Que sont les surfaces planes et comment les usine-t-on ?

Il se peut que vous ayez déjà entendu le terme « surface plane » dans l’industrie de la mécanique. Mais que sont les surfaces planes et quels procédés d’usinage peut-on réaliser sur elles ? Quelles machines-outils sont chargées de travailler ce type de surfaces ?

Caractéristiques des surfaces planes

Si vous vous êtes demandé ce que sont les surfaces planes, sachez que leur définition est étroitement liée à la géométrie. Dans cette discipline, les surfaces planes constituent les faces des solides géométriques qui reposent sur un point commun appelé base. Les surfaces planes coexistent avec les surfaces courbes des corps ronds.

Dans l’industrie de l’usinage, on trouve une infinité de pièces qui présentent cette caractéristique de surfaces planes. Il est important de ne pas confondre la qualité d’une pièce d’être plane avec celle d’être lisse ou rugueuse. Par exemple, les tubes ont une surface lisse, mais ce sont des surfaces courbes. Quelles sont ces surfaces planes ? On peut citer, concrètement, les tôles ou plaques de différents matériaux, qui se caractérisent par le fait d’être des plaques produites lors du pliage ou formage de différents matériaux.

Cependant, il existe bien d’autres surfaces planes qui peuvent être usinées par différents procédés.

Usinage de surfaces planes

Maintenant que vous savez ce que sont les surfaces planes, il est important de faire référence aux machines-outils et aux différents procédés d’usinage qui peuvent s’appliquer à ce type de pièces.

Rectification

La rectification de surfaces planes est l’un des travaux d’usinage les plus fréquents dans l’industrie mécanique. Il s’agit d’un procédé abrasif dans lequel la pièce métallique est polie grâce à l’action d’un outil appelé meule. La meule a la particularité de tourner à grande vitesse pour user ou rectifier la surface de la pièce travaillée.

À l’issue de ce type d’usinage, les pièces présentent une surface lisse et polie. Pour la rectification, on emploie une machine appelée rectifieuse. Il existe différents types de rectifieuses mais, pour polir des surfaces planes et sur lesquelles un travail de grande précision est exigé, on emploie la rectifieuse orbitale.

Dans le cas de la rectification de surfaces planes, il s’agit de fabriquer des surfaces parallèles au plan, selon une profondeur et une qualité définies au préalable. Les résultats de ce procédé varient selon les caractéristiques de la meule et sa vitesse sur la pièce.

Usinage de surfaces planes par fraisage

L’usinage peut se faire avec ou sans enlèvement de copeaux, et par abrasion. La rectification appartient à ce troisième groupe, tandis que le fraisage relève de l’usinage par enlèvement de copeaux. Les copeaux sont de petites lamelles éliminées de la surface d’une pièce à usiner.

Le fraisage s’effectue sur une machine-outil spécifique, dotée d’un outil de coupe qui possède plusieurs arêtes et dents, appelé fraise. La fraise est capable d’exécuter des mouvements dans presque toutes les directions des trois axes selon lesquels se déplace la table de la machine, sur laquelle est fixée la pièce à travailler.

L’usinage par fraisage permet de donner forme à des surfaces planes et à différents profils, mais aussi de percer les pièces. Selon le mouvement que réalise la fraise, on parle de l’un ou l’autre type d’usinage ; ainsi, par exemple, lorsque l’axe est placé parallèlement à la surface de la pièce, on parle de fraisage cylindrique ; s’il est dans le même sens, on dit qu’il s’agit d’un fraisage normal ou en concordance. En revanche, lorsque l’axe de l’outil de coupe est perpendiculaire à la surface de la pièce, on parle de fraisage frontal.

Mais comment usiner des surfaces planes sur une fraiseuse ? Sur cette machine-outil, qui se caractérise par sa polyvalence, les surfaces planes peuvent subir de multiples transformations. Par exemple, sur une fraiseuse, il est possible de rainurer ou mortaiser des surfaces planes de différentes dimensions ; il est aussi possible de percer ces mêmes surfaces ou de procéder à l’usure d’une surface, par enlèvement de copeaux, jusqu’à ce que la pièce acquière la forme souhaitée.

Pliage de surfaces planes

Comme nous l’avons déjà indiqué, l’une des surfaces planes les plus courantes en mécanique est la tôle ou plaque. Les tôles, qui peuvent être en acier inoxydable, en aluminium ou en acier au carbone, s’obtiennent par un procédé d’usinage appelé pliage ou formage. Il est important de souligner que ce type d’usinage ne produit pas d’enlèvement de copeaux, puisqu’il n’y a que la déformation ou transformation d’un matériau en une plaque plane.

Le pliage a pour finalité de donner forme à une surface plane, par un processus de déformation exécuté sur une machine de précision appelée presse plieuse. Le processus de pliage des tôles est très rapide, mais complexe, car, pour transformer un matériau en surface plane, il faut appliquer une force ou une pression spécifique.

Sur cette machine-outil, la pièce à usiner est placée entre le poinçon et la matrice ou base et un mécanisme se déclenche pour produire la pression au point médian de la pièce.