FRAISAGE[1]

1

LE FRAISAGE 1. FRAISAGE EN OPPOSITION ET EN CONCORDANCE

Fraisage en opposition Fraisage en concordance lavance de la dent est oppose lavance de la dent de mme sens a lavance pice que lavance pice

Caractristiques du fraisage en opposition Caractristiques du fraisage en concordance -Lattaque de la dent se fait avec une paisseur nulle, ce qui peut entrainer un refus de coupe (copeau mini) sur la surface gnrer -Ce frottement entrane une usure supplmentaire -Lattaque se fait sur une surface crouie par la dent prcdente -Les efforts de coupe sont importants (refus de coupe) -Les efforts de coupe tendent a faire sortir la pice de la mise en position (efforts vers le haut) -Seul ce mode de travail peut tre utilis sur les fraiseuses ayant des vis sans rattrappage de jeux

-Lattaque de la dent se fait avec lpaisseur maximale( pas de copeau mini) -La sortie de la dent se fait sur la surface a gnerer avec une paisseur nulle mais le copeau est dja cre ce qui facilite la coupe -Les dents attaquent sur l paisseur maxi ce qui gnre des chocs, il est intressant davoir plusieurs dents en prise pour limiter les chocs -Si on attaque sur une surface brute de fonderie on a une usure rapide -Les efforts de coupe plaquent la pices sur ses appuis -La machine doit tre quipe dune avance de table sans jeu (vis bille) - Rugosit un peu meilleure -A utiliser pour matriaux crouissables

2.CHOIX DE LA FRAISE EN FONCTION DE LA RUGOSITE DEMANDE

Zone de copeau mini

Usinage UGV En bout

2 3.CHOIX DE LA FRAISE EN FONCTION DU TRAVAIL

A. SURFAAGE

Consiste gnrer un plan par fraisage en bout Le surfaage se fera en une passe si possible pour viter la reprise ( dfaut de planit dus a la flexion de fraise et a la gomtrie machine)

Caractristiques de la fraise a surfacer

dessin Avantage Inconvnient bauche Finition Remarque

Plaquette ronde Trs rsistante aux chocs 6 8 positions dusure

Accs prs dun paulement limit au rayon X X

Usiner avec une grande avance

Plaquette carre

Un plat de planage amliore la rugosit

Accs prs dun paulement limit X X

4 a 8 artes

Plaquette rhombique

Accs prs dun paulement au plus prs

2 4 artes

X X

Permet aussi le surfaage dressage

Plaquette a dent planeuse

Rugosit excellente

Respecter les conditions de coupe X

1dent planeuse parmi les autres finition seulement

Coupe positive Plus cher

Bonne rugosit X

Coupe ngative Plaquettes rversibles

Rugosit moins bonne Efforts de coupe +15%

X conomique

Petit pas de denture

Nombre de dents lev ( ex diam 50 = 6 dents)

Beaucoup de dents Avance plus grande

Ncessite un puissance plus grande

Grand pas Nombre de dents faible ( ex diam 50 = 4 dents)

Effort moindre sur la pice Puissance, effort moindre

Moins davance Bonne vacuation du copeau

Pour pices flexibles, machines peu puissantes

Pas irrgulier Usinage de pices flexibles

Pour viter les vibration

Angle dattaque 45,60 75

La pointe de coupe est protge en usinant dans la crote Bon dgagement du copeau

Accs prs dun paulement limit

Angle dattaque 90

Type de fraise universelle

Accs prs dun paulement au plus prs

Permet le surfaage, le surfaage- dressage, le rainurage

Autre type de plaquettes : triangulaire, octogonale, rhombique a grand rayon

Plaquette racleuse

Dents de la fraise

3

B .Surfaage dressage Surfaage prdominant Consiste a gnrer 2 plans perpendiculaires simultanment Langle entre les 2 plans dpend de loutil

Caractristiques de la fraise


Plaquette triangulaire

3 a 6 artes conomique

Bridage plaquette faible

X X

Plaquette rhombique

Accs prs dun paulement au plus prs 2 4 artes

X X

Fraise monobloc serie courte

Pour petite surface

Permet un usinage sans rayon dans le coin

Jetable ou rafftable

Diamtres de 1 20 mm En ARS ou carbure Permet le surfaage, le surfaage- dressage, le rainurage

Dressage prdominant Consiste gnrer 2 plans perpendiculaires simultanment, lusinage latral tant prdominant. Pour limiter la flexion on choisira le plus gros diamtre possible



Fraise hrisson Coupe discontinue Copeau fragment

Nombreuses plaquettes avec usure ingale coteux

X

Fraise a plaquettes brases

X

Avec ou sans hlice

Fraise monobloc serie courte

Pour petite surface



Diamtres de 1 20 mm En ARS ou carbure Permet le surfaage, le surfaage- dressage, le rainurage

4 C. Rainurage dbouchant , contournage

Consiste usiner une rainure dbouchant de part et dautre de la pice Nayant pas de problme de plonge, on bauche avec la plus grande profondeur possible en rduisant lavance (dbit maxi)



Fraise hrisson

Coupe discontinue Copeau fragment

Nombreuses plaquettes avec usure ingale coteux

X Profondeur de passe1 2 D

Fraise dbauche ondules

Fragmente le copeau

Pas dafftage

X Profondeur de passe1 2 D

Fraise a plaquettes

2 plaquettes conomique

Hauteur de contournage limite X

Profondeur de passe 0.5d Ncessite plusieurs passes

Fraise monobloc srie longue

Pour petite surface



Flexion de fraise

X

Diamtres de 1 20 mm En ARS ou carbure Coupe centrale pas ncessaire

D. Rainure en plonge, usinage de poche, formes internes La fraise est trs sollicite car la chaleur svacue difficilement on prend des petites profondeurs de passes en avanant vite. Si la fraise coupe au centre on peut percer (avance 1/3). Si la fraise ne coupe pas au centre on descend en rampe.



Fraise a plaquettes

2 plaquettes conomique

Hauteur de limite X X

Profondeur de passe 0.5d Ncessite plusieurs passes

Fraise monobloc srie courte pas de coupe au centre

Lgrement moins chre

Plonge non permise

X X

Diamtres de 1 20 mm En ARS ou carbure Descente en rampe ou hlice

Fraise monobloc srie courte coupe au centre

Pour petite surface



Flexion de fraise X X

Diamtres de 1 20 mm En ARS ou carbure Plonge permise avance 1/3

5

E. Usinage de formes



Fraise torique a plaquettes

Dbit important Fraise rsistante

Naccde pas aux formes concaves X

Pour des formes presque plates

Fraise torique monobloc

Dbit important Fraise rsistante

Jetable Naccde pas aux formes concaves

X

Pour petits diamtres 4 16 En ARS ou carbure ou carbures revtus

Fraise boule a plaquettes

Changement rapide de plaquette Accs a toutes les formes

Coupe mal vers laxe Profondeur de passe limite

X

Diamtres de 50 8 mm

Fraise boule monobloc

Accs a toutes les formes

Jetable Coupe mal vers laxe

X

Diamtres de 1 20 mm En ARS ou carbure Plonge permise avance 1/3

F. bauche par plonge trflage

On bauche des formes par trflage (perages scants) avec un foret rigide ce qui donne un meilleur dbit quen contournage

G. Fraises de formes Cest la forme de larte coupante qui reporte sa forme sur la pice



Fraise chanfreiner

Usinage sans incliner la tte

x

Fraise a rayonner

Usinage rapide Peu prcis x

Fraise queue daronde

x

Fraise rainure en t

x

H. Fraises a fileter

Lusinage du filetage est du a la rotation de fraise associ a un mouvement de descente en hlice

6

4 FRAISAGE EN BOUT FRAISAGE EN ROULANT

Fraisage en bout Fraisage en roulant La surface plane est obtenue par lenveloppe

de la trajectoire de la pointe doutil Si laxe de rotation nest pas perpendiculaire

a la surface on usine une surface concave La surface est compose de courbes

croises le copeau ayant une paisseur sensiblement

constante si largeur fraise

7

Angle de coupe f p Aciers 15(ARS) -13(CM) 15(ARS) -1(CM) Fontes 10(ARS) -11(CM) 8(ARS) 11(CM) Alliages lgers 20(ARS) 18(CM) 25(ARS) -25(CM) Alliages cuivreux 20(ARS) -6(CM) 13(ARS) -12(CM)

Choix des angles f et p (angles de coupe axial et radial)

Negatif Ngatif -Pour lusinage avec chocs -Pour lusinage de matires dures -Pour lusinage de pices de faible paisseur la force de coupe plaque la pice - pour des raisons conomiques (la plaquette tant reversible)

-Pour lusinage sur machine de puissance leve (15a20%en +)

Positif positif -Pour lusinage de pices flexibles pour limiter les vibrations -Sur les machines peu puissantes (efforts moindres)ou peu rigides -Pour les matires a copeau rapports (alu,inox) -facilite lvacuation des copeaux Inconvnients : -Pointe coupante fragile - efforts de coupe vers le haut -une face de coupe

Positif ngatif -compromis entre les cas prcdents -une face de coupe -bon dgagement du copeau

8 C. Choix de langle de direction darte Kr

Facteur influant pour Kr = 45 60 90 Epaisseur du copeau + = - + bon Efforts de coupe - = + -mauvais Puissance - = + Profondeur de coupe - = + Vibrations + = - Tenue du bec doutil + = - Evacuation du copeau + + -

6.RUGOSITE OBTENUE EN FINITION A. Fraisage en bout Les rugosits gnralement obtenues en bout vont de 12.5 a 1 Ra Elle dpend du pincement de broche ,du faux rond de la fraise , de la gomtrie de pointe doutil ,de lavance et de la vitesse de coupe de lusure de , de la finesse daffutage. Utilisation de plaquettes racleuses : En plaant une plaquette de planage parmi les plaquettes normales on peut obtenir de 2 a 0.25 Ra

B. Fraisage de profil calcul thorique de la rugosit -Fraise sans faux rond (env 0.01mm)

Rt= 125 Fz2 avec Fz avance par tour ,Z nb dents ,+ en opposition - en avalant (D/2 +- Fz *Z/pipipipi)

-Fraisage avec faux rond (>0.03 mm)

Rt = Fz2 Z2 avec R rayon de fraise R Il sera ncessaire de faire des essais pour vrifier les calculs

C.Actions a mener pour amliorer la rugosit: Augmenter la

rigidit outil pice machine

Diminuer lavance

Augmenter la vitesse de coupe

Augmenter la prcision de position des dents

Amliorer les artes coupantes

Lubrifier

Fraisage en bout ARS

Amliore fortement

Amliore Amliore fortement

Fraisage en roulant ARS

Amliore Amliore fortement

Amliore Amliore

Fraisage en bout Carbures

Amliore Amliore Amliore Amliore fortement

Amliore

9

7. COPEAU MINI Il existe une paisseur de copeau mini en dessous de laquelle loutil ne peut plus piquer dans la matire et refuse la coupe Cette valeur dpend de la finesse daffutage On considre quelle est de 0.02mm pour les ARS et de 0.03 a 0.05 pour les carbures

8. Vitesses d'avances -Variation de vitesse dans les rayons en contournage (G94 Avance en mm/min) Que l'on soit en mode G40 ; G41 G42 La vitesse d'avance programme est applique au centre de l'outil ce qui occasionne des variations de vitesse d'avance sur le profil contourn

Il est ncessaire de recalculer l'avance dans les virages quand la variation est trop grande Cet dire quand R

10

8.MISE EN POSITION DES PICES -Appui plan Pour lappui plan on peut utiliser tout plan parallle a la direction de lavance : table, cales, plan de montage, mors dtau, querre, vrins etc...

-Appui ligne On cre une ligne parallle ou perpendiculaire a la direction de lavance par une cale des pions dans une rainure de table, une rgle dgauchie, un mors dtau

- Appui ponctuel on utilise une bute ayant une zone de contact ponctuel

- V long

Les pices cylindriques seront positionnes dans des vs a 90 ou 120 ou entre pointe

-Centreur ou v court

-tau Sur un tau lappui plan se situe sur les mors avec une seule cale et sur le fond avec 2 cales Des mors plaqueurs appuient la pice vers le fond en serrant

-lments modulaires Des palettes comportant des appuis plan ligne ponctuels.permettent de prparer la mise en position de la pice en dehors de la machine et de positionner lensemble a 0.01mm prs

11 9. EFFORTS DE COUPE

La direction de la rsultante des

forces est variable en intensit est en orientation puisque les dents de la fraise tournent . On peut approximer le point d'application de cette force a la moitie du segment d'enlvement de copeau Les forces varient suivant lpaisseur du copeau ,le choc dengagement ,la pression spcifique de coupe etc...et gnrent des vibrations Cependant ltude des efforts permet de raliser un bridage efficace

10. BRIDAGE ET POSITION DES POINTS DE POSITIONNEMENT

Les points de positionnement ralisant lisostatisme seront placs de manire a sopposer aux efforts de coupe ,le systme de bridage vitant a la pice de glisser dans lautre sens tout en ne la dformant pas

1. Bridage par bride a vis : Pour un bridage efficace a> b (effort de la vie appliqus

sur la pice) et h1>h pour que la bride appuie en pleine pice et n'affaisse pas le coin

2. Serrage par tau : Ltau serre au moyen dune vis ou dun moyen de serrage hydraulique

3.Bridage par clame : Les plaques entirement usines sur le dessus sont serres latralement par des clames

4.Bridage par aspiration : une dpression est effectue sous lappui plan et plaque la pice (Pour petits efforts ou grande surface) 5. Bridage par plateau magntique un plateau magntique lie par aimantation la pice a la machine 6. Bridage par collage :on colle la pice avec une colle qui se diluer facilement ou du scotch double face 7. Bridage par le givre :un plateau refroidi givre et colle la pice

Effort de bridage

Effort de coupe

12 11. PARAMTRES DE COUPE EN FRAISAGE

A VITESSE DE COUPE (Cetim)

-Vitesse de coupe en m /mn pour des Fraises en Acier rapide et carbures a plaquettes (dure de vie de 60 a 120mn) :

FRAISES ARS

Matires usines R en N/mm2

Surfaage en bout prof 2mm

Epaulement en bout prdominant prof 5mm

Epaulement en roulant prdominant prof 2mm

Rainure dbouchante prof 8mm

Rainure non dbouchante + plonge prof 1mm

Aciers non allis recuits 400

29 28 34 27 35

Aciers non allis tremps 800

20 20 24 19 24

Aciers allis recuits 500

29 28 34 27 35

Aciers allis tremps 1100

16 16 19 15 20

Aciers a outils recuits HB250

20 20 24 19 24

Fontes grises 200HB 19 19 23 18 23 Alliages cuivreux 100 HB

110 108 129 106 131

Alliages cuivreux 160 HB

50 49 59 48 60

Alliages aluminium HB 60

280 280 340 280 346

Alliages tremps aluminium HB 140

170 170 204 167 207

Alliages aluminium couls avec silicium

66 65 80 64 81

FRAISES carbures Matires usines R en N/mm2

Surfaage en bout prof 4mm plaquettes




140 133 116

Aciers non allis tremps800

95 90 79

Aciers allis recuits 500

148 137 120

Aciers allis tremps1100

73 69 62

Aciers a outils recuits HB250

101 96 84

Fontes 200HB 83 79 69 Alliages cuivreux 100 HB

330 314 272

Alliages cuivreux 160 HB

218 206 180

Alliages aluminium HB 60

990 717 624

Alliages tremps aluminium

475 451 393

Alliages aluminium couls avec silicium

178 169 147

13 12.Choix des avances En premire approche ,lavance par dent Fz sera de 1/300 a 1/500me du diamtre de fraise

Valeur davance par dent en proportion du diamtre de fraise

FRAISES ARS

Matires usines R en N/mm2

Surfaage en bout prof 2mm

Epaulement en bout prdominant prof 5mm

Epaulement en roulant prdominant prof 2mm


Rainure non dbouchante + plonge prof 1mm


1/350 1/450 1/350 1/600 1/150

Corrections de profondeur :

Quand la profondeur double ,on multiplie lavance par 0.7

Corrections de duret :

Quand la duret du matriau usin augmente on rduit lavance

Durete 100a250 HB R 400 N/mm2

Durete 250a 400 HB R 800 N/mm2

Durete 400a550 HB R 1200 N/mm2

Coefficient rducteur 1 0.7 0.4

Il est necessaire , a partir de cette avance selectionne de verifier que lpaisseur du copeau MAXI Hmax est suprieure au copeau mini pour les usinages avec fraises de petit diamtres ou d usinage dpaulements peu larges (voir feuille Hmax fonctionrapport Aa/D )

13. Choix des profondeurs de passes

On recherchera la profondeur de passe qui permet le dbit de copeaux maximum sachant que quand on augmente la profondeur de passe la vitesse de coupe et lavance diminuent lgrement

exemple : Usinage dune plaque de 50 * 100 prof 8 avec une fraise de 63 de 5 dents

Profondeur Vitesse coupe Fz mm Vf mm/mn Section frontale mm2

Dbit mm3/mn

1mm 133 0.25 831 50 41550 2 124 0.22 682 100 68200 4 119 0.18 535 200 107000 8 116 0.17 493 400 197200

On voit sur ce tableau que le dbit augmente avec la profondeur de passe La profondeur de passe sera limite : - par la puissance de la machine : Vrifier la puissance demande par lusinage( voir cours calcul de puissance) - La capacit de la fraise a supporter les efforts et la temprature engendre (les valeurs gnralement recommande donnent une profondeur de passe de 0.5 diamtre de fraise)

14 14. Engagement latral de la fraise

Les efforts appliqus sur la fraise seront dautant plus faibles que le copeau moyen est grand ( voir feuille copeau moyen) :

Rapport Aa/D en fraisage dcal 0.1 0.2 0.5 0.8 01 Copeau moyen /Avance /dent Fz 0.3 0.4 0.6 0.7 0.6

On voit dans ce tableau que lusinage qui permet un copeau moyen maxi pour une avance donne se situe pour un rapport largeur usinage/diamtre fraise de 0.8 Cest ce rapport qui demande le moins de puissance ( valable en forte bauche ,reduction jusqua 10% de puissance) Lors du choix du diamtre de la fraise /engagement latral ,il faut aussi faire attention : - au nombre de dents en prise ( 1 seule dent en prise gnre des vibrations) - a la direction des efforts de coupe 15. Vrification du copeau mini

Pour les oprations de fraisage de profil avec faible prise de passe ; la fraise risque de travaille dans le copeau mini et refuser la coupe ; il est donc ncessaire de vrifier que

Hmax > copeau mini

Tableau pour rechercher Hmax en fonction du rapport diamtre de fraise D/prof de passe ar

Copeau moyen

Copeau moyen D D

A Aa

15 16 Epaisseur moyenne du copeau

La notion de copeau moyen permet de calculer la puissance de coupe

Copeau moyen en fraisage dcal

Copeau moyen en fraisage centr

17.Pression spcifique de coupe Ce tableau donne la pression spcifique de coupe en N/mm2 en fonction de l'paiseur moyenne du copeau et du matriau usin .Il permet de calculer la puissance de coupe

Epaisseur copeau

Fz

Variation dpaisseur du copeau

Fz

16 18 .Paramtres de coupe des fraises hmisphrique et torique

FRAISAGE[1]

Documents

Transcript of FRAISAGE[1]