Fraisage de poche CNC — stratégies, ap/ae et entrée matière
Le fraisage de poche est l'opération la plus courante en fraisage CNC. Le choix de la stratégie (zigzag, spirale, trochoïdale) et de la méthode d'entrée (hélice, rampe, pré-perçage) détermine la durée de vie de l'outil, la qualité de surface et le temps de cycle.
Fraisage de poche — entrée hélicoïdale obligatoire, inox = trochoïdal ae ≤ 15%D, finir fond avant contour
Jamais de plongée axiale directe (G00 Z–) : arête terminale non taillante → bris immédiat en acier/inox. Entrée hélicoïdale : angle 1–3°, rayon hélix = 40–60 % rayon fraise. Inox 316L et titane : trochoïdal obligatoire (ae 5–15 % D, ap 1–2×D, Vc +30–50 %).
Séquence correcte : ébauche complète → finition fond (fraise de face) → finition contour (G41/G42). Finir le contour en dernier garantit la cote finale sans reprise. Coins de poche : rayon ≥ rayon fraise ou réduire fz de 30 % à l'approche.
4 stratégies de poche comparées
Zigzag (va-et-vient)
✓ Avantages : Simple à programmer, passes longues, bonne évacuation copeau
✗ Limites : Alternance avalant/opposition → qualité surface inégale. Chocs aux inversions.
→ Utiliser quand : Ébauche rapide, matières faciles (alu, plastique, fonte). Pas pour la finition.
Spirale (offset intérieur)
✓ Avantages : Toujours en avalant (si configuré). Surface constante. Transitions douces.
✗ Limites : Temps calcul CAM. Passes courtes aux coins. Moins efficace sur grandes poches.
→ Utiliser quand : Finition et semi-finition. Acier, inox. Lorsque la qualité surface prime.
Trochoïdale (HSM)
✓ Avantages : ae très faible (5–15% D), ap maximal (1–2× D). Chaleur minimale. Durée vie outil ×3.
✗ Limites : Vitesse d'avance apparente lente. Nécessite CAM dédié. ap long dans la matière.
→ Utiliser quand : Acier allié, inox, titane. Poches profondes. MRR élevé sur CN rigide.
Contournage + évidement
✓ Avantages : Finition parfaite du contour. Séquence naturelle ébauche + finition.
✗ Limites : Deux programmes ou deux appels d'outil. Plus long.
→ Utiliser quand : Poches à tolérances serrées (IT7–IT8). Contour fonctionnel (ajustement).
Paramètres ap / ae par matière
| Matière | Stratégie | Vc (m/min) | fz (mm/dt) | ae | ap | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aluminium 6082 | Spirale / trochoïdale | 400–700 | 0,05–0,12 | 30–50% D | 1–3× D | Fraise 2D hélice 45° |
| Acier XC42 | Spirale / trochoïdale | 120–200 | 0,03–0,08 | 30–40% D | 0,5–1,5× D | Fraise 4D TiAlN |
| Inox 316L | Trochoïdale obligatoire | 60–100 | 0,02–0,05 | 5–15% D | 1–2× D | HP obligatoire |
| Titane Ti-6Al-4V | Trochoïdale | 40–70 | 0,02–0,04 | 5–10% D | 1–1,5× D | HP ≥ 50 bar |
| PEEK / plastique | Spirale | 150–300 | 0,04–0,10 | 40–60% D | 0,5–2× D | Sec ou air soufflé |
Entrée hélicoïdale — syntaxe G-code
; Entrée hélicoïdale dans poche — fraise Ø12, profondeur totale 20 mm ; Rayon hélix = 50% rayon fraise = 3 mm, angle = 2° G00 X50 Y50 ; Centre de la poche G00 Z5 ; Plan de sécurité G01 Z0 F300 ; Descente au bord de la poche ; Hélice vers Z-20 : 1 tour complet = 2π×3 = 18.85 mm → pendant Z=20 ; Décomposition en 2 demi-tours de Z=10 chacun (exemple simplifié) G03 X50 Y50 I3 J0 Z-10 F200 ; Demi-tour hélix, descend -10 mm G03 X50 Y50 I3 J0 Z-20 F200 ; Demi-tour hélix, descend à -20 mm ; Dégagement au centre et début stratégie poche G01 X50 Y50 F300 ; Retour centre ; → Passer maintenant à la stratégie de poche choisie
En production, l'entrée hélicoïdale est générée automatiquement par le CAM. Ce code illustre la logique G02/G03 avec le paramètre Z simultané (interpolation hélicoïdale).
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