Chapitre 2-Fraisage - Cours PDF

Chapitre 1: Initiation à la production sur machines-outils conventionnelles Le Procédé de Fraisage Procédés 1 Dr. Eng Haithem HICHRI Dr: Hajer TROUDI  Le fraisage - Définition Le fraisage est un procédé d’...

Chapitre 1: Initiation à la production sur machines-outils conventionnelles Le Procédé de Fraisage Procédés 1 Dr. Eng Haithem HICHRI Dr: Hajer TROUDI  Le fraisage - Définition Le fraisage est un procédé d’usinage réalisable sur une machine-outil appelée : la fraiseuse. Vs Tour pour le tournage L'outil classiquement utilisé est la fraise. Vs outil de coupe pour le tournage La coupe est réalisée par plusieurs arrêtes tranchantes (multi-arrêtes). Vs une seule arrête tranchante pour le tournage En fraisage, les formes usinées sont très variées. Il peut réaliser:  des prismatique, c’est à dire un volume délimité par des faces planes,  des cylindres (des perçages et des alésages),  des surfaces hélicoïdales (des vis),  des formes complexes, crées par une trajectoire définie de l’outil.  Le fraisage - Mouvements pièce/outil En fraisage:  L’outil appelé fraise est animée du mouvement de coupe (noté Mc) qui permet à l’outil de couper la pièce dans la zone de contact outil / pièce.  La vitesse associée à Mc est la vitesse de coupe, notée Vc. Un ensemble de chariots se déplaçant suivant trois axes orthogonaux, permet d’animer la pièce d’un mouvement d’avance dans l’espace Mf (mouvement d’avance quelconque ) noté encore Ma.  Un mouvement de pénétration (Mp) donné à la pièce est indispensable pour régler la 3 surépaisseur à enlever à chaque passe.  Le fraisage - Mouvements pièce/outil Les formes, dimensions, positions d’un objet se définissent par rapport à trois axes perpendiculaires entre eux, qui constituent le référentiel orthonormé.  L’axe Ox détermine la direction du mouvement d’avance longitudinal MfL donné par le chariot longitudinal C.L ;  L’axe Oy détermine la direction du mouvement d’avance transversal MfT donné par le chariot transversal C.T ;  L’axe Oz détermine la direction du mouvement de pénétration MpV donné par le chariot vertical C.V. 4  Les différents types de fraiseuses Fraiseuses Fraiseuse conventionnelle universelle Fraiseuse spéciale Fraiseuse CNC multibroche, à reproduire Bien entendu, des industriels fabriquent des centres de fraisage où les pièces peuvent être entraînés en rotation… ce sont des machines hybrides, mixtes, ou machines multiaxes. 5  La machine conventionnelle: Fraiseuse d'outillage Fraiseuse verticale Fraiseuse horizontale La fraiseuse horizontale : l'axe de la broche est La fraiseuse verticale : l'axe de la broche est parallèle à la table. Cette solution permet aux perpendiculaire à la table. copeaux de tomber et par conséquent de ne pas 6 rester sur la pièce.  La machine conventionnelle: Fraiseuse d'outillage Fraiseuse universelle La fraiseuse universelle : l'axe de la broche est réglable et combine les fonctions des fraiseuses horizontales et verticales. Cette machine est utilisée pour le traitement de profils et de surfaces très complexes. 7  La machine spéciale: Fraiseuse à reproduire Ces machines permettent la réalisation de pièces à partir d’un gabarit ou d’une pièce modèle. 8  Fraiseuses 4 axes, 5 axes Fraiseuse 4 axes Les fraiseuses 4 axes sont généralement des fraiseuses 3 axes à broche horizontale comportant un plateau tournant parallèle à l’axe X ou Y de la machine (parallèle à l’axe X dans le schéma). 9  Fraiseuses 4 axes, 5 axes Orientation des axes: Orientation des axes: Fraiseuse 5 axes Fraiseuse 5 axes Axe A : +91°/-139° Axe A : +180°/-180° Verticale Axe B : +180°/-180° Horizontale Axe B : +180°/-180° Faiseuses 5 axes: Elle est composée de trois axes linéaires et deux axes rotatifs qui peuvent varier suivant le modèle choisi. 10  Fraiseuses 5 axes Orientation des axes: Axe A : +91°/-139° Axe C : +180°/-180° 11  Les outils de fraisage Type de fraise Il existe trois types: Fraise Monobloc Carbure à plaquettes amovibles Carbure à plaquettes brasées (ARS) 12  Les outils de fraisage Composition Fraise Porte fraise 13  Les outils de fraisage Caractérisation Le nombre de dents: La fraise est caractérisée par son nombre de dents: Fraise 1 dent Fraise 2 dents Fraise 3 dents Fraise 6 dents 14  Les outils de fraisage Caractérisation Fraise à une taille Les tailles des fraises: Le nombre des arêtes tranchantes par dent: Fraise à deux tailles Fraise à trois tailles Fraises 2 tailles Fraise scie 1 taille Fraise 3 tailles alternées 15  Les outils de fraisage Caractérisation La forme géométrique: Suivant le profil des génératrices par rapport à l'axe de l'outil Fraises cylindriques Fraises coniques Fraises biconiques Fraises de forme Fraises cylindriques Fraises de forme Fraises biconiques Fraises coniques 16  Les outils de fraisage Caractérisation Le type de fixation À queue conique, À queue cylindrique, À trou lisse, À trou taraudé À trou lisse À trou taraudé À queue À queue cylindrique conique 17  Les outils de fraisage Caractérisation Dentures des fraises: Droites, hélicoïdale, à hélice alternée Le sens d'inclinaison des arêtes tranchantes par rapport à l'axe de la fraise. Dentures hélicoïdales Dentures hélicoïdales Dentures à double Dentures droites à droites à gauches hélices alternées 18  Les outils de fraisage Caractérisation Dimensions: Le sens d'inclinaison des arêtes tranchantes par rapport à l'axe de la fraise. 19  Les outils de fraisage Type :Fraise deux Forme Caractéristiques tailles à bout plat Utilisée pour fraisage général en rainurage et épaulement. Le travail en plongeant n'est pas possible à coupe au Utilisée pour fraisage général et épaulement. centre La coupe en plongeant est possible. Pour une plus grande efficacité en plongeant choisir des fraises avec un nombre de dents minimum. à bout sphérique Utilisée pour le fraisage des surfaces (hémisphérique) concaves et convexes ou profilées. En bout de fraise, poche à copeaux minimum, faible évacuation des copeaux torique Utilisée pour le fraisage de rayon d'angle, et pour le balayage avec une fraise de grand diamètre et petit rayon pour une plus grande efficacité. 20  Types et formes de fraisage Types de fraisage Selon l'état de surface souhaité, l'état de la machine, la qualité de l'outil, les dimensions des surfaces à usiner, la position des surfaces sur la machine, les dimensions de la fraise et le débit souhaité, il existe deux types de fraisage, à savoir: le fraisage de face ou en bout : l'axe de la fraise est perpendiculaire à la surface fraisée. le fraisage de profil ou en roulant : l'axe de la fraise est parallèle à la surface usinée. 21  Types et formes de fraisage 1- Fraisage en bout ou de face 2- Fraisage de profil ou en roulant L’aspect de la surface générée en fraisage en bout La surface usinée présente une série d’ondulations est caractérisé par une série de courbes sécantes laissées par les dents de la fraise. appelées cycloïdes correspondant à la trace laissée La qualité de la surface obtenue dépend : par les dents de la fraise sur la pièce. de la génératrice de la fraise, La qualité obtenue dépend uniquement des de la précision des déplacements, déplacements et des conditions de coupe. des conditions de coupe. Face (travail d’enveloppe) Profil (travail de forme) Types et formes de fraisage Types et formes de fraisage Fraise 2 tailles à queue Pour rainures en T Fraise 3 tailles à cylindrique dentures alternées 24  Types et formes de fraisage Le travail en opposition La direction de l'avance et la rotation de l'outil sont de sens opposés. L'épaisseur de coupe commence minimale et augmente à mesure de la progression de la dent. L’effort de coupe augmente fortement entre l’entrée de l’arête de coupe et la sortie. ® un effet de frottement et la température s’élèvent et écrouit la surface ® la rugosité augmente. Ces facteurs réduisent la durée de vie de l'outil. Ce travail est utilisé pour usiner les matériaux dures. 25  Types et formes de fraisage Le travail en avalant ou en concordance La direction de l'avance et la rotation de l'outil sont de même sens. L’épaisseur des copeaux en entrée est maximale et en sortie est toujours nulle. L'effort de coupe est maximal à l’entrée de l’arête de coupe. ® Ce qui permet d’avoir un meilleur état de surface. Utilisé pour usiner les matériaux tendres et pour le travail de finition. 26  Types et formes de fraisage Le travail d'enveloppe (génération ponctuelle) Le travail d'enveloppe : fraisage d'une surface plane Le travail de forme (génératrice linéaire) Le travail de forme : fraisage d'une surface plane 27  Types et formes de fraisage Fraisage d'une rainure pour clavette parallèle sur un arbre Fraisage d'une rainure pour clavette disque Fraisage d'une rainure en queue d'aronde 28  Les opérations de fraisage Surfaçage de profil Rainurage d’une poche Contournage Fraise à rainurer 2 tailles Surfaçage de face Rainurage :Fraise à rainurer 3 tailles 29  Les opérations de fraisage Le profilage concerne l'ensemble des travaux de fraisage dit de profil pour lesquels la surface réalisée est obtenue par le travail de forme de la denture latérale de la fraise. Suivant leur forme, on distingue :  profil composé de lignes droites,  profil composé de lignes courbes,  profils particuliers (fraises spéciales). Le fraisage des profils Le fraisage de profil : ligne droites (gauche) et lignes particuliers 30 courbes (droite)  Les opérations particulières en fraisage Perçage Alésage cylindrique Alésage conique 31 Centrage Lamage Chanfreinage  Les opérations particulières en fraisage Lamage Travail d’enveloppe sur le fond Travail d’enveloppe sur le du trou cylindre Fraise 2 tailles Fraise à plaquette en carbure 32  Les opérations particulières en fraisage Alésage Alésage à l’outil de forme : L'outil utilisé est Alésage à l’outil d’enveloppe : L’outil est monté sur un un alésoir porte-grain pour un usinage en l’air Alésoir à goujure hélicoïdale Alésoir à goujure droite 33  Les opérations particulières en fraisage Chanfreinage Pointage Travail de forme Travail de forme Fraise à chanfreiner en ARS Foret à pointer 34 Les opérations particulières en fraisage Taraudage Travail de forme Taraud en ARS 35  Les portes-pièce en fraisage L’étau Ce porte pièce est utilisée pour les pièces prismatiques et se compose de 2 mors. Le mors fixe est lié au bâti. Le mors mobile en liaison glissière avec le bâti permet le serrage de la pièce. La pièce est donc placée entre les 2 mors de l'étau. En fonction de la morphologie de la pièce, il peut être nécessaire de placer des cales pour sur élever les surfaces à usiner. La plaque support pour fraiseuse Elle permet de fixer les pièces minces grâce aux trous taraudés M8 situés tous les 30 mm. La plaque est ensuite mise en position dans l'étau de la fraiseuse pour l'usinage. 36 Les portes-pièce en fraisage 37  Les portes-pièce en fraisage ACCESSOIRES POUR MONTAGE DES PIECES