Qu'est-ce que le fraisage angulaire : un guide informatif

Si vous prévoyez de mener un projet d'usinage impliquant des coupes inclinées de précision, il est essentiel de comprendre le fraisage angulaire. Cette technique de fraisage garantit une précision et une efficacité optimales, et permet également de réaliser des géométries et des conceptions complexes impossibles à obtenir avec un fraisage classique.

Dans cet article, vous découvrirez les procédés mis en œuvre, les types de fraises à angle, les avantages du fraisage angulaire, et bien plus encore.

Qu'est-ce que le fraisage angulaire ?

Il s'agit d'une méthode de fraisage particulière utilisée pour couper des matériaux selon des angles spécifiques, autres que 90 degrés, jusqu'à l'obtention de la conception, de la forme ou de la géométrie souhaitée.

Cette technique d'usinage fait appel à des procédés spécialisés pour générer des formes inclinées telles que des chanfreins, des encoches, des bords biseautés, des rainures en V, etc.

Contrairement au fraisage conventionnel, utilisé pour créer des surfaces planes de base, le fraisage angulaire convient à la fabrication de rainures et de finitions inclinées complexes.

Types de fraises à angle

Voici deux types de fraises à angle à connaître.

Fraise à angle simple

Les fraises à angle simple sont utilisées pour les opérations de fraisage comportant une seule face inclinée.

Elles sont généralement conçues à 30, 45 ou 60 degrés, bien que d'autres angles sur mesure puissent exister selon vos besoins. Les fraises à angle simple servent au chanfreinage, au biseautage et à l'usinage de rainures et de bords sur une seule face.

Fraise à double angle

Elles sont utilisées pour des projets d'usinage complexes impliquant deux faces de fraisage inclinées. Elles comportent généralement deux arêtes de coupe inclinées qui leur permettent de créer des rainures en V sur une pièce.

Elles sont disponibles à 45, 60 et 90 degrés. Grâce à leurs profils multi-angles avancés, elles améliorent l'efficacité et la vitesse de travail, puisqu'aucun repositionnement ni ajustement fréquent n'est nécessaire.

En quoi le fraisage angulaire diffère-t-il du fraisage classique ?

Le fraisage angulaire se distingue du fraisage classique ou conventionnel des manières suivantes.

Géométrie de coupe

Le fraisage classique sert généralement à créer des surfaces planes, les outils de fraisage se déplaçant perpendiculairement ou parallèlement à la pièce. En fraisage angulaire, les opérations d'usinage sont réalisées selon des angles spécifiques pour former des rainures et des bords.

Outils de coupe

Une opération de fraisage classique fait appel à des fraises à surfacer et des fraises en bout, tandis que l'usinage angulaire utilise des fraises à angle simple et double, uniques en leur genre, pour atteindre une précision et une fonctionnalité adéquates dans le processus de production.

Applications

Alors que le fraisage classique convient à l'usinage de composants aux formes et géométries de base comme des rainures, des blocs, etc., le fraisage angulaire convient à la création de pièces d'une précision détaillée comme des chanfreins et d'autres pièces inclinées complexes.

Le processus de fraisage angulaire

Voici un processus de fraisage angulaire étape par étape que vous pouvez suivre :

Processus de planification et de préparation

Il s'agit de la première étape, qui consiste à préparer les matériaux et les fraises, à concevoir les dessins et les plans, etc.

À ce stade, vous devrez déterminer l'angle de la pièce, qu'il soit de 30, 45 ou 60 degrés, ou si un angle sur mesure est requis. Cela vous aidera à sélectionner la fraise adéquate.

En outre, vous devez choisir une fraise simple ou double selon le projet sur lequel vous travaillez. Le matériau de la fraise compte également ; par exemple, le carbure peut usiner de nombreuses pièces métalliques à résistance à la traction modérée ou élevée.

Réglage de la fraiseuse

À cette étape, vous préparerez la fraiseuse pour le processus d'usinage angulaire. Vous devrez vérifier si la machine dispose d'une fonction de tête inclinable.

Ensuite, vous pouvez utiliser un instrument de mesure comme un comparateur à cadran pour vérifier que l'inclinaison est correcte et conforme aux exigences de fraisage.

Si la machine ne dispose pas de fonction d'inclinaison, vous pouvez générer les angles nécessaires à l'aide de montages solidement fixés, comme des tables rotatives, pour soutenir le processus de fraisage.

Une fois cela fait, inspectez le réglage de la machine pour vérifier sa stabilité et son alignement. Vous pourrez ainsi atteindre la précision requise, prolonger la durée de vie des outils et travailler efficacement.

Mise en place de la pièce

Comme le processus d'usinage angulaire génère de nombreuses vibrations et forces, vous devez vous assurer que la pièce est solidement fixée.

L'utilisation de montages spécialisés ou d'étaux sinus conçus pour le fraisage angulaire est essentielle pour garantir une mise en place stable de la pièce. Une fois la pièce fixée, vous pouvez utiliser un instrument de mesure pour vérifier à nouveau l'alignement.

Usinage de l'angle

L'étape suivante consiste à démarrer les opérations d'usinage proprement dites. Une fois le fraisage de l'angle commencé, vous devez débuter avec des avances et des vitesses de broche stables.

Cela vous aidera à réduire le broutement de l'outil et à éviter les déviations susceptibles d'affecter la finition et le niveau de précision.

Vous devrez également utiliser un liquide de refroidissement pour limiter l'accumulation de chaleur. Tester au préalable le processus d'usinage en termes de vitesses et d'avances permet aussi de garantir les paramètres corrects pour l'opération de fraisage.

Contrôle qualité

Enfin, procédez à une inspection approfondie pour vous assurer que les résultats d'usinage répondent aux exigences du projet.

Cela implique de vérifier si le niveau de précision, la finition de surface, les dimensions, les tolérances, etc., correspondent aux spécifications attendues. Si le contrôle qualité final est crucial, il est judicieux d'inspecter ces paramètres pendant le processus d'usinage.

Matériaux couramment utilisés pour le fraisage angulaire

De nombreux matériaux métalliques sont utilisés dans les opérations de fraisage angulaire. Chacun possède ses propres propriétés qui le rendent compatible avec un tel processus d'usinage. Voici quelques-uns de ces matériaux et les paramètres à connaître.

Matériau	Dureté	Résistance à la traction	Usinabilité (% de B1112)	Applications
Acier (au carbone et allié)	120-250	400-1500	50-70 %	Essentiel en ingénierie structurelle, pour l'usinage de pièces et de composants.
Acier inoxydable	150-600	480-2000	40-50 %	Utilisé pour la fabrication d'équipements médicaux et de composants de transformation alimentaire.
Alliages d'aluminium	25-150	90-570	150-300 %	Indispensable à la conception de pièces aérospatiales et automobiles et de composants électroniques.
Laiton	55-100	200-550	100-150 %	Utilisé pour la fabrication d'équipements esthétiques, de pièces de plomberie et d'instruments de musique.
Alliages de titane	180-420	650-1400	20-30 %	Important pour la fabrication de pièces aérospatiales et automobiles et d'équipements biomédicaux.
Cuivre	35-110	200-400	20-100 %	Essentiel à la production de pièces électriques et de plomberie.
Alliages de nickel	150-500	600-1400	10-40 %	Utilisé dans la fabrication d'équipements de traitement chimique et de composants d'ingénierie marine.

Avantages du fraisage angulaire

Voici quelques-uns des avantages des opérations de fraisage angulaire :

Efficacité accrue

L'usinage angulaire permet de générer plusieurs formes inclinées sur une pièce en une seule opération. Vous pouvez ainsi optimiser le temps et la main-d'œuvre tout en obtenant un meilleur rendement.

Haute précision

Avec le fraisage angulaire, vous obtenez des pièces d'une précision adéquate. Les méthodes de fraisage aident à garantir que les angles nécessaires sont atteints lors de la fabrication, éliminant ainsi les déviations tout en produisant des pièces conformes aux spécifications et fonctions requises.

Cela le rend précieux pour la fabrication de pièces aérospatiales, médicales et sportives.

Rentable

Vous pouvez également optimiser efficacement l'utilisation des matériaux avec cette technique. En fraisage angulaire, seules les parties nécessaires sont usinées, ce qui évite le gaspillage de matière.

Finition de surface parfaite

Le fraisage angulaire offre une finition lisse. Vous n'avez donc pas besoin d'un processus de finition final et pouvez ainsi économiser du temps, de la main-d'œuvre et des coûts.

Conceptions et fonctions améliorées

Sans fraisage angulaire, la création de certains composants serait impossible. Des géométries complexes et délicates sont conçues grâce à cette technique.

Il devient ainsi plus facile de produire des pièces dotées de caractéristiques, d'une esthétique, de fonctions spécifiques, etc., ce qui conduit à une plus grande satisfaction des clients.

Limites du fraisage angulaire

Complexité de la configuration

La mise en place d'une fraise à angle avec la pièce et la machine demande plus de temps et d'expertise. De plus, vous devez aligner correctement la configuration pour qu'elle fonctionne. Sans cela, les risques d'erreurs augmentent, ce qui vous coûtera plus de temps et d'efforts.

Usure des outils

L'usure des outils est plus fréquente avec cette technique en raison des surfaces inclinées. Les outils de coupe travaillent constamment sur la matière selon des angles spécifiques, ce qui entraîne leur usure. Vous devrez donc remplacer la fraise plus souvent.

Exigences machine

De nombreuses fraiseuses classiques ne conviennent pas au fraisage angulaire. Pour réaliser un usinage angulaire, vous devrez peut-être investir dans des machines CNC avancées.

Applications courantes du fraisage angulaire

Chanfreinage et biseautage : Utile pour créer des chanfreins, protéger les composants contre les dommages sur les arêtes et améliorer l'ajustement.

Fraisage de rainures en V : Utile pour générer des rainures en forme de V dans les composants usinés et les pièces décoratives.

Fraisage de filets : Important pour générer des filets sur les vis, boulons et autres fixations.

Création de rainures en queue d'aronde : Utile en mécanique et en ingénierie structurelle pour concevoir des assemblages à emboîtement et des glissières en queue d'aronde.

Cannelures et moletage : Utilisé pour créer des formes améliorant la fixation ou l'adhérence.

Usinage de surfaces coniques : Utile pour concevoir des arbres, des goupilles, etc., employés en ingénierie structurelle.

Composants angulaires complexes : Utilisé pour concevoir des pièces aérospatiales comme les aubes de turbine, qui exigent une précision angulaire adéquate.

Pièces de montage et outillage : Important pour fabriquer des gabarits et des montages utilisés comme support dans le processus de fabrication.

Fraisage hélicoïdal : Utilisé pour créer des rainures spirales et hélicoïdales dans les forets, les outils de coupe, etc.

Rainures angulaires : Utile pour créer des rainures dans les composants mécaniques et structurels.

Conseils pour le fraisage angulaire

Le fraisage angulaire, en tant que technique d'usinage avancée, exige des compétences et de l'expertise. Les conseils ci-dessous vous aideront lors de vos prochaines opérations d'usinage.

Choisissez la fraise la plus adaptée

Selon les composants que vous souhaitez créer, vous devez réfléchir au type de fraise à utiliser.

Pour les opérations d'usinage angulaire de base comme la création de biseaux et de chanfreins, les fraises à angle simple conviennent. En revanche, pour un fraisage plus avancé comme les rainures en V, les fraises à double angle sont adaptées.

De plus, lorsque vous travaillez sur des matériaux difficiles comme l' acier, les fraises revêtues au carbure sont les meilleures, car elles résistent à des températures extrêmes.

Prévoyez un mécanisme de refroidissement

Lors d'une opération de fraisage angulaire, attendez-vous à un certain dégagement de chaleur. Vous pouvez le gérer en utilisant un liquide de refroidissement adapté aux matériaux que vous usinez.

Pour les matériaux durs comme l'acier, utilisez un liquide de refroidissement à base d'huile et d'eau. Les matériaux moins durs comme l'aluminium ne nécessitent qu'un liquide de refroidissement en brouillard.

Testez les paramètres de fraisage

Tester les paramètres de fraisage comme la vitesse et l'avance vous aide à déterminer le meilleur équilibre pour votre opération d'usinage.

Cela vous permet ensuite d'éliminer les erreurs, d'améliorer la précision et l'efficacité, et de prolonger la durée de vie des outils. En général, les matériaux plus tendres supportent des vitesses plus élevées que les matériaux plus durs.

Combinez les fraises si nécessaire

Pour plus d'efficacité, vous devrez peut-être combiner des fraises. Par exemple, lors du fraisage d'une rainure en V, combiner une fraise en bout et une fraise à angle vous permet de terminer l'opération sans changer d'outil.

Mesurez les angles et inspectez les finitions de surface

Bien que le fraisage angulaire garantisse la précision, vous pouvez aussi vérifier les angles mesurés à l'aide d'un instrument comme un rapporteur d'angle. Surveillez également la finition finale, pour voir si elle est suffisamment lisse ou si elle nécessite des améliorations.

Prévoyez un support pour maintenir la matière

Une configuration d'usinage angulaire doit être aussi rigide que possible. Cette technique de fraisage génère beaucoup de vibrations et de casse d'outils si l'on n'y prend pas garde. Vous devez donc prévoir un support angulaire rigide sur mesure pour maintenir la pièce pendant l'usinage.

Conclusion

Le fraisage angulaire reste une technique précieuse pour créer diverses pièces industrielles à angles variés. Il permet d'obtenir des composants d'une précision, d'une finition, d'une esthétique et d'une conception constantes.

Chez DEK, nous accordons une grande importance à la précision et à l'efficacité de notre processus d'usinage. Au fil des années, nous avons équipé notre atelier de machines modernes et sophistiquées répondant aux besoins de chaque projet. Que votre projet implique du fraisage angulaire, de l'usinage CNC ou d'autres procédures, nous disposons de la meilleure équipe pour le mener à bien.