Dans le royaume de usinage CNC sur mesureParmi les différents processus d'usinage de précision, le surfaçage se distingue comme une méthode mécanique courante capable de répondre aux exigences de conceptions de produits complexes.
Mais le saviez-vous ? Différentes opérations de surfaçage impliquent des exigences très différentes en matière d'outils de coupe. Des facteurs tels que la vitesse de coupe et la capacité d’enlèvement de matière sont des considérations cruciales lors de la sélection des outils. Par conséquent, pour garantir une exécution fluide du projet, une compréhension approfondie des processus de surfaçage est indispensable !
Dans cet article, nous approfondissons les principes de fonctionnement du surfaçage, la sélection des outils de surfaçage appropriés et les différents types d'opérations de surfaçage. Que vous soyez un ingénieur novice ou chevronné, si vous recherchez des informations sur le surfaçage, cet article sera le guide ultime.
Qu’est-ce que le fraisage du visage ?
Le surfaçage est une technique d'usinage spécialisée utilisée pour niveler et lisser la surface des pièces. Cette technique implique non seulement l'élimination précise de l'excès de matière de la pièce à l'aide d'outils de coupe, mais également ses angles et méthodes d'usinage distinctifs.
Par rapport aux processus de fraisage traditionnels, la caractéristique la plus importante du surfaçage réside dans le placement de l'outil de coupe (les outils de surfaçage courants comprennent les fraises à carapace, les fraises en bout et les fraises à mouche). En surfaçage, l'axe de rotation de l'outil de coupe, également appelé axe de l'outil, est ingénieusement positionné perpendiculairement à la pièce. Une telle conception permet à l'outil de coupe d'entrer en contact avec la pièce sous un angle complètement nouveau, permettant ainsi un usinage efficace et précis de la surface de la pièce.
Imaginez les dents de l'outil de coupe tournées vers le bas, adhérant étroitement au haut de la pièce. Au fur et à mesure que la pièce passe lentement à travers l'outil de coupe, l'outil tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et ses dents tranchantes agissent comme des lames précises, éliminant progressivement l'excès de matériau de la surface de la pièce. Ce processus teste non seulement les compétences du machiniste mais démontre également la finesse et l'efficacité du processus de surfaçage.
Différence entre le fraisage facial et le fraisage périphérique
Le surfaçage et le fraisage périphérique sont les principaux types de procédés de fraisage CNC, toutes deux utilisant des outils de coupe rotatifs pour enlever de la matière à la surface de la pièce. Voici une comparaison détaillée de ces deux méthodes d'usinage :
Le surfaçage est une méthode d'usinage axée sur la surface de la pièce, utilisant des fraises plates pour un usinage fin de la surface de la pièce. Le fraisage périphérique, quant à lui, utilise des arêtes de coupe réparties sur la surface cylindrique de la fraise pour le fraisage, principalement utilisé pour usiner des surfaces planes ni trop larges ni trop étroites. Pour les surfaces plus larges que 120 mm, le fraisage périphérique peut ne pas convenir.
Le surfaçage repose principalement sur le dessus de l’outil de coupe pour l’action de fraisage. Puisque l'axe de l'outil est perpendiculaire à la pièce, seul le haut de l'outil peut entrer en contact avec la surface de la pièce et effectuer la coupe. Le fraisage périphérique implique le côté de la pièce, l'outil coupant sur le côté de la pièce pour enlever de la matière.
Le surfaçage est plus adapté à l'usinage de surfaces et à l'élimination d'une petite quantité de matière de la pièce. En raison des caractéristiques de sa méthode de coupe, le surfaçage peut réaliser un usinage fin de la surface de la pièce, améliorant ainsi la finition et la précision de la surface. Le fraisage périphérique, en revanche, est plus adapté pour enlever une grande quantité de matière de la pièce, en particulier dans les opérations d'ébauche et de semi-finition, où son efficacité de coupe est plus élevée.
Le surfaçage peut être effectué sur des machines équipées de broches horizontales et verticales, offrant une plus grande flexibilité. Le fraisage périphérique, en revanche, convient principalement aux machines à broches horizontales et son domaine d'application est relativement limité.
Comment fonctionne le surfaçage ?
Le processus de surfaçage peut être subdivisé en quatre étapes principales suivantes, chacune étant cruciale pour la qualité et l'efficacité de l'usinage final.
1. Positionnement de la pièce
Avant le surfaçage, stabilisez et fixez la pièce sur la table de travail pour vous assurer qu'elle ne bouge pas ou ne vibre pas pendant tout le processus d'usinage.
2. Alignement de la machine et sélection des outils
Ajustez la fraiseuse à une position perpendiculaire à la pièce pour garantir un usinage précis de la surface de la pièce par le haut de l'outil. Simultanément, choisissez la fraise à surfacer appropriée en fonction des exigences de matériau, de forme et d'usinage de la pièce à usiner pour garantir le tranchant et la durabilité de l'outil.
3. Ajustez la vitesse d'avance et la vitesse de la broche
La vitesse d'avance détermine la vitesse à laquelle la pièce se déplace pendant l'usinage, tandis que la vitesse de broche affecte la vitesse de rotation de l'outil. Ajustez ces deux paramètres en fonction du matériau, de l'épaisseur et des exigences d'usinage de la pièce pour obtenir les meilleurs résultats d'usinage.
4.Usinage et suivi
Une fois toutes les préparations terminées, démarrez la machine CNC pour l'usinage. À ce stade, la machine suivra automatiquement le programme d’usinage prédéfini, tandis que le machiniste surveille de près le processus pour s’assurer que tout se déroule sans problème.
Choisir l'outil de coupe idéal pour le surfaçage
Dans le surfaçage, les fraises à carapace, les fraises en bout et les fraises à mouche sont les trois principaux choix d'outils.
Moulin à coquillages
Les fraises à coquille sont les outils les plus couramment utilisés en surfaçage. Équipé de plusieurs dents et tranchants montés en périphérie, cet outil de coupe crée sans effort des finitions de surface très homogènes. Comme le montre la figure ci-dessous.
Cette conception contrôle non seulement la quantité de matériau enlevé à chaque coupe, mais fournit également des forces de coupe équilibrées. De plus, les broyeurs à coquille conviennent au traitement d'une variété de matériaux, ce qui les rend largement applicables.
Cependant, il est important de noter qu'en fonction de la dureté du matériau, les plaquettes de coupe des fraises à carapace peuvent devoir être remplacées régulièrement pour maintenir leurs performances de coupe.
Coupe-mouche
Une fraise à mouche ne comporte qu'un seul tranchant et une seule lame, principalement utilisée pour usiner de grandes surfaces. Il existe différents types de coupe-mouches, y compris les coupe-mouches à pointe unique (où « point unique » fait référence à l'outil de coupe ayant un tranchant capable d'enlever de la matière en un seul passage) et les outils à pliage rotatif.
Ils peuvent produire des finitions de surface fines avec une faible consommation d'énergie. Par conséquent, pour les tâches d’usinage où des finitions de surface de haute qualité sont souhaitées tout en minimisant la consommation d’énergie, les fraises à mouche constituent un choix idéal.
Pour des informations plus détaillées sur les couteaux volants, veuillez lire cet article : Explorer Fly Cutter : l’usinage de précision à son meilleur
Fraise en bout
Fraises en bout sont réputées pour leur conception unique de tranchant, utilisée pour créer des surfaces planes le long de l'axe d'une broche rotative à grande vitesse, particulièrement adaptées aux opérations de finition complexes sur les pièces. Cependant, lors de tâches d'usinage nécessitant l'enlèvement de grandes quantités de matière, les fraises en bout peuvent ne pas être le choix optimal.
De plus, en raison de leur structure relativement plus faible, les fraises en bout peuvent être limitées dans le traitement de certains matériaux. Par conséquent, lors de la sélection des fraises en bout, un équilibre doit être trouvé en fonction des exigences d'usinage spécifiques et des caractéristiques des matériaux.
Conseils pour choisir le bon outil de fraisage de visage
Lorsqu'il s'agit de sélectionner l'outil de surfaçage optimal, différents types d'opérations de surfaçage nécessitent des choix différents. Voici plusieurs points clés et explications approfondies pour vous aider à choisir le bon outil pour des tâches spécifiques.
Lorsqu'il s'agit de matériaux durs, les broyeurs à coquilles sont le choix préféré. Leur conception, dotée de plusieurs arêtes de coupe, leur permet d’enlever efficacement de grandes quantités de matière.
Pour l'usinage de matériaux plus tendres, les fraises à mouche sont les outils de surfaçage idéaux. Leur conception leur permet de produire des finitions de surface fines avec une faible consommation d'énergie.
Si vous avez besoin de créer des conceptions esthétiques grâce au surfaçage, les fraises en bout seront votre meilleur choix. Les fraises en bout sont équipées de plusieurs dents sur la tige, ce qui leur permet de s'adapter avec flexibilité aux diverses exigences d'usinage, qu'il s'agisse de courbes douces ou de motifs complexes.
Outre le type d’outil, l’angle selon lequel l’outil pénètre dans la pièce est également un facteur important à prendre en compte. La plupart des outils pénètrent dans la pièce à un angle de 45° ou de 90°.
Choisir entre 45° et 90° ?
Un tranchant à 45° est plus adapté aux coupes très exigeantes. Il peut fournir une meilleure finition de surface, des vibrations plus faibles et des forces de coupe plus équilibrées.
Une fraise à surfacer à 90° convient aux pièces à paroi mince, aux pièces mal serrées et aux situations nécessitant une mise en forme précise à 90 degrés.
4 types courants d'opérations de fraisage de visage
Dans les opérations de fraisage, différents types de techniques de surfaçage sont couramment utilisés, chacune avec des applications et des meilleures pratiques spécifiques. Ci-dessous, nous détaillerons ces quatre types courants d'opérations de surfaçage.
Fraisage général du visage
Le surfaçage général (voir figure 1) est la technique de surfaçage la plus basique et la plus courante en usinage. Elle peut être réalisée à l'aide de différents types d'outils de coupe, les outils ayant un angle d'attaque de 45° étant les plus courants.
Outils à angle d'attaque de 45° :
- Préféré à des fins générales
- Réduit les vibrations dans les longs porte-à-faux
- Fine épaisseur de copeaux pour une productivité accrue
Outils à angle d'attaque de 90° :
- Pièces à parois minces
- Pièces mal serrées
- Situations nécessitant un façonnage à 90°
Fraises à insert rond :
- Outillage polyvalent
- Plus grande résistance de pointe
- Plusieurs arêtes de coupe par plaquette
- Convient pour l'usinage d'alliages réfractaires
- Fournit une action de coupe en douceur
Pour optimiser le processus général de surfaçage, les machinistes peuvent prendre en compte les conseils suivants :
- Sélectionnez le diamètre de l'outil approprié, généralement recommandé pour être 20 à 50 % plus grand que le diamètre de la pièce à usiner.
- Lors du fraisage de pièces présentant une faible rigidité axiale, utilisez une fraise à 90° pour diriger la majorité des forces de coupe axialement.
- Évitez les profondeurs de coupe axiales comprises entre 0.5 et 2 mm.
- Utilisez des arêtes de coupe positives et tranchantes pour réduire les forces de coupe, adaptées au surfaçage de sections à parois minces et profilées.
- Déviez le point d’entrée du centre de la pièce pour produire des copeaux de sortie plus fins, réduisant ainsi l’usure de l’outil et l’accumulation de chaleur.
Fraisage de visage robuste
Le surfaçage intensif (voir figure 2) est principalement utilisé pour traiter de grandes pièces et enlever des quantités importantes de matière. Dans cette méthode d’usinage, les machinistes doivent prêter attention aux forces de coupe, aux températures de coupe et à la durabilité de l’outil. Les fraises à surfacer avec un angle d'attaque de 60° sont privilégiées pour leurs vitesses d'avance élevées et leurs excellentes performances de coupe.
La clé pour optimiser le surfaçage intensif réside dans :
Lors de l'utilisation d'une table de serrage magnétique pour serrer la pièce, une quantité importante de copeaux générés a généralement tendance à s'accumuler autour de l'outil, entraînant des interruptions de copeaux ou une évacuation partielle des copeaux, ainsi qu'une redécoupe des copeaux, ce qui peut compromettre la durée de vie de l'outil.
Pour éviter cette situation, il est essentiel de maintenir une zone sans copeaux au sein de la zone d'usinage. Ceci peut être réalisé en augmentant la profondeur axiale de coupe pour empêcher les pointes d'outils fragiles d'entrer en contact avec les peaux et les oxydes de la surface abrasive, et en déplaçant le point de contact de la surface vers les arêtes de coupe primaires plus robustes de la plaquette.
Fraisage à grande avance
Le fraisage à grande avance (voir figure 3) est une méthode de coupe à grande vitesse qui nécessite des outils ayant des vitesses de coupe et des avances extrêmement élevées. Lors de l'utilisation d'outils avec un petit angle d'attaque ou de fraises à plaquettes rondes, en raison de l'effet de copeaux fins, le surfaçage peut être effectué à des vitesses d'avance par dent extrêmement élevées (jusqu'à 4 mm/z).
Finition avec des inserts Wiper
Les inserts d'essuie-glace sont principalement utilisés pour finition de surface. En incorporant des plaquettes Wiper aux plaquettes standard, la finition de surface de la pièce peut être encore améliorée. Ils sont généralement disponibles en différentes longueurs et ont des versions à gauche et à droite. Le choix dépend du type de plaquettes standards et de l'avance par tour.
Conseils pour optimiser le fraisage du visage
Les techniques de surfaçage sont des compétences essentielles que les machinistes doivent maîtriser pendant le processus d'usinage, ayant un impact direct sur l'efficacité de l'usinage et la qualité du produit. Voici quelques techniques fondamentales pour le surfaçage :
- Sélectionnez la vitesse de broche recommandée en fonction de l'outillage et du matériau de la pièce à usiner pour éviter une usure excessive de l'outil.
- Positionnez l’outil de coupe légèrement décentré par rapport au centre de la pièce. Ce positionnement peut générer des copeaux plus fins, réduisant ainsi la résistance lors de la coupe et améliorant l'efficacité de la coupe.
- Évitez les entrées et sorties fréquentes de la pièce, qui peuvent créer des contraintes inutiles, affectant la précision de l'usinage et la durée de vie de l'outil.
- Lors du fraisage de rainures ou de trous, évitez les entrées et sorties multiples de la pièce. Vous pouvez également utiliser des stratégies de coupe spéciales pour relever ces défis.
- Introduisez la technologie CNC pour obtenir une automatisation et un contrôle précis du processus de découpe.
- Sélectionnez le type d'outil et les paramètres de coupe appropriés (tels que la vitesse de coupe, l'avance, etc.) en fonction du matériau de la pièce et des exigences d'usinage.
- Contrôlez efficacement l'ampleur et la direction des forces de coupe pour éviter des forces de coupe excessives provoquant une déformation de la pièce ou des dommages à l'outil.
Conclusion
Le surfaçage est un processus clé pour l'usinage de surfaces lisses et de précision des pièces, et la sélection de la fraise à surfacer appropriée et l'optimisation du processus sont cruciales. En tant que professionnel service de fraisage fournisseur, BoYi peut répondre efficacement aux besoins de fraisage de pièces en plastique et en métal personnalisées, qu'il s'agisse d'une production de prototypes ou d'une production de masse, garantissant à la fois qualité et rapidité. En coopérant avec nous, vous bénéficierez de services de fraisage professionnels et efficaces pour résoudre toutes les difficultés de fraisage.
Si vous avez des besoins, s'il vous plaît contactez-nous. et nous vous fournirons un devis et des commentaires dans les 12 heures.
QFP
Le surfaçage se concentre sur le fraisage de la surface supérieure d'une pièce à usiner, en utilisant la section supérieure de l'outil de coupe. À l'inverse, le fraisage latéral consiste à fraiser les côtés de la pièce, élargissant ainsi l'action de fraisage. Le surfaçage est adaptable aux machines à broche horizontale et verticale, tandis que le fraisage latéral est exclusif aux machines à broche horizontale.
Le dressage en fraisage fait référence au processus de création d'une surface plane à angle droit par rapport à l'axe de la fraise. Cela implique de faire tourner l'outil de dressage dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pendant que la pièce se déplace sur la fraise, éliminant ainsi efficacement la matière.
Le surfaçage positionne l'outil de coupe perpendiculairement à la broche, coupant sur la surface de la pièce. Le fraisage périphérique, quant à lui, implique que la fraise se déplace parallèlement à la surface, maintenant un alignement parallèle avec la fraise.
Le surfaçage présente plusieurs avantages, tels que l'obtention d'une finition de surface lisse, sa polyvalence pour divers matériaux tels que les plastiques, les composites et les métaux, et l'obtention de vitesses d'avance plus élevées.
Le surfaçage est généralement utilisé lors de la création de grandes surfaces planes. Il offre une finition de surface supérieure à celle du fraisage périphérique mais avec un taux d'enlèvement de matière plus lent. Bien que le surfaçage soit plus rapide que le fraisage en bout, il peut produire une finition de surface légèrement plus rugueuse.
Tagged: Guide d'usinage CNC
Cet article a été rédigé par les ingénieurs de BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen est un ingénieur et expert technique fort de 20 ans d'expérience en prototypage rapide et en fabrication de pièces métalliques et plastiques.
