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Qu'est-ce que le fraisage frontal ? Processus, outils et applications
Le fraisage frontal est un processus utilisé pour la fabrication de surfaces précises et planes. Il enlève efficacement le matériau tout en offrant une grande précision et une excellente qualité de surface. Dans cet article, nous verrons ce qu'est le fraisage frontal et comment il fonctionne. Vous découvrirez ses types, avantages et inconvénients.
Qu'est-ce que le fraisage frontal ?
Le fraisage frontal est une technique d'usinage utilisée sur CNC pour créer des pièces lisses et planes. C'est la méthode la plus courante pour enlever efficacement de grandes quantités de matériau sur des tôles métalliques. Lors du fraisage frontal, l'outil de coupe tourne perpendiculairement à la surface de la pièce. C'est la principale différence entre le fraisage frontal et d'autres techniques qui coupent le long des bords.
Cette technique est principalement utilisée pour produire une surface plane sur la face supérieure de la pièce. De nombreuses industries telles que l'automobile, l'aérospatiale, le moulage et la fabrication nécessitent des surfaces lisses pour réaliser des composants critiques. Sans fraisage, la précision de ces composants serait compromise.
Comment fonctionne le fraisage frontal
Voici les étapes que suivent les machinistes pour le fraisage frontal de la pièce. Ces étapes garantissent la précision du processus.
Préparation de la pièce
Comme pour d'autres techniques, la première étape consiste à placer la pièce de manière sécurisée. Cette étape est très importante pour garantir la précision. Sinon, si la pièce vibre ou se déplace pendant le processus, nous obtiendrons une surface irrégulière.
Des pinces, étaux ou dispositifs sont utilisés pour fixer la pièce sur la table de fraisage.
Positionner la fraiseuse
Après avoir sécurisé la pièce, l'étape suivante consiste à positionner la fraiseuse. La machine est réglée de manière à ce qu'elle entre en contact perpendiculairement avec la pièce. Dans le système CNC, le positionnement de la machine se fait automatiquement grâce aux instructions programmées.
Ajustement des paramètres
Deux paramètres importants à ajuster lors du fraisage sont la vitesse d'avance et la vitesse de rotation de la broche. S'ils ne sont pas correctement réglés, cela entraîne une mauvaise finition de surface. Les paramètres appropriés dépendent du matériau utilisé, de la largeur requise et de la profondeur de coupe. Examinons ces deux facteurs :
- Avance: L'avance est la vitesse de la pièce de travail sous l'outil de coupe. Une avance lente fournit une finition de surface lisse. En revanche, une vitesse élevée permet un traitement plus rapide, mais peut compromettre la qualité de la finition.
- Vitesse de broche: La vitesse de rotation de l'outil est appelée vitesse de broche. En général, les matériaux plus tendres nécessitent une vitesse élevée. Pour éviter d'endommager l'outil, la vitesse de broche pour les matériaux durs est maintenue faible.
Usinage CNC
Après les étapes mentionnées ci-dessus, l'opération de fraisage frontal commence. Dans l'usinage CNC, cette étape est automatisée. Le code est inséré dans l'ordinateur, qui gère tout. Cette automatisation permet une plus grande précision et des résultats constants.
Conseils pour choisir le bon outil pour le fraisage frontal
Pour obtenir les résultats souhaités en usinage CNC, il est très important de choisir les bons outils. Les bons outils vous aideront à atteindre la précision, l'efficacité et une finition de surface lisse souhaitées.
Comment choisir les bons outils
Examinons quelques facteurs à prendre en compte lors du choix de la fraise frontale pour les opérations de fraisage :
Matériau de la pièce
Il est très important de choisir la fraise compatible avec le matériau de la pièce. Pour les matériaux plus tendres comme l'aluminium, vous devez choisir des outils durs avec des vitesses de broche élevées. De même, pour les matériaux plus durs, il est recommandé d'utiliser des inserts en carbure ou des inserts PCD.
Revêtement et géométrie de l'outil
Ces outils ont souvent un revêtement tel que TiN. Vous devez choisir un type de revêtement approprié en tenant compte du processus d'usinage afin de garantir que les résultats des opérations de fraisage soient efficaces et précis. Par exemple, utilisez un revêtement diamant ou PCD si l'usure de l'outil est importante. La géométrie de l'outil fait référence à la forme de l'insert et du tranchant.
Classification des fraises en fonction de la géométrie de l'outil
- Inserts carrés : Les inserts carrés ont des angles de 90° et sont utilisés pour des opérations de fraisage générales.
- Inserts à tête sphérique : Ces inserts ont une pointe arrondie, utilisés notamment pour le fraisage de contours et la finition des surfaces courbes.
- Inserts Wiper : Ces inserts ont un bord plat qui lisse la surface lors de la coupe. Les inserts Wiper fournissent une surface polie.
Classification des fraises en fonction de la conception de l'outil
- Fresas de extremo: Las fresas de extremo se utilizan para trabajar con piezas pequeñas y precisas. Se usan para partes detalladas y complejas.
- Fraises à plaquette :Les fraises à plaquette conviennent à l'enlèvement important de matière. Leur grand diamètre les rend idéales pour aplanir de grandes surfaces. Elles sont utilisées pour les opérations d'ébauche.
- Fraises volantes : Ces fraises sont utilisées pour la finition précise de grandes pièces.
Vitesse de coupe
La vitesse de coupe doit correspondre au matériau de l'outil et au matériau de la pièce. Par exemple, l'utilisation d'une grande vitesse pour des matériaux durs provoquera une surchauffe et l'usure de l'outil. En règle générale, il faut choisir une vitesse élevée pour les matériaux tendres.
Finition de surface requise
Chaque opération de fraisage nécessite une finition de surface spécifique, soit lisse, soit rugueuse. Le fraisage brut est utilisé lorsque l'objectif est d'enlever une grande quantité de matériau et que la finition de surface n'est pas très importante. Pour une finition précise et polie, on utilise des fraises.
Capacités de la machine
Il est crucial de prendre en compte la puissance de votre machine lors du choix de l'outil. Pour le fraisage intensif, vous avez besoin d'une machine avec une haute puissance de broche.
Types d'opérations de fraisage frontal
Il existe 4 types d'opérations de fraisage, chacune utilisée à des fins différentes. Vous pouvez sélectionner le type approprié en fonction du matériau usiné, de la qualité de surface requise et de la vitesse de production. Ci-dessous se trouve la description des opérations couramment utilisées.
Fraisage frontal général
Le fraisage général crée une surface plane et uniforme. Comme son nom l'indique, ce processus n'a pas de spécifications particulières. Cependant, l'angle et les outils de coupe sont très importants. Il faut opter pour le fraisage frontal général lorsque la vitesse et la précision sont toutes deux importantes. Il est couramment utilisé pour aplanir les surfaces de grandes pièces.
Fraisage frontal lourd
Le fraisage frontal lourd est utilisé lorsque vous devez enlever rapidement de grandes quantités de matériau. Pour gérer des coupes plus profondes, des fraises plus grandes sont utilisées dans ce processus. Comme l'objectif principal est la vitesse et l'enlèvement de matière, la finition de surface est plus rugueuse.
Fraisage à haute avance
Le fraisage à haute avance enlève le matériau à une vitesse plus élevée sans provoquer l'usure de l'outil. Dans ce processus, les forces de coupe sont maintenues faibles. Ainsi, la finition de surface est lisse. Il est utilisé dans les industries où l'efficacité et la gestion du temps sont importantes. Des matériaux légers et résistants sont usinés à l'aide de ce procédé.
Finition avec inserts Wiper
Cette opération spécialisée permet d'obtenir des surfaces exceptionnellement lisses et planes. Les inserts Wiper utilisés dans ce processus produisent une surface polie avec des traces d'outil réduites. Ce procédé élimine le besoin d'opérations supplémentaires telles que le meulage ou le polissage.
Avantages du fraisage frontal
Le fraisage frontal est une opération courante utilisée dans diverses industries pour produire des surfaces lisses et planes. Voici quelques avantages du fraisage frontal :
- Taux élevé d'enlèvement de matière
Le fraisage frontal enlève rapidement de grandes quantités de matériau grâce à plusieurs arêtes de coupe. Il est donc très utile pour les opérations d'ébauche.
- Polyvalence
Le fraisage frontal peut être utilisé pour une large gamme de matériaux et d'opérations. Du dégrossissage à la finition, le fraisage frontal est largement utilisé.
- Finition de surface lisse
Si vous utilisez les bons outils et paramètres, vous pouvez obtenir une finition uniforme et lisse. Le fraisage frontal peut obtenir une finition supérieure grâce à la rotation perpendiculaire.
- Excellente planéité
Pendant le processus, la fraise entre en contact uniformément avec la pièce, ce qui donne une surface parfaitement plane.
Inconvénients du fraisage frontal
Comme tout autre processus, le fraisage frontal présente également certaines limites. En voici quelques-unes :
- Coût élevé des outils et de la configuration
Le coût initial de mise en place du fraisage frontal est élevé, ce qui augmente le coût total de production. Par rapport aux procédés d'usinage simples, il nécessite des outils et équipements spécialisés.
- Limité aux surfaces planes
Le fraisage frontal est spécifiquement utilisé pour les surfaces planes. Il ne peut pas être utilisé pour des géométries complexes ou des cavités profondes.
Applications du fraisage frontal
Le fraisage frontal est couramment utilisé dans diverses industries où la planéité et l'efficacité sont cruciales. Voici quelques-unes des applications courantes du fraisage frontal dans différents secteurs :
Industrie automobile
Dans les applications automobiles, le fraisage frontal est utilisé pour fabriquer des surfaces planes dans des pièces critiques pour la performance. Les blocs moteur, les carters de transmission et les composants de frein sont des exemples de pièces automobiles fabriquées par fraisage frontal.
Industrie électronique
Le fraisage frontal est également utilisé pour produire des dissipateurs thermiques, des boîtiers et des substrats nécessitant planéité et uniformité.
Aérospatiale
Dans le secteur aéronautique, le fraisage frontal produit des pièces de turbine, des composants structurels d'avion et des panneaux composites. Les composants utilisés dans ces applications nécessitent des tolérances et une planéité très strictes, en raison des exigences de sécurité et de performance. Le fraisage frontal est une opération d'usinage idéale pour rendre ces composants plats et conformes aux tolérances.
Industrie des moules et matrices
Dans l'industrie des moules et matrices, le fraisage de surface est l'opération utilisée pour usiner les bases de moules et les inserts de matrices. Ces moules pour injection plastique et moulage des métaux doivent avoir des surfaces planes.
Fabrication générale
Dans la fabrication générale, le fraisage frontal est utilisé pour produire de grands cadres de machines, des plaques d'équipements industriels et d'autres composants plats.
Dispositifs médicaux
L'industrie médicale utilise le fraisage frontal pour les instruments chirurgicaux, les implants orthopédiques et d'autres composants médicaux de précision.
Sundi Cutting Tools
Dans les opérations de fraisage, la qualité des outils utilisés influence directement les résultats du processus. C'est là que Sundi Cutting Tools excelle. Ils se spécialisent dans les outils PCD (diamant polycristallin) et CBN de haute précision. Avec des années d'expérience, ils fournissent des solutions performantes pour des industries telles que l'automobile, l'aérospatiale et l'électronique.
Parmi la large gamme de produits Sundi, les fraises frontales PCD sont spécialisées dans la fourniture d'une haute précision lors des opérations de fraisage frontal. Ces fraises possèdent des inserts PCD, ce qui les rend plus dures et résistantes à l'usure. Voici quelques caractéristiques clés des fraises frontales PCD :
- Conçues pour la coupe à grande vitesse et un taux d'avance élevé
- Durée de vie prolongée de l'outil
- Compatible avec une large gamme de matériaux de pièce
- Peut être utilisé pour diverses opérations telles que l'ébauche, la finition, le contourage, le profilage et l'usinage de grandes surfaces
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Conclusion
En résumé, le fraisage frontal peut vous aider à obtenir des surfaces planes et des géométries complexes. Par conséquent, ce processus a de multiples applications dans différentes industries. Pour obtenir des résultats cohérents, il est nécessaire de choisir les fraises et les paramètres de fraisage appropriés. Les bons outils peuvent améliorer le temps de fabrication et la précision.
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