisage de face, l’action de coupe a lieu principalement aux coins de l’extrémité de la fraise. Le fraisage de face est utilisé pour couper des surfaces plates dans la pièce ou pour réaliser des cavités à fond plat.
- Avec le fraisage périphérique, l’action de coupe a lieu principalement le long de la périphérie de la fraise, de sorte que la section transversale de la surface fraisée prend finalement la forme de la fraise. Dans ce cas, les lames de la fraise peuvent être considérées comme l’épuisement du matériau de la pièce. Le fraisage périphérique convient bien pour couper des rainures profondes, des filetages et des dents de pignon.
La solution de fraisage Zund représente l’apogée de l’innovation dans le domaine de l’usinage. Grâce à une combinaison experte de technologie de pointe et de précision inégalée, les machines Zund offrent des performances exceptionnelles pour une multitude d’applications. Que ce soit pour la découpe de matériaux composites complexes, la création de prototypes impeccables ou la fabrication de pièces sur mesure avec des tolérances ultra-précises, la solution de fraisage Zund se distingue par sa polyvalence et sa fiabilité. Dotées de fonctionnalités intuitives et d’une interface conviviale, ces machines permettent aux professionnels de l’usinage de donner vie à leurs projets les plus ambitieux avec une efficacité remarquable.
Qu’est ce qu’une fraise ?
Une fraise est un outil de coupe utilisé généralement dans des fraiseuses ou des centres d’usinage pour effectuer des opérations de fraisage. Ils enlèvent de la matière en la déplaçant à l’intérieur de la machine ou directement depuis la matrice de coupe.
Toutes les fraiseuses ont une fraise. Au cours d’un processus de fraisage typique, la fraise se déplace perpendiculairement à son axe, ce qui lui permet d’enlever de la matière de la pièce à la circonférence de la fraise.
Le but d’une fraise est d’enlever de la matière d’une pièce. Les fraises ne sont pas composées d’une seule lame. Alors que les opérations de tournage avec un tour sont généralement effectuées avec un outil de coupe à une seule arête, les fraises sont composées de plusieurs arêtes de coupe. Lorsque la fraise tourne contre une pièce fixe, elle enlève de la matière en la raclant.
Les fraises sont souvent fabriquées à partir de matériaux durs et solides capables de supporter des contraintes importantes sans se casser ou être endommagées.
Les opérations de fraisage
Plusieurs opérations peuvent être effectuées sur la pièce pendant le cycle de processus pour obtenir la forme désirée de la pièce. Les opérations suivantes sont définies par le type de fraise utilisé et le trajet que cette fraise prend pour enlever de la matière de la pièce :
- Fraisage en bout : une fraise à bout effectue des coupes périphériques ou des rainures, déterminées par la distance d’approche, sur la pièce afin d’usiner une caractéristique spécifique telle qu’un profil, une rainure, une poche ou même un contour de surface complexe. La profondeur de la caractéristique peut être usinée en une seule passe ou peut être obtenue en usinant avec une plus petite profondeur de coupe axiale et en effectuant plusieurs passes.
- Fraisage de chanfrein : une fraise à chanfrein réalise une coupe périphérique le long d’un bord de la pièce ou de la caractéristique pour créer une surface inclinée appelée chanfrein. Ce chanfrein, généralement à un angle de 45 degrés, peut être usiné à l’extérieur ou à l’intérieur d’une pièce et peut suivre un trajet droit ou courbe.
- Fraisage de face : une fraise à bout usine une surface plane de la pièce pour obtenir une surface lisse. La profondeur normalement très faible de la face peut être usinée en une seule passe ou peut être obtenue en usinant avec une plus petite profondeur de coupe axiale et en effectuant plusieurs passes.
- Forage : un foret pénètre axialement dans la pièce et coupe un trou avec un diamètre égal à celui de l’outil. Une opération de forage peut créer un trou borgne qui s’étend jusqu’à une certaine profondeur à l’intérieur de la pièce, ou un trou traversant qui traverse complètement la pièce.
- Alésage : un outil d’alésage pénètre axialement dans la pièce et coupe le long d’une surface intérieure pour former diverses caractéristiques. L’outil d’alésage est un outil de coupe à pointe unique qui peut être ajusté au diamètre souhaité avec une tête de foret réglable. L’alésage est généralement effectué après le forage d’un trou afin d’agrandir le diamètre ou d’obtenir des dimensions plus précises.
- Lamage : un outil de lamage entre axialement dans la pièce et agrandit la partie supérieure d’un alésage existant au diamètre de l’outil. Le lamage est souvent réalisé après le forage pour faire place à la tête d’une fixation telle qu’un boulon. Une vis pour se situer sous la surface d’une pièce. L’outil de lamage comporte un guide à l’extrémité pour le guider directement dans le trou existant.
- Chanfreinage : un outil de chanfreinage entre axialement dans la pièce et agrandit le haut d’un alésage existant pour créer une ouverture conique. Le chanfreinage est souvent réalisé après le forage pour faire place à la tête d’une fixation, telle qu’une vis, afin qu’elle soit affleurante avec la surface de la pièce. Les angles inclus couramment pour un chanfrein sont de 60, 82, 90, 100, 118 et 120 degrés.
- Ebavurage : un alésoir pénètre axialement dans la pièce et agrandit un trou existant au diamètre de l’outil. L’ébavurage enlève une quantité minimale de matériau et est souvent réalisé après le forage pour obtenir à la fois un diamètre plus précis et une finition interne plus lisse.
- Taraudage : un taraud pénètre axialement dans la pièce et coupe des filetages internes dans un trou existant. Le trou existant est généralement percé avec la taille de taraud requise qui peut accueillir le taraud désiré. Les filetages peuvent être coupés à une certaine profondeur dans le trou (taraud de fond) ou sur toute la profondeur d’un trou traversant.
