Fraisage frontal et tangentiel : leurs différences

Le fraisage est un procédé d’usinage de matériaux très courant qui s’effectue grâce à la rotation de la fraise ; la fraise est l’outil de coupe formé d’arêtes ou de dents de coupe, fixé sur une tête. Parmi les types de fraisage qui existent, on trouve le fraisage frontal, le tangentiel, le tangentiel en opposition et le tangentiel en concordance.

Qu’est-ce que le fraisage ?

Le fraisage est l’une des méthodes d’usinage de pièces les plus utilisées ces derniers temps. Cela tient à la polyvalence qu’offre ce procédé, qui n’apporte que de grands avantages à l’industrie métallurgique et mécanique. Grâce à la fraiseuse, on peut usiner des pièces de façon à augmenter la productivité et à obtenir des résultats de grande qualité et de grande précision.

Les fraiseuses usinent les pièces par enlèvement de copeaux grâce au mouvement rotatif de la fraise. Sur les fraiseuses universelles, c’est la pièce qui se déplace vers l’outil de coupe, en tournant, pour donner à la pièce la forme voulue. Ces machines sont capables de travailler tous types de métaux, y compris les non ferreux, ainsi que le bois, l’acier et les matériaux synthétiques.

L’utilisation de ce type d’usinage permet à la pièce, une fois travaillée sur la fraiseuse, d’être soumise à un autre procédé comme le dégrossissage ou l’affûtage. Mais comment le fraisage s’effectue-t-il réellement ? Combien de façons de fraiser existe-t-il ?

Types de fraisage

Aujourd’hui, de nombreuses fraiseuses fonctionnent par commande numérique par ordinateur CNC ; c’est-à-dire qu’elles sont pilotées par un ordinateur qui exécute la conception préalable établie pour la machine à l’aide de logiciels spéciaux. Bien que les fraiseuses CNC fonctionnent grâce à un ordinateur, la programmation reste faite par l’être humain. Nous voulons dire par là que le mouvement de fraisage est commun à une fraiseuse CNC et à une fraiseuse traditionnelle.

Savoir quel type de fraisage convient le mieux à la pièce dépend d’une analyse de la matière première qui comprend le type de matériau, l’épaisseur, la taille, etc. C’est un opérateur expert dans la conduite de la fraiseuse qui le détermine.

Fraisage frontal

Ce type de fraisage, très courant sur les fraiseuses verticales (où la broche est verticale par rapport au sol), se distingue par l’utilisation d’une fraise hélicoïdale cylindrique. Ces fraises utilisent un nombre réduit de dents, avec un grand angle d’hélice, afin de réaliser une coupe douce, sans vibrations et avec de bonnes finitions.

L’angle d’hélice permet à la fraise d’entrer dans la pièce à travailler et d’en sortir facilement. Dans le fraisage frontal il existe une perpendicularité entre la surface de la pièce travaillée et l’axe de rotation de la fraise.

Dans le fraisage frontal, la fraise enlève des copeaux d’épaisseur régulière à l’aide des arêtes périphériques ou latérales, mais affine et profile la pièce grâce à ses arêtes frontales (d’où son nom) ; ces arêtes frontales contribuent à améliorer la qualité et la finition finale de la pièce. L’un des avantages de ce type de fraisage est que le travail est uniforme et permet d’optimiser le rendement de la machine et d’améliorer sa puissance ; sans aucun doute, un grand avantage qui améliore les coûts de production. Les fraises utilisées durant ce procédé sont appelées fraises frontales.

Fraisage tangentiel

Le fraisage tangentiel est aussi appelé cylindrique ou périphérique, et les fraises qui réalisent ce type d’usinage sont appelées fraises tangentielles. Les machines-outils sur lesquelles ce fraisage est généralement réalisé sont les fraiseuses horizontales ; sur ces fraiseuses, la broche qui reçoit la fraise est parallèle au sol. De plus, les fraises de ces fraiseuses se caractérisent par le fait d’être creuses pour pouvoir se loger dans la broche.

Dans le fraisage tangentiel, l’axe de rotation de l’outil est parallèle à la surface de la pièce à usiner. L’enlèvement de copeaux s’effectue grâce aux dents périphériques de la fraise : c’est pourquoi on l’appelle tangentiel.

Contrairement au fraisage frontal, dans le fraisage tangentiel la charge de travail est irrégulière, puisque les copeaux obtenus varient considérablement en épaisseur et ont une forme très particulière. Si l’on souhaite optimiser le rendement de la machine, il est préférable d’utiliser une fraise hélicoïdale. Il est très important, lors de ce type de fraisage, de positionner correctement l’axe de l’outil : dans le cas contraire, la surface de la pièce usinée présentera des ondulations.

Il existe deux manières de réaliser le fraisage tangentiel :

• En opposition, lorsque l’outil tourne en sens contraire de l’avance de la pièce usinée. Ici, la profondeur des passes de l’outil sur la surface fait que les copeaux obtenus sont plus épais, mais le mouvement produit aussi des vibrations sur la machine. Cela peut faire que la qualité de la pièce ne soit pas la meilleure.
• Le fraisage tangentiel en concordance se produit lorsque la fraise tourne dans le même sens que la pièce. Comme la force de coupe de ce fraisage est dirigée vers le bas, le résultat de la pièce usinée est de meilleure qualité, car la finition de la surface de la pièce s’en trouve améliorée.