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Le travail rentable et productif avec les différentes stratégies d’usinage nécessite un type d’outil parfaitement adapté à cette application. Nous décrivons les stratégies de fraisage pour lesquelles les systèmes de fraisage circulaire, à surfacer et surfacer-dresser sont les mieux adaptés et les applications annexes pour lesquelles ils conviennent également.

Une fraise à surfacercrée des surfaces planes. Elle permet également de fraiser des rainures ou chanfreins sur les arêtes des pièces, certains systèmes de surfaçage peuvent même être utilisés pour plonger circulairement, axialement ou obliquement dans la matière entière.

Les fraises à copier et à surfacer-dresser permettent également de créer des surfaces planes. De nombreux systèmes de fraises à plaquettes rondes ou à surfacer-dresser peuvent également être utilisés pour réaliser d’autres applications annexes d’un système de surfaçage.

Application possible de fraise à surfacer :
Fraise à rainurer et chanfreiner

Applications possibles de fraise à surfacer, copier et surfacer-dresser (en fonction du système) : plongée axiale, fraisage en plongée circulaire, plongée oblique

L’exception qui confirme la règle : Tous les systèmes de fraisage destinés à une stratégie d’usinage spécifique ne fonctionnent pas nécessairement pour cette application. Les fraises à plaquettes rondes ne sont par exemple pas adaptées aux pièces à usiner minces, les fraises à rainurer ne conviennent pas aux porte-à-faux importants. Cela s’explique par les différentes caractéristiques des systèmes.

L’illustration suivante présente la répartition des forces de coupe pour les systèmes de fraisage respectifs. Les flèches vecteurs rouges ci-dessous indiquent les forces de coupe radiales ou axiales ; les flèches vertes indiquent les vecteurs de force générés :

Lors du fraisage, les forces radiales doivent toujours être compensées par le système de fraisage ; les forces axiales en revanche sont transmises directement dans la broche de la fraise et absorbées par la machine.

Avec le système de surfaçage, les forces de coupe radiales et axiales sont réparties de façon relativement homogène par l’angle d’attaque de 45°. Grâce à ces rapports équilibrés, les outils sont moins sensibles aux vibrations, c’est pourquoi les porte-à-faux peuvent être plus longs qu’avec les systèmes de fraisage à surfacer-dresser. Ce type de fraise convient de préférence à la coupe d’aciers trempés ou de fonte grise fragile, puisqu’il permet d’éviter l’écaillage de la pièce à usiner, grâce aux arêtes de planage plus petites et à l’angle de sortie généralement favorable de l’arête de coupe du matériau.

La fraise à rainurer génère principalement des forces radiales qui agissent dans le sens de l’avance. La surface plane à usiner de la pièce n’est donc pas soumise à une pression de coupe trop importante. Ceci peut se révéler avantageux pour l’usinage de pièces à parois minces ou pour des opérations de serrage instables. L’application principale de la fraise à rainurer est et reste néanmoins l’usinage de contours, de décrochements ou d’épaulements de la pièce nécessitant un angle de 90°.

En résumé :
Plus les forces de coupe lors du fraisage à surfacer agissent dans le sens axial, plus l’avance doit être élevée.
Plus les forces de coupe agissent dans le sens radial, moins l’avance doit être élevée.

Règle empirique pour les valeurs de départ fz en mm lors du fraisage :

Surfaçage env. 0,15

 Système de fraisage à plaquettes rondes env. 0,25

Surfaçage-dressage env. 0,1

L’application principale de la fraise à rainurer repose sur l’usinage de contours, de décrochements ou d’épaulements de la pièce nécessitant un angle de 90°. Elle peut néanmoins être également utilisée pour l’usinage de surfaces planes. Puisque la fraise à rainurer utilise principalement des forces radiales qui agissent dans le sens de l’avance, la surface plane à usiner de la pièce n’est pas soumise à une pression de coupe trop importante. Ceci peut se révéler avantageux pour l’usinage de pièces à parois minces ou pour des opérations de serrage instables.

Les fraises à plaquettes rondes sont principalement utilisées pour l’usinage de contours plats en 3D. Le système à plaquettes rondes génère des forces de coupe radiales minimales pour des forces axiales maximales. Une grande partie de la force de coupe est donc transmise à la machine via la broche de la fraise. La stabilité est optimale puisque la déviation latérale de l’outil est moindre. En comparaison, les fraises à plaquettes rondes produisent donc moins de vibrations.

Grâce à leur rayon d’angle plus grand, les fraises à plaquettes rondes affichent l’arête de coupe la plus stable de tous les systèmes de fraisage mentionnés ici. Grâce à leur dégagement frontal, les fraises à plaquettes rondes positives conviennent particulièrement bien à de nombreuses applications, telles que le fraisage en plongée oblique, le fraisage de surfaces de forme complexe, le fraisage en plongée axiale ou le fraisage de poches circulaire. En outre, ces systèmes de fraisage peuvent également être employés sur des machines présentant une puissance de broche réduite, en raison de leur coupe douce et de leur stabilité élevée par rapport aux autres outils. Au vu de la surface de contact relativement longue à l’arête de coupe par rapport à la profondeur de coupe, les plaquettes rondes produisent des copeaux nettement plus fins que les deux autres systèmes de fraisage.

Les systèmes de fraisage à copier transmettent une grande partie des forces de coupe directement dans la broche de la machine, et sont donc les mieux adaptés aux avances de table. Ils conviennent aussi parfaitement à l’usinage du titane et d’autres alliages résistants aux températures élevées. La chaleur élevée générée lors du fraisage de ces matériaux est bien absorbée par les copeaux fins et évacuée de la zone d’usinage avec eux. Par conséquent, l’outil et la pièce à usiner surchauffent moins.

L’exception qui confirme la règle : Tous les systèmes de fraisage destinés à une stratégie d’usinage spécifique ne fonctionnent pas nécessairement pour cette application. Les fraises à plaquettes rondes ne sont par exemple pas adaptées aux pièces à usiner minces, les fraises à rainurer ne conviennent pas aux porte-à-faux importants. Cela s’explique par les différentes caractéristiques des systèmes.

L’illustration suivante présente la répartition des forces de coupe pour les systèmes de fraisage respectifs. Les flèches vecteurs rouges ci-dessous indiquent les forces de coupe radiales ou axiales ; les flèches vertes indiquent les vecteurs de force générés :

Répartition des forces de coupe lors du surfaçage

Système de fraisage à plaquettes rondes

Surfaçage-dressage

Par comparaison avec les systèmes de surfaçage et de surfaçage-dressage, les outils à plaquettes rondes n’ont généralement pas un nombre d’arêtes de coupe homogène et défini avec précision pour chaque plaquette. Pour les plaquettes rondes, cela dépend soit de la profondeur de passe ou de la profondeur de coupe du matériau, soit du nombre d’indexations sur les faces inférieures des plaquettes amovibles.