Le fraisage cylindrique et le fraisage de face sont deux des types d'usinage par enlèvement de copeaux réalisables sur une fraiseuse. Le type de fraisage est déterminé par le mouvement de l'outil de coupe de cette machine : la fraise.
Qu'est-ce que le fraisage ?
Fraiser consiste à couper ou enlever de la matière sur une pièce au moyen d'un outil rotatif appelé fraise. La fraise comporte plusieurs arêtes de coupe, appelées dents ou plaquettes, qui effectuent des mouvements d'avance selon l'un quelconque des axes de la machine-outil. Les opérations de fraisage sont réalisées sur la fraiseuse, qui usine par enlèvement de copeaux.
La fraiseuse peut usiner différents matériaux : métaux, acier, fonte, métaux non ferreux, bois, matériaux synthétiques ; elle peut également usiner des pièces à surfaces planes ou courbes, dentées, etc. Les pièces usinées peuvent par ailleurs être ébauchées ou finies.
Sur une fraiseuse universelle traditionnelle, l'outil de coupe se déplace sur la table jusqu'à atteindre la surface de la pièce dans un mouvement rotatif. Il est ainsi possible d'obtenir des formes très variées et complexes.
Types de fraiseuses
Toutes les fraiseuses ne peuvent pas réaliser le fraisage cylindrique et le fraisage de face. Le type d'usinage dépend de la fraiseuse utilisée. Il existe aujourd'hui de nombreux types de fraiseuses, que l'on peut classer selon l'orientation de l'outil et le nombre d'axes de la machine. Il existe également des fraiseuses spéciales.
Selon l'orientation de l'outil, la fraiseuse peut être :
- Horizontale. Ce type de machine utilise des fraises cylindriques montées sur un arbre horizontal entraîné par la tête de la machine. Elle dispose d'un pont coulissant appelé coulant.
- Verticale. L'axe est vertical et perpendiculaire à la table de travail. Les fraises de cette machine sont montées dans la broche et tournent autour de leur propre axe. Les fraiseuses verticales peuvent être à banc fixe ou à tourelle ou console.
- Universelle. Elle dispose d'un pont coulissant appelé coulant qui se déplace d'avant en arrière sur des glissières.
Fraiseuses spéciales :
- Circulaires
- À copier
- À portique
- Fraiseuse à pont mobile
- Pour le bois
Selon le nombre d'axes :
- Trois axes. Ces fraiseuses permettent de commander le mouvement entre la pièce et l'outil dans un repère cartésien X, Y et Z.
- Quatre axes. En plus des axes X, Y et Z, elles se déplacent selon un axe A, qui commande la rotation de la pièce autour d'un axe. Elles réalisent un fraisage cylindrique.
- Cinq axes. En plus du mouvement entre la pièce et l'outil selon les axes X, Y et Z, elles commandent la rotation de la pièce autour de deux axes (perpendiculaire et parallèle), mais aussi la rotation de la pièce autour d'un axe horizontal et l'inclinaison de l'outil. Ce cinquième axe est l'axe B.
En quoi consistent le fraisage cylindrique et le fraisage de face ?
Toutes les fraiseuses ne sont pas capables de réaliser le fraisage cylindrique et le fraisage de face. Savez-vous en quoi consistent ces types de fraisage ?
Fraisage cylindrique
Dans ce type d'usinage, l'axe de rotation de la fraise est parallèle à la surface de la pièce à usiner. La fraise utilisée comporte une série de dents réparties sur sa circonférence, qui constituent les points de coupe de l'outil. Pour le fraisage cylindrique, les fraises peuvent avoir des goujures droites ou hélicoïdales, ce qui rend la section de coupe orthogonale ou oblique.
Le fraisage cylindrique est également appelé fraisage périphérique ou tangentiel. On parle de fraisage tangentiel parce que ce sont les dents situées à la périphérie de l'outil de coupe qui réalisent l'usinage. Lorsque l'axe n'est pas correctement aligné, des ondulations apparaissent à la surface de la pièce.
Le fraisage cylindrique peut à son tour être de deux types :
- En opposition (fraisage conventionnel). Dans ce mode d'usinage, la pièce avance en sens contraire du mouvement de rotation de la fraise. À mesure que la pièce avance, les copeaux enlevés sont de plus en plus gros et la pièce est soulevée par l'action de la fraise, ce qui génère des vibrations. Comme l'enlèvement de matière est important, l'outil de coupe s'use rapidement, la puissance absorbée est plus élevée et la surface présente des ondulations.
- En avalant. La fraise et la pièce se déplacent dans le même sens. Les arêtes de la fraise attaquent à l'épaisseur maximale du copeau et aucune vibration ne se produit. L'avance de l'outil est plus importante, mais la puissance absorbée est plus faible. L'état de surface est meilleur.
En fraisage cylindrique, les copeaux enlevés ont une forme de virgule ; il est donc conseillé d'utiliser des fraises hélicoïdales.
Fraisage de face
Le fraisage de face se caractérise par le fait que la fraise est montée dans la broche de la machine ou dans un porte-outil. L'outil de coupe a un axe de rotation perpendiculaire à la pièce. Les fraises à surfacer comportent des arêtes de coupe réparties sur la face frontale de l'outil et sur sa périphérie.
Les dents périphériques enlèvent des copeaux d'épaisseur régulière et la charge de travail est uniforme, ce qui permet de mieux exploiter le rendement et la puissance de la fraiseuse. Les dents situées sur la face frontale de l'outil offrent une qualité d'usinage nettement supérieure. Le fraisage de face peut être réalisé sur des fraiseuses universelles.