Guide des 15 types de fraisage essentiels et leurs utilisations industrielles

Le fraisage est un procédé de fabrication soustractif qui utilise des fraises rotatives pour enlever de la matière des pièces. Contrairement au tournage qui crée principalement une symétrie de rotation, le fraisage peut produire des géométries complexes, notamment des plans, des courbes, des rainures et des trous. Sa polyvalence et sa précision le rendent indispensable dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, de la fabrication de moules, de la fabrication de dispositifs médicaux et dans de nombreuses autres industries.

Le processus de fraisage implique quatre éléments essentiels :

• Pièce à usiner : La matière première à usiner, généralement du métal, mais aussi des plastiques ou des composites.
• Fraise : Outils rotatifs avec un ou plusieurs tranchants qui enlèvent de la matière. La sélection dépend des exigences spécifiques de l'usinage.
• Fraiseuse : Équipement qui fournit la puissance et le contrôle, fixant les pièces tout en entraînant le mouvement de la fraise. Les systèmes CNC modernes permettent des opérations automatisées de haute précision.
• Paramètres de coupe : Variables, notamment la vitesse, la vitesse d'avance et la profondeur de coupe, qui affectent directement la qualité et l'efficacité.

Les techniques de fraisage peuvent être classées par mouvement de la fraise (fraisage en bout, fraisage périphérique) ou par géométrie de la pièce (fraisage de surface, fraisage de contour). Nous examinons ci-dessous en détail quinze variantes de fraisage essentielles.

Cette méthode de finition de surface utilise des fraises en bout avec des tranchants sur la surface d'extrémité de l'outil. La fraise rotative enlève progressivement de la matière pour créer des surfaces planes et lisses, particulièrement efficace pour les grandes pièces telles que les bases de moules ou les bâtis de machines.

Outil : Fraises en bout de grand diamètre avec des tranchants montés à l'extrémité.

Applications : Finition de surface de grands composants, création de surfaces planes précises, usinage de renfoncements et d'épaulements par aplatissement et lissage de la matière.

Utilisant des fraises à rainurer ou des fraises en bout ressemblant à des lames de scie circulaires, ce procédé coupe des canaux d'une largeur et d'une profondeur spécifiques dans les pièces, couramment appliqué pour les rainures de clavette et les rainures en T.

Outil : Fraises à rainurer (tranchants périphériques) ou fraises en bout (tranchants latéraux).

Applications : Usinage de divers types de rainures, notamment les rainures de clavette, les rainures en T et les rails de guidage.

Les fraises en bout, très polyvalentes, coupent avec les arêtes d'extrémité et latérales, effectuant à la fois le fraisage en bout et le fraisage périphérique. Capables de plonger verticalement ou de couper latéralement, elles traitent des contours complexes, des courbes, des trous et des rainures.

Outil : Fraises en bout avec des tranchants sur l'extrémité et les côtés.

Applications : Géométries complexes, notamment les profils, les surfaces courbes, les trous et les rainures.

Les fraises à fileter spécialisées avec plusieurs tranchants produisent des filetages internes et externes précis grâce à des mouvements de rotation et d'avance hélicoïdale, réputées pour leur précision et leur état de surface.

Outil : Fraises à fileter à plusieurs arêtes capables de former des filetages complets.

Applications : Filetage de haute précision sur tous les matériaux et toutes les tailles, y compris les conceptions complexes.

Cette méthode d'usinage des parois latérales utilise généralement des fraises en bout pour créer des surfaces verticales à 90° comme des gradins et des épaulements.

Outil : Fraises en bout.

Applications : Usinage de surfaces latérales perpendiculaires et d'éléments à angle droit.

Utilisant des fraises latérales ou des fraises en bout, cette méthode enlève de fines couches de matière des bords de la pièce pour créer des surfaces latérales planes ou profilées.

Outil : Fraises latérales ou fraises en bout.

Applications : Finition des bords et enlèvement de matière en fines couches.

Les outils à bout sphérique à plusieurs arêtes suivent des contours complexes sur plusieurs axes, nécessitant souvent un contrôle CNC pour les surfaces 3D complexes comme les moules et les matrices.

Outil : Fraises à bout sphérique à plusieurs arêtes.

Applications : Contours complexes et surfaces détaillées dans la fabrication de moules et les composants de précision.

Utilisant de grandes lames circulaires minces avec de nombreuses dents, ce procédé de « fendage » rapide crée des traits étroits par des coupes droites ou suivant la surface.

Outil : Lames de scie circulaires minces.

Applications : Création de rainures étroites et de coupes de séparation.

L'usinage commandé par ordinateur convertit les modèles CAO en trajectoires d'outils, permettant la production automatisée de géométries complexes au-delà des capacités manuelles.

Outil : Outillage commandé par ordinateur.

Applications : Usinage automatisé de haute précision de composants complexes.

Les fraises à engrenages spécialisées ou les fraises-mères usinent les dents d'engrenages, les engrenages simples étant réalisés manuellement tandis que les versions complexes nécessitent un équipement CNC.

Outil : Fraises-mères ou fraises de forme.

Applications : Fabrication d'engrenages droits, hélicoïdaux et coniques.

La production de bords biseautés et d'éléments angulaires nécessite des fraises coniques ou des outils à angle réglable montés sur des broches inclinées ou des machines multi-axes.

Outil : Fraises coniques ou fraises à angle réglable.

Applications : Chanfreins, rainures angulaires et bords biseautés.

Les fraises de profil spéciales ou les outils généraux créent des contours de surface détaillés, largement utilisés dans les industries automobile, aérospatiale et de l'outillage, généralement avec des machines CNC.

Outil : Fraises à profil personnalisé ou à usage général.

Applications : Contours de surface détaillés dans la fabrication de précision.

Deux fraises montées sur un même arbre usinent simultanément des surfaces parallèles, des rainures ou des gorges, doublant la productivité pour des éléments tels que les rainures de clavette opposées.

Outil : Fraises doubles montées en parallèle.

Applications : Usinage de surfaces parallèles et création d'éléments opposés.

Les fraises horizontales de base produisent des éléments plats et rectangulaires par enlèvement direct de matière.

Outil : Fraises à tablettes horizontales.

Applications : Usinage simple de surfaces planes et d'épaulements.

Plusieurs fraises sur un même arbre usinent simultanément différentes surfaces, optimisant l'efficacité de la production de masse malgré une complexité de configuration plus élevée.

Outil : Arbres multi-outils.

Applications : Production en volume de composants identiques.

Le fraisage est utilisé dans pratiquement tous les secteurs manufacturiers, notamment :

• Aérospatiale : Composants de moteurs, cellules, trains d'atterrissage
• Automobile : Blocs moteurs, culasses, vilebrequins
• Outillage : Moules d'injection, pièces moulées sous pression, matrices d'estampage
• Médical : Prothèses articulaires, implants dentaires, instruments chirurgicaux
• Électronique : Composants, circuits imprimés, boîtiers

Les technologies de fraisage émergentes comprennent :

• Fraisage à grande vitesse : Augmentation des vitesses de coupe pour l'efficacité et la qualité de la finition
• Fraisage à 5 axes : Capacités géométriques améliorées grâce à la coordination multi-axes
• Fraisage intelligent : Intégration de capteurs et d'IA pour l'optimisation des processus
• Fraisage durable : Fluides de refroidissement et matériaux d'outils respectueux de l'environnement

En tant que pierre angulaire de la fabrication, le fraisage continue d'évoluer grâce aux progrès technologiques qui élargissent sa précision, son efficacité et sa durabilité environnementale, assurant son rôle durable dans la production industrielle.