Qu’est-ce que le fraisage ?

Qu’est-ce que le fraisage ?

fraisage

Équipement de fraisage

Dans le fraisage de pièces de moules, les principaux types de fraiseuses comprennent les fraiseuses horizontales, les fraiseuses verticales, les fraiseuses à portique et les fraiseuses universelles. Les plus largement utilisées sont les fraiseuses verticales et les fraiseuses universelles, qui peuvent atteindre une précision d'usinage de IT8 ou supérieure et une rugosité de surface Ra de 1,6 μm. Si un fraisage à haute-vitesse et faible-volume est utilisé, la précision de la pièce peut atteindre IT7 et la rugosité de surface Ra peut atteindre 0,8 μm. Lors du fraisage, une surépaisseur de finition de 0,05 mm est laissée et une finition par un installateur est suffisante. Lorsqu'une haute précision est requise, le fraisage n'est qu'un processus intermédiaire et d'autres processus de finition sont nécessaires après le fraisage.

Sélection d'outils de fraisage

Le fraisage est une méthode d'usinage réalisée sur une fraiseuse à l'aide d'une fraise. Pendant le fraisage, la fraise effectue le mouvement de rotation principal, tandis que la pièce à usiner ou la fraise effectue le mouvement d'avance. Une fraise est un outil de coupe à plusieurs-dents, et différents types de fraises sont nécessaires en fonction de l'objet à fraiser.

Pour le fraisage plan, des fraises cylindriques peuvent être utilisées pour le fraisage périphérique, ou des fraises à surfacer peuvent être utilisées pour le fraisage en bout, comme le montre la Figure 3-14. Par rapport au fraisage périphérique, le fraisage en bout implique plus de dents travaillant simultanément, ce qui entraîne moins de variation de l'épaisseur de coupe, une plus grande zone de contact entre la fraise et la pièce, un processus de coupe plus fluide et les dents de finition des fraises à surfacer peuvent polir la surface usinée, ce qui entraîne une meilleure qualité d'usinage. De plus, les fraises à surfacer ont une rigidité élevée et la partie coupante utilise principalement des plaquettes en carbure, permettant des paramètres de coupe plus importants. Souvent, la totalité de la surface de travail peut être usinée en un seul passage, ce qui permet d'obtenir une efficacité de production élevée. Par conséquent, l'utilisation de fraises à surfacer sur des fraiseuses verticales pour l'usinage de surfaces planes ou inclinées est largement utilisée dans l'usinage de pièces de moules.

Méthodes de serrage et de positionnement des pièces

Les principales méthodes de serrage des pièces sur les fraiseuses sont : le serrage avec un étau à mâchoire plate- ; serrage avec une tête d'indexation universelle ; serrer directement la pièce sur la table de travail de la fraiseuse avec une plaque de serrage et des boulons ; et en utilisant des accessoires spéciaux pour le serrage dans la production par lots, tels que les accessoires et mécanismes suivants compatibles avec les fraiseuses :

① Mécanismes de positionnement et de support utilisés pour positionner et serrer directement les pièces sur la table de travail ; mécanismes de serrage de type levier-composés de plaques de pression et de boulons ou de composants excentriques.

② Étaux à mâchoires plates de précision-à usage général-pour le positionnement, le serrage et la fixation sur la table de travail.

③ Têtes d'indexation universelles montées sur la table de travail.

④ Tables de travail de type broche-, de type-broche horizontale- et d'indexation rotative universelle montées sur la table de travail de la fraiseuse.

⑤ Tables de travail rotatives manuelles et motorisées couramment utilisées.

Les pièces à usiner et les surfaces usinées pouvant être fraisées sont illustrées dans la figure 3-15. La figure 3-15(a) montre le fraisage plan, les figures 3-15(b) à 3-15(d) montrent le fraisage à cavité concave tridimensionnelle et la figure 3-15(e) montre le fraisage à l'emporte-pièce. Pendant l'usinage, étant donné que l'ébauche de la pièce est principalement hexaédrique, son plan inférieur est souvent utilisé comme donnée d'usinage principale, positionnée sur la table de la fraiseuse, limitant les trois degrés de liberté de la pièce : z (rotation), y (rotation) et z (translation). Simultanément, les deux côtés de la pièce sont utilisés comme plans de référence de positionnement dans les directions X et Y pour limiter z (rotation), x (translation) et y (translation). Après le serrage de la pièce, les six degrés de liberté sont complètement limités.

Un montage spécial peut également être conçu et fabriqué sur la base des six références de positionnement de la pièce. Lorsque la pièce à usiner est serrée dans le dispositif de fraisage, les exigences de base suivantes doivent être respectées :

① Assurez-vous que les erreurs dimensionnelles d'usinage de chaque surface usinée se situent dans la plage autorisée.

② Assurez la précision de la forme de chaque surface usinée, c'est-à-dire assurez-vous que les tolérances de forme de la pièce usinée répondent aux exigences de conception.

③ Garantir les exigences de précision de positionnement entre les surfaces usinées.

Paramètres de fraisage

En fraisage, la rotation de la fraise est le mouvement principal, tandis que le mouvement linéaire ou curviligne de la pièce le long de la table de travail est le mouvement d'avance. Les paramètres de fraisage clés comprennent la vitesse de fraisage, l'avance, la profondeur de coupe et l'avance.

La vitesse de fraisage (vₙ) fait référence à la vitesse linéaire du tranchant au diamètre maximum de la fraise.

Les vitesses d'avance en fraisage s'expriment de trois manières :

① Avance par dent f_z : La distance parcourue par la pièce dans le sens d'avance par dent parcourue par la fraise, mesurée en mm/z. f_z est la base de sélection de l'avance.

② Avance par tour fᵣ : La distance parcourue par la pièce dans le sens d'avance par tour de la fraise, mesurée en mm/r.

③ Avance par minute fₘ : La distance parcourue par la fraise par rapport à la pièce à usiner dans le sens de l'avance par minute, mesurée en mm/min. En pratique, fₘ est généralement utilisé pour ajuster l'avance de la machine-outil.

Les relations suivantes existent entre f_z, fᵣ et fₘ :

Dans la formule, n représente la vitesse de la fraise, en tr/min.

La profondeur de passe (aₚ) en fraisage est la distance perpendiculaire entre la pièce à usiner et la surface usinée, c'est-à-dire la profondeur à laquelle la fraise pénètre dans la pièce.

La vitesse d'avance (vᵢ) fait référence au déplacement relatif entre la pièce à usiner et la fraise dans le sens d'avance par unité de temps, mesuré en mm/min. Elle est liée à la vitesse de la fraise n, au nombre de dents z et à l'avance par dent f_z (en mm/z).

La formule de calcul de la vitesse d'avance est la suivante :

Dans la formule, l'avance par dent f dépend principalement de facteurs tels que les propriétés mécaniques de la pièce à usiner et des matériaux de l'outil, ainsi que les exigences de rugosité de surface de la pièce. Lorsque le matériau de la pièce à usiner présente une résistance et une dureté élevées, des exigences élevées en matière de rugosité de surface, une mauvaise rigidité de la pièce ou une faible résistance de l'outil, f doit être une valeur plus petite. L'avance par dent des fraises en carbure est supérieure à celle des fraises en acier rapides similaires -. Le tableau de référence pour la sélection de l'avance par dent est présenté dans le Tableau 3-4.

Tableau 3-4 Tableau de référence pour l'avance par dent des fraises

Unité : mm

La vitesse de fraisage (vₙ) d'une fraise est inversement proportionnelle à la durée de vie de l'outil T, à l'avance par dent f_z, à la profondeur de passe aₚ, à la profondeur de passe aₑ et au nombre de dents z, et directement proportionnelle au diamètre de la fraise d. En effet, à mesure que f_z, aₚ, aₑ et z augmentent, le nombre de dents travaillant simultanément augmente, ce qui entraîne une augmentation de la charge et de la chaleur sur l'arête de coupe, accélérant ainsi l'usure de l'outil. La durée de vie de l’outil limite donc l’augmentation de la vitesse de coupe. L'augmentation du diamètre de la fraise améliore la dissipation de la chaleur, augmentant ainsi la vitesse de fraisage en conséquence. Le tableau 3-5 répertorie les valeurs de référence pour les vitesses de fraisage.

Tableau 3-5 Valeurs de référence de la vitesse de la fraise

Unité : m/min