Opérations de surfaçage : Qu'est-ce que c'est et comment ça marche ?

Les opérations de surfaçage sont des opérations de fraisage CNC permettant d'enlever des parties d'une pièce, considérées par de nombreux fabricants de pièces comme la meilleure méthode pour aplanir ou améliorer la finition de la surface d'une pièce.

Elle prend l'avantage sur les outils de surfaçage tels que la fraise à la volée en raison de sa rapidité et de la qualité du résultat. Cet article traite de l'opération de surfaçage, de son fonctionnement, de ses types et de ses applications.

Table des matières

Qu'est-ce que le surfaçage ?

Le surfaçage est un Service de fraisage CNC qui utilise une fraise à surfacer pour aplanir ou lisser la surface d'une pièce. L'opération de fraisage est unique car la fraise à surfacer est orientée vers le bas, touchant la pièce avec son axe de rotation perpendiculaire à la pièce. Par conséquent, l'enlèvement de matière se produit lorsque l'outil de coupe tourne sur la pièce.

En fonction de la fraiseuse, les opérations de fraisage CNC peuvent être manuelles ou automatiques. En outre, cela déterminera la vitesse d'avance et la précision de l'opération.

Lors d'une opération d'usinage frontal manuel, le machiniste doit arrêter la fraiseuse et ajuster la pièce. La vitesse d'avance s'en trouve modifiée. Cela ne se produit pas dans l'usinage automatique des faces, ce qui permet d'obtenir une vitesse d'avance constante et une meilleure précision.

Quand utiliser le surfaçage ?

Les outils de surfaçage sont très populaires dans les industries de fabrication de pièces en raison de leur efficacité et de la qualité des résultats. Vous trouverez ci-dessous des scénarios courants dans lesquels vous pouvez utiliser les opérations de surfaçage CNC.

Finition de surface

Une fraise à surfacer peut être utilisée pour améliorer la finition de la surface d'une pièce en métal, en plastique ou en bois. Il s'agit donc d'un outil de fraisage courant pour les grandes pièces présentant des aspérités et d'autres formes d'imperfection.

Aplatissement des objets

Les opérations de surfaçage permettent également d'aplanir la surface d'une pièce. Alors que le Montages CNC est plus adapté aux surfaces planes déjà réalisées, il convient également pour aplanir les pièces à surface irrégulière.

Élimination des excédents de matière

Une fraise à surfacer peut également agir comme un ciseau utilisé pour l'enlèvement à grande échelle d'un excès de matière sur une pièce. Le grand diamètre de coupe typique de l'outil lui permet de couvrir une grande partie de la matière, chaque rotation enlevant la matière excédentaire.

Types d'opérations de surfaçage

Les services de fraisage CNC utilisent différentes opérations de surfaçage pour fabriquer les pièces souhaitées. Chaque opération diffère en fonction de l'outil utilisé par rapport à la pièce à usiner.

Opération de surfaçage conventionnel

D'après son nom, l'opération de surfaçage conventionnel est le type le plus courant. Elle utilise une fraise à surfacer dont le diamètre est supérieur à la largeur de la pièce, c'est-à-dire que la fraise dépasse le côté de la pièce.

Opération de surfaçage partiel

Son application est également similaire à celle des opérations de surfaçage conventionnelles. Toutefois, dans une opération de surfaçage partiel, le diamètre de la fraise à surfacer est légèrement inférieur à la largeur de la pièce. Par conséquent, la fraise ne couvre qu'une partie de la pièce.

Communs Usinage de prototypes CNC Les opérations pour lesquelles il convient sont les coupes d'ébauche et de finition.

Opération de fraisage en bout

L'opération de fraisage en bout utilise une fraise de petit diamètre par rapport à la largeur de la pièce. Elle permet d'obtenir une finition de surface de qualité, bien qu'elle prenne plus de temps. Par conséquent, ce type d'opération de surfaçage est plus courant pour réaliser des fentes dans la pièce.

Opération de fraisage de profilés

Les opérations de surfaçage de profil impliquent également l'utilisation d'une fraise dont le diamètre est inférieur à la largeur de la pièce. Cependant, elle est utilisée pour fraiser la périphérie d'une pièce plate afin de produire une finition lisse.

Opération de fraisage de poche

L'opération de fraisage de poche utilise également un outil de coupe d'un diamètre similaire à celui de l'opération de fraisage de profil et de l'opération de fraisage en bout. Toutefois, contrairement à ces deux opérations de fraisage, elle s'applique à la réalisation de poches peu profondes dans une pièce.

Contournage de surface Opération de fraisage

Les opérations de fraisage frontal de contournement de surface sont également similaires aux opérations de fraisage de profil, de poche et de finition en fonction du diamètre de l'outil de coupe. Toutefois, contrairement aux autres, elle est applicable à la réalisation de contours sur la surface de la pièce.

Types d'outils de coupe pour le surfaçage

Une fraise à surfacer est un type d'outil de fraisage ayant la forme d'un disque et des arêtes de coupe disposées sur sa périphérie. Ces arêtes de coupe ont des diamètres uniques et peuvent comporter des plaquettes. Elles déterminent en outre l'application de l'outil et les opérations de surfaçage. Voici quelques types d'outils de surfaçage courants.

Fraise à surfacer à bout carré

Ces fraises à surfacer ont une géométrie d'extrémité carrée avec quatre arêtes de coupe mais sans chanfrein ni rayon. Elles conviennent aux opérations de fraisage telles que la coupe en plongée, le profilage et le rainurage.

Broyeur à nez de bille

Ces opérations de surfaçage ont un nez caractéristique en forme de boule dont le rayon est égal à la moitié du diamètre de la fraise. Par conséquent, elle convient pour Usinage CNC de l'aluminium les pièces jointes d'un assemblage.

Fraise à surfacer à bout arrondi

Une fraise à surfacer à bout arrondi présente un rayon rectifié à l'extrémité de l'arête de coupe. Il en résulte un impact réduit sur les goujures de coupe et une meilleure durée de vie de l'outil. Elles sont semblables aux fraises à surfacer à bouts carrés. Toutefois, elles ne conviennent pas à la réalisation d'un profil à coupe parfaitement carrée.

Fraise à surfacer à chanfrein

Cette opération de surfaçage a des côtés dont la géométrie angulaire varie de 20° à 45°, ce qui lui permet de réaliser des coupes chanfreinées sur le bord de la pièce. Elle convient aux opérations d'usinage telles que le repérage, le chanfreinage, l'ébavurage et le biseautage.

Inserts

Les options d'outils de surfaçage diffèrent également en ce qui concerne les plaquettes sur les arêtes de coupe. Les plaquettes se présentent sous différentes formes, types et matériaux adaptés aux opérations de surfaçage. En outre, elles peuvent être remplacées lorsqu'elles sont émoussées, ce qui contribue à améliorer la rentabilité et l'usinage. Les plaquettes les plus courantes sont les suivantes :

• Inserts ronds: Ces plaquettes conviennent au fraisage intensif grâce à leurs arêtes de coupe robustes. Ce sont donc les meilleures plaquettes pour les matériaux résistants.
• Inserts octogonaux: Ces plaquettes pour fraises à surfacer offrent une bonne stabilité et une bonne évacuation des copeaux. Elles conviennent généralement aux opérations de fraisage avec une avance élevée et une faible profondeur de coupe.
• Inserts positifs: Ces fraises à surfacer ont un angle de coupe positif, d'où leur nom. Elles ont un effort de coupe plus faible et offrent une meilleure finition de surface. Elles sont donc utilisées pour le fraisage de matériaux tels que l'aluminium et les matériaux non ferreux.
• Insertions négatives: Elles sont l'opposé des plaquettes positives caractérisées par un angle de coupe négatif. Elles ont une force de coupe plus importante, ce qui les rend adaptées aux matériaux durs comme l'acier.

Comment choisir une fraise à surfacer ou une fraise en bout ?

Les fraises à surfacer et les fraises en bout sont des outils essentiels utilisés dans de nombreuses opérations de surfaçage CNC. Chacune a une conception et une fonction distinctes, d'où leurs différentes applications. Toutefois, l'application de la fraise en bout dans le domaine du fraisage a donné lieu à une comparaison entre la fraise à surfacer et la fraise en bout.

Fonction

La fraise à surfacer est un outil de fraisage mieux adapté à l'aplanissement et à la création d'une finition lisse sur des surfaces larges et plates. En revanche, les fraises en bout sont des outils d'usinage plus polyvalents pour les opérations de surfaçage et de fraisage périphérique, telles que le rainurage, le contournage, le profilage et le perçage.

Enlèvement du métal

Les fraises en bout et les fraises à surfacer peuvent toutes deux être utilisées pour l'enlèvement de métal. Toutefois, les fraises à surfacer ont un taux d'enlèvement de métal nettement plus élevé. Par conséquent, le fraisage est la meilleure opération de surfaçage CNC pour l'ébauche et l'enlèvement de matière à grande échelle sur une pièce.

Précision et détails

Contrairement aux fraises en bout, les fraises à surfacer sont moins précises et moins adaptées aux détails complexes en raison de leur grand diamètre de coupe. En revanche, les fraises en bout peuvent effectuer des coupes précises sur une pièce. Elles conviennent donc à la création de fentes, de chanfreins et de détails complexes.

Coût de l'outil

Une fraise à surfacer est une option rentable lorsque l'on travaille avec des pièces de grande taille. En revanche, le fraisage en bout est plus coûteux, en particulier lorsqu'il s'agit de dessins complexes.

Profondeur de coupe

Les fraises à surfacer conviennent mieux pour réaliser des coupes peu profondes sur une pièce. En revanche, la conception d'une fraise en bout la rend plus adaptée aux coupes profondes ou précises. Par conséquent, les fraises en bout sont des outils de fraisage utilisés pour les opérations de fraisage profond, telles que les poches et les rainures profondes.

Conseils pour une meilleure opération de surfaçage

La réussite des opérations de surfaçage dépend de la compréhension de plusieurs facteurs liés à l'outil de coupe, au choix des matériaux et à la fraiseuse dans son ensemble. Vous trouverez ci-dessous quelques conseils pour vous aider à améliorer vos opérations de fraisage :

Choisir le bon outil de coupe

Le succès d'une opération de surfaçage dépend du choix de l'outil de coupe et des plaquettes. Selon Petrilin, directeur technique d'ISCAR Tools, l'arête de l'outil de coupe détermine son application. Par exemple, une fraise à surfacer avec un angle de 45° convient aux surfaces à plan ouvert, tandis qu'une fraise à 90° est plus adaptée aux surfaces délimitées par un épaulement. Par ailleurs, M. Petrilin suggère de pouvoir prévoir la durée de vie de la plaquette, car cela permet d'obtenir un résultat d'usinage stable et de réduire les coûts de production.

Vitesse de rotation recommandée de la broche

La vitesse de rotation recommandée de la broche réduit l'usure de l'outil et prolonge sa durée de vie. En outre, elle augmente l'évacuation des copeaux et la qualité du produit fraisé.

Position de l'outil de coupe

L'outil de surfaçage doit être décentré par rapport à la pièce à usiner. Cela entraîne la création de copeaux fins, ce qui permet d'obtenir une coupe plus nette et une finition de surface plus fine.

Fixer la pièce à travailler

La fixation de la pièce à usiner à l'aide d'un dispositif et de pinces adéquats permet d'éliminer les vibrations et les mouvements involontaires susceptibles d'altérer la qualité des pièces finies après l'opération de fraisage. Cela permet donc de conserver un état de surface lisse et d'assurer la précision des pièces usinées.

Éviter de stresser la pièce

Le fait d'entrer et de sortir fréquemment de la pièce pendant les opérations de surfaçage peut solliciter l'arête de coupe de l'outil. Par conséquent, cela peut affecter la précision du processus et la qualité de la pièce fraisée. Il faut également éviter de fraiser sur des trous ou des fentes, ce qui peut affecter l'outil de coupe.

Différences entre le surfaçage et le fraisage périphérique

Les opérations de surfaçage et de fraisage périphérique utilisent toutes deux une fraise rotative. Découpe CNC vs découpe laser. Cependant, les deux opérations de fraisage CNC sont différentes, comme le montre cette section :

Position de coupe de la pièce

La principale distinction entre le fraisage frontal et le fraisage périphérique est la position de coupe de la pièce. Lors d'une opération de fraisage, la fraise fait face à la pièce perpendiculairement. Cela signifie que la partie supérieure de l'outil de coupe enlève la partie supérieure de la pièce. En revanche, lors d'une opération de fraisage périphérique, la fraise est parallèle à la pièce. Cela signifie que les côtés de la fraise meulent la partie supérieure de la pièce.

Taux d'enlèvement de matière élevé

Les fraises périphériques utilisent le côté pour enlever une partie de la pièce, ce qui permet d'en enlever une grande partie. En revanche, l'opération de surfaçage convient à un enlèvement minimal de matériaux par rapport au fraisage périphérique.

Conception de la fraise

Dans une fraise à surfacer, les fraises se trouvent sur la périphérie et sur la face de la fraise. En revanche, les fraises ne se trouvent que sur la périphérie de la fraise périphérique.

Machine à broche compatible

Le surfaçage est compatible avec les machines à broche horizontale et verticale, tandis que le fraisage périphérique ne peut être réalisé que sur des machines à broche horizontale.

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Conclusion

Le surfaçage est une opération d'usinage CNC qui utilise un outil de coupe pour aplatir ou lisser la surface d'une pièce. Le taux d'enlèvement de matière est élevé, d'où sa grande popularité. Cet article présente le fonctionnement de l'outil de surfaçage, les différents types d'outils et leurs applications uniques.

FAQ

Qu'est-ce qu'une opération de fraisage latéral et frontal ?

Le fraisage latéral est un type de fraisage périphérique qui utilise un outil de coupe dont le diamètre est inférieur à la largeur de la pièce. Elle permet d'enlever des matériaux sur le côté d'une pièce, en créant une coupe parallèle sur des fentes verticales. En revanche, une opération de surfaçage conventionnelle utilise un outil de surfaçage doté d'une fraise d'un diamètre supérieur à la largeur de la pièce, c'est-à-dire que la fraise s'étend au-delà du côté de la pièce. Elle convient pour l'ébauche de la pièce.

Quelles sont les applications du surfaçage ?

Le surfaçage est largement utilisé dans l'industrie de la fabrication de pièces pour aplanir, équarrir et améliorer la finition de la surface d'une pièce.

Comment sélectionner les meilleures plaquettes de coupe pour les outils de surfaçage ?

Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection de la bonne plaquette de coupe pour un outil de surfaçage. Il s'agit notamment de la géométrie de la plaquette, de la vitesse de coupe et de l'avance de la machine, de la forme du matériau de la plaquette, de la compatibilité et du contrôle des copeaux.