Quand utilise-t-on le fraisage en avalant et le fraisage en opposition dans la fabrication des moules ?

Introduction

Le fraisage est une technique fondamentale de la fabrication des moules, indispensable pour façonner et usiner avec précision différents matériaux. Ce procédé enlève de la matière à une pièce afin d’obtenir la forme ou l’état de surface souhaité. Deux méthodes principales se distinguent dans ce contexte : le fraisage en avalant et le fraisage en opposition, plus conventionnel. Souvent employées dans les opérations de fraisage CNC (commande numérique par ordinateur), elles diffèrent profondément par leur approche et leurs effets sur l’usinage.

L’usinage d’un moule doit être divisé en au moins trois étapes : ébauche, semi-finition et finition, voire parfois superfinition. L’ébauche emploie des fraises hémisphériques, des fraises à plaquettes rondes et des outils à grand rayon de bec. La semi-finition fait appel à des fraises à bout rayonné, à plaquettes rondes et hémisphériques. Pour la finition, on utilise des fraises à plaquettes rondes et hémisphériques ; la reprise des zones résiduelles s’effectue avec des fraises à plaquettes rondes, hémisphériques ou droites. À chaque étape, il est très important de laisser une surépaisseur uniformément répartie pour l’opération suivante.

Il est très important d’optimiser le processus de coupe en sélectionnant la forme du biseau, l’outil de coupe spécial, la taille et les paramètres de coupe, la combinaison de marques et la stratégie de fraisage appropriée. Alors, faut-il utiliser le fraisage en aval ou le fraisage en amont dans le traitement des moules ? La réponse est qu’il faut utiliser le fraisage en avalant.

II.Le fraisage dans la fabrication des moules

Le fraisage en avalant est un mode de fonctionnement du processus de fraisage qui se caractérise par le fait que le sens de rotation de la fraise est le même que le sens d’avance de la pièce. Voici quelques détails sur le fraisage en avalant :

Situation applicable :

Le fraisage en avalant convient aux pièces présentant une faible surépaisseur d’usinage ou nécessitant un usinage léger ; il est généralement utilisé pour la finition. Si la surface de la pièce ne comporte pas de croûte dure et que le mécanisme d’avance de la machine fonctionne sans jeu, il est également recommandé afin de garantir la qualité de surface de la pièce plastique et de réduire l’usure des dents de la fraise.

Influence de la force de coupe :

Pendant le fraisage vers le bas, la force de coupe pousse la pièce vers l’établi, ce qui permet de maintenir la stabilité de la pièce et d’améliorer la précision de l’usinage.

Comparaison avec d’autres méthodes de broyage :

Par rapport au fraisage en avalant, la fraise peut mordre la pièce et couper les copeaux les plus épais dès le début de la coupe, alors que le fraisage en avalant nécessite que la fraise glisse sur une certaine distance sur la pièce avant de commencer. Couper jusqu’à ce que l’épaisseur maximale de coupe soit atteinte.

Remarque :

Bien que le fraisage vers le bas soit bénéfique dans la plupart des cas, il existe des situations spécifiques où le fraisage vers le haut peut être envisagé, par exemple lorsque la machine-outil a des problèmes de dégagement des filets ou lorsque l’on travaille avec des pièces à peau dure.

En résumé, le fraisage vers le bas est une méthode de fraisage recommandée, particulièrement adaptée aux exigences de finition de haute qualité.

III. Le fraisage conventionnel dans la fabrication des moules

Exploration du fraisage conventionnel

Le fraisage conventionnel, souvent appelé fraisage vers le haut, est une technique fondamentale dans le monde de l’usinage. Le fraisage vers le haut fait référence à la relation entre le sens de rotation de la fraise dans la pièce et le sens de coupe ou d’avance conventionnel dans le fraisage circonférentiel, où le sens de rotation de la fraise est opposé au sens d’avance de la pièce. En particulier :

Modification de l’épaisseur de coupe :

Pendant le fraisage en amont, l’épaisseur de coupe augmente progressivement à partir de zéro et atteint finalement la valeur maximale. Les dents de la fraise peuvent alors glisser sur la surface usinée, ce qui aggrave le durcissement de la surface et affecte la qualité de la surface de la pièce.

Influence de la direction de la force de coupe :

Lors du fraisage vers le bas, la composante verticale de la force de coupe sur la pièce est descendante, ce qui permet de stabiliser le serrage de la pièce. Lors du fraisage vers le haut, la force de coupe est dirigée vers le haut, ce qui peut provoquer des vibrations. En particulier lors du fraisage de pièces à peau dure, cela peut entraîner le desserrage de la pièce.

Stabilité :

Pendant le fraisage en hauteur, comme la direction de la composante de la force de coupe est opposée à la direction du mouvement d’avance, la table de la fraiseuse est relativement stable et n’est pas sujette à un mouvement axial, ce qui réduit l’impact sur les dents de la fraise et contribue à prolonger la durée d’utilisation de la fraise.

Applicabilité :

Bien que le fraisage en amont puisse offrir une expérience d’utilisation plus douce dans certaines situations (telles que les grandes coupes), il n’est généralement pas adapté à l’usinage de pièces à peau dure, car il peut mettre la pièce en contact direct avec la peau dure, ce qui entraîne des difficultés de traitement.

En résumé, le fraisage vers le haut est une méthode de fraisage qui se caractérise par le fait que le sens de rotation de la fraise est opposé au sens d’avance de la pièce. Toutefois, dans les applications pratiques, ses avantages et ses inconvénients doivent être évalués en fonction de la situation spécifique.

IV. Comparaison entre le fraisage par escalade et le fraisage conventionnel

Facteurs de décision

Lorsqu’il s’agit de choisir entre le fraisage en avalanche et le fraisage conventionnel pour la fabrication de moules, plusieurs facteurs critiques entrent en ligne de compte. Ces facteurs guident les machinistes et les ingénieurs dans le choix de la méthode de fraisage la plus adaptée à leurs besoins spécifiques.

Type de matériau : le choix de la méthode de fraisage dépend fortement du matériau usiné. Les matériaux tendres comme l’aluminium se prêtent souvent mieux au fraisage en avalant, tandis que les matériaux durs comme la fonte peuvent exiger la robustesse du fraisage en opposition.

État de surface recherché : lorsque la priorité est d’obtenir un meilleur état de surface avec moins de rugosité, le fraisage en avalant est généralement privilégié. À l’inverse, le fraisage en opposition peut être retenu pour les opérations d’ébauche, où la finition est moins critique.

Capacités de la machine : toutes les fraiseuses, en particulier les modèles anciens ou manuels, ne peuvent pas supporter les efforts générés par le fraisage en avalant. La capacité de la machine à résister aux efforts directionnels et au risque de déflexion de l’outil joue un rôle déterminant dans ce choix.

Diamètre de l’outil : la taille de l’outil peut orienter le choix. Les outils de grand diamètre supportent parfois mieux les contraintes du fraisage en opposition, tandis que les petits outils, plus sensibles à la déflexion, peuvent bénéficier du fraisage en avalant.

Montée en puissance vs. fraisage conventionnel

Comprendre les scénarios qui favorisent chaque type de fraisage et leurs impacts est la clé d’un usinage optimal.

Situations favorables au fraisage en avalant :

Usinage CNC de précision lorsqu’une finition de surface lisse est requise.

Usinage de matériaux plus tendres susceptibles de se déchirer ou de se bousculer.

Opérations sur des fraiseuses modernes à commande numérique conçues pour gérer les forces directionnelles du fraisage en aval.

Situations favorables au fraisage en opposition :

Opérations d’ébauche où la finition n’est pas la préoccupation principale.

Usinage de matériaux durs susceptibles de provoquer une usure excessive lors du fraisage en avalant.

A utiliser sur des fraiseuses anciennes ou manuelles qui pourraient ne pas supporter les forces du fraisage en aval.

Effets sur l’usure de l’outil, la production de chaleur et la rugosité de surface :

Fraisage en avalant : il réduit généralement l’usure de l’outil, car l’épaisseur du copeau est maximale au début de la coupe puis diminue jusqu’à zéro. Il produit également moins de chaleur, préserve l’outil et la pièce, et garantit une surface plus lisse et moins rugueuse.

Fraisage en opposition : il peut accroître l’usure de l’outil, car la coupe commence avec une épaisseur de copeau nulle, ce qui augmente le frottement et la chaleur. Il peut produire une surface plus rugueuse, mais convient à certains matériaux et aux opérations d’ébauche.

En résumé, le choix entre fraisage en avalant et fraisage en opposition dépend de nombreux facteurs, notamment le type de matériau, la finition souhaitée, les capacités de la machine et la taille de l’outil. Les deux méthodes présentent des avantages propres et des applications idéales ; la décision doit correspondre aux exigences particulières de la fabrication du moule.

**V.**Raisons de choisir le fraisage en avalant

Lorsque l’arête de coupe est juste en train de couper, l’épaisseur des copeaux peut atteindre la valeur maximale en fraisage avant, et elle est la plus faible en fraisage inverse. D’une manière générale, la durée de vie de l’outil en fraisage inverse est plus courte qu’en fraisage en aval, conventionnel et en avalant, car la chaleur est nettement plus élevée qu’en fraisage en aval. Lorsque l’épaisseur du copeau passe de zéro à la valeur maximale en fraisage en avalant, la chaleur générée est plus importante car la friction sur l’arête de coupe est plus forte qu’en fraisage en avalant. La force radiale est également beaucoup plus élevée dans le cas du fraisage vers le haut. Ce qui a un impact négatif sur les roulements de la broche.

Lors du fraisage vers le bas, l’arête de coupe est principalement soumise à une contrainte de compression, qui a un effet plus favorable sur les plaquettes en carbure ou les outils en carbure monobloc que les forces de traction générées lors du fraisage vers le haut. Il y a bien sûr des exceptions, lorsque l’on utilise des fraises en carbure monobloc pour le fraisage latéral, en particulier dans les matériaux trempés, le fraisage inverse est préférable, car il permet d’obtenir plus facilement des parois droites avec des tolérances plus serrées et de meilleurs angles à 90 degrés. Dépassement. S’il y a un désalignement entre les différentes avances axiales, la marque d’assemblage de l’outil est également très petite, ce qui est principalement dû à la direction de la force de coupe, si un bord très tranchant est utilisé dans la coupe, la force de coupe “tirera” le couteau vers le matériau, ce qui peut Un autre exemple de fraisage inversé est le fraisage avec une vieille fraiseuse manuelle. L’ancienne fraiseuse présente un jeu de vis important. Le fraisage inversé génère une force de coupe pour éliminer le jeu et rendre l’action de fraisage plus stable.

Conclusion

Le choix de la technique de fraisage n’est pas seulement une décision technique, mais aussi stratégique. Il peut influer considérablement sur l’efficacité, le résultat et la rentabilité du processus de fabrication des moules.

Le fraisage par glissement, qui présente l’avantage de produire une finition de surface supérieure et de réduire l’usure de l’outil, est souvent la technique préférée dans les environnements d’usinage CNC modernes, en particulier lorsque l’on travaille avec des matériaux plus tendres ou que la précision est primordiale. Sa capacité à minimiser l’épaisseur des copeaux et la déviation de l’outil en fait un choix optimal pour les projets détaillés et sensibles à la finition.

Le fraisage conventionnel, quant à lui, conserve sa pertinence et son importance, en particulier dans les situations où le fraisage en avalanche n’est pas adapté. Son efficacité dans les opérations d’ébauche, sa compatibilité avec les matériaux plus durs et son adaptation aux fraiseuses traditionnelles ou manuelles en font une technique indispensable dans certains contextes. Le fraisage conventionnel reste une approche fiable, en particulier dans les phases de pré-finition ou lorsque l’on travaille avec des équipements qui ne sont pas optimisés pour les rigueurs du processus de fraisage en avalant.

Le choix entre la gravitation et un processus de fraisage conventionnel doit donc être fait après un examen minutieux de plusieurs facteurs : le matériau à usiner, la finition de surface souhaitée, les capacités de la fraiseuse et les spécificités de l’outillage utilisé. Chaque projet de fabrication de moules est unique, et il est essentiel de comprendre ces nuances pour choisir le style de fraisage approprié.

En conclusion, l’art de la fabrication des moules bénéficie grandement d’un choix judicieux de la technique de fraisage. Que l’on opte pour la finesse et la précision du fraisage en avalant ou pour la robustesse du fraisage en opposition, mieux adapté aux tâches difficiles, l’objectif reste le même : optimiser le processus pour atteindre la qualité, l’efficacité et l’excellence technique.

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