Quelle est la progression du fraisage?
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Quelle est la progression du fraisage?
Le fraisage est la forme d'usinage la plus courante, un processus d'enlèvement de matière, qui peut créer une variété de caractéristiques sur une pièce en coupant le matériau indésirable. Le processus de fraisage nécessite une fraiseuse, une pièce, un accessoire et une fraise. La pièce est un morceau de matériau préformé qui est fixé au dispositif de fixation, qui est lui-même attaché à une plate-forme à l'intérieur de la fraiseuse. La fraise est un outil de coupe aux dents pointues qui est également fixé dans la fraiseuse et tourne à grande vitesse. En introduisant la pièce dans la fraise rotative, le matériau est coupé de cette pièce sous la forme de petits copeaux pour créer la forme souhaitée.
Le fraisage est généralement utilisé pour produire des pièces qui ne sont pas symétriques axialement et qui ont de nombreuses fonctionnalités, telles que des trous, des fentes, des poches et même des contours de surface tridimensionnels. Les pièces entièrement fabriquées par fraisage comprennent souvent des composants utilisés en quantités limitées, peut-être pour des prototypes, tels que des attaches ou des supports conçus sur mesure. Une autre application du fraisage est la fabrication d'outillage pour d'autres processus. Par exemple, les moules tridimensionnels sont généralement fraisés. Le fraisage est également couramment utilisé comme processus secondaire pour ajouter ou affiner des fonctions sur des pièces fabriquées à l'aide d'un processus différent. En raison des tolérances élevées et des finitions de surface que le fraisage peut offrir, il est idéal pour ajouter des caractéristiques de précision à une pièce dont la forme de base a déjà été formée.
Équipement
Les fraiseuses peuvent être trouvées dans une variété de tailles et de conceptions, mais elles possèdent toujours les mêmes composants principaux qui permettent à la pièce d'être déplacée dans trois directions par rapport à l'outil. Ces composants sont les suivants:
Base et colonne - La base d'une fraiseuse est simplement la plate-forme qui repose sur le sol et supporte la machine. Une grande colonne est fixée à la base et se connecte aux autres composants.
Table - La pièce à usiner est montée sur une plate-forme appelée table, qui comporte généralement des fentes en "T" le long de sa surface. La pièce peut être fixée dans un dispositif de fixation appelé étau, qui est fixé dans les rainures en T, ou la pièce peut être fixée directement dans ces rainures. La table fournit le mouvement horizontal de la pièce dans la direction X en glissant le long d'une plate-forme en dessous, appelée la selle.
Selle - La selle est la plate-forme qui supporte la table et permet son mouvement longitudinal. La selle est également capable de se déplacer et assure le mouvement horizontal de la pièce dans la direction Y en glissant transversalement le long d'une autre plate-forme appelée genou.
Genou - Le genou est la plate-forme qui supporte la selle et la table. Dans la plupart des fraiseuses, parfois appelées fraiseuses à colonne et à genou, le genou assure le mouvement vertical (direction Z) de la pièce. Le genou peut se déplacer verticalement le long de la colonne, déplaçant ainsi la pièce à travailler verticalement tandis que la fraise reste immobile au-dessus. Cependant, dans une machine à banc fixe, le genou est fixe tandis que la fraise se déplace verticalement afin de couper la pièce.
Fraiseuse verticale manuelle
Les composants ci-dessus de la fraiseuse peuvent être orientés verticalement ou horizontalement, créant deux formes très distinctes de fraiseuse. Une fraiseuse horizontale utilise une fraise montée sur un arbre horizontal, appelé arbre, au-dessus de la pièce. Pour cette raison, le fraisage horizontal est parfois appelé fraisage en tonnelle. L'arbre est soutenu d'un côté par un sur-bras, qui est relié à la colonne, et de l'autre côté par la broche. La broche est entraînée par un moteur et fait donc tourner l' arborescence. Pendant le fraisage, la fraise tourne le long d'un axe horizontal et le côté de la fraise retire le matériau de la pièce. Une fraiseuse verticale, en revanche, oriente la fraise verticalement. Le couteau est fixé à l'intérieur d'une pièce appelée pince, qui est ensuite fixée à la broche orientée verticalement. La broche est située à l'intérieur de la tête de fraisage, qui est fixée à la colonne. Les opérations de fraisage effectuées sur une fraiseuse verticale retirent le matériau en utilisant à la fois le fond et les côtés de la fraise.
Les fraiseuses peuvent également être classées selon le type de commande utilisé. Une fraiseuse manuelle nécessite que l'opérateur contrôle le mouvement de la fraise pendant l'opération de fraisage. L'opérateur ajuste la position du couteau en utilisant des manivelles qui déplacent la table, la selle et le genou. Les fraiseuses peuvent également être commandées par ordinateur, auquel cas elles sont appelées fraiseuses à commande numérique par ordinateur (CNC). Les fraiseuses CNC déplacent la pièce et la fraise sur la base de commandes préprogrammées et offrent une très grande précision. Les programmes écrits sont souvent appelés codes G ou codes NC. De nombreuses fraiseuses CNC contiennent également un autre axe de mouvement en plus du mouvement XYZ standard. L'angle de la broche et de la fraise peut être modifié, ce qui permet de fraiser des formes encore plus complexes.
Outil de fraisage
L'outillage requis pour le fraisage est une fraise tranchante qui sera tournée par la broche. Le couteau est un outil cylindrique avec des dents pointues espacées autour de l'extérieur. Les espaces entre les dents sont appelés flûtes et permettent aux copeaux de matériau de s'éloigner de la pièce. Les dents peuvent être droites le long du côté de la fraise, mais sont généralement disposées en hélice. L'angle d'hélice réduit la charge sur les dents en répartissant les forces. De plus, le nombre de dents sur une fraise varie. Un plus grand nombre de dents fournira une meilleure finition de surface. Les fraises qui peuvent être utilisées pour les opérations de fraisage sont très diverses, permettant ainsi la formation d'une variété de caractéristiques. Bien que ces couteaux diffèrent considérablement en diamètre, en longueur et par la forme de la coupe qu'ils formeront, ils diffèrent également en fonction de leur orientation, qu'ils soient utilisés horizontalement ou verticalement.
Une fraise qui sera utilisée dans une fraiseuse horizontale aura les dents s'étendre sur toute la longueur de l'outil. L'intérieur de l'outil sera creux pour pouvoir être monté sur l'arbre. Avec cette forme de base, il existe encore de nombreux types de fraises différentes qui peuvent être utilisées dans le fraisage horizontal, y compris celles énumérées ci-dessous.
Broyeur plan (hélicoïdal)
Moulin moulé
Moulin à dents décalé
Broyeur à double angle
Une autre opération connue sous le nom de fraisage à cheval est également possible avec une fraiseuse horizontale. Cette forme de fraisage se réfère à l'utilisation de plusieurs fraises fixées à l'arbre et utilisées simultanément. Le fraisage à cheval peut être utilisé pour former une caractéristique complexe avec une seule coupe.
Pour les fraiseuses verticales, les fraises prennent une forme très différente. Les dents de coupe ne couvrent qu'une partie de l'outil, tandis que la longueur restante est une surface lisse, appelée tige. La tige est la section de la fraise qui est fixée à l'intérieur du mandrin, pour la fixation à la broche. De plus, de nombreux couteaux verticaux sont conçus pour couper en utilisant à la fois les côtés et le bas du couteau. Vous trouverez ci-dessous plusieurs coupeurs verticaux courants.
Fraise à bout plat
Broyeur à boulets
Moulin à chanfrein
Fraise à surfacer
Foret hélicoïdal
Fraise
Robinet
Toutes les fraises utilisées dans le fraisage peuvent être trouvées dans une variété de matériaux, qui détermineront les propriétés de la fraise et les matériaux de la pièce pour lesquels elle est la mieux adaptée. Ces propriétés incluent la dureté, la ténacité et la résistance à l'usure du couteau. Les matériaux de coupe les plus couramment utilisés sont les suivants:
Acier rapide (HSS)
Carbure
Acier Carbone
Acier rapide au cobalt
Le matériau de la fraise est choisi en fonction d'un certain nombre de facteurs, notamment le matériau de la pièce, le coût et la durée de vie de l'outil. La durée de vie de l'outil est une caractéristique importante qui est prise en compte lors du choix d'une fraise, car elle affecte considérablement les coûts de fabrication. Une courte durée de vie de l'outil nécessitera non seulement l'achat d'outils supplémentaires, mais nécessitera également du temps pour changer l'outil chaque fois qu'il devient trop usé. Les couteaux énumérés ci-dessus ont souvent les dents recouvertes d'un matériau différent pour fournir une résistance à l'usure supplémentaire, prolongeant ainsi la durée de vie de l'outil. L'usure des outils peut également être réduite en pulvérisant un lubrifiant et / ou du liquide de refroidissement sur la fraise et la pièce pendant le fraisage. Ce fluide est utilisé pour réduire la température de la fraise, qui peut devenir assez chaude pendant le fraisage, et réduire le frottement à l'interface entre la fraise et la pièce, augmentant ainsi la durée de vie de l'outil. De plus, en pulvérisant un fluide pendant le fraisage, des vitesses d'avance plus élevées peuvent être utilisées, la finition de surface peut être améliorée et les copeaux de matériau peuvent être repoussés. Les fluides de coupe typiques comprennent les huiles minérales, synthétiques et hydrosolubles.
Matériaux
En fraisage, la forme brute du matériau est une pièce de stock à partir de laquelle les pièces sont coupées. Ce stock est disponible dans une variété de formes telles que des tôles plates, des barres pleines (rectangulaires, cylindriques, hexagonales, etc.), des tubes creux (rectangulaires, cylindriques, etc.) et des poutres profilées (poutres en I, poutres en L, Poutres en T, etc.). Des extrusions personnalisées ou des pièces existantes telles que des pièces moulées ou des pièces forgées sont également parfois utilisées.
 Barre rectangulaire |  Tube rectangulaire |  Je rayonne |
Le fraisage peut être effectué sur des pièces dans divers matériaux, y compris la plupart des métaux et des plastiques. Les matériaux couramment utilisés dans le fraisage sont les suivants:
Aluminium
Laiton
Magnésium
Nickel
Acier
Plastiques thermodurcis
Titane
Zinc
Lors de la sélection d'un matériau, plusieurs facteurs doivent être pris en compte, notamment le coût, la résistance, la résistance à l'usure et l'usinabilité. L'usinabilité d'un matériau est difficile à quantifier, mais peut présenter les caractéristiques suivantes:
Résultats dans une bonne finition de surface
Favorise une longue durée de vie de l'outil
Nécessite une force et une puissance faibles pour fraiser
Fournit une collecte facile des puces
