La génération des surfaces par usinage s’effectue à l’aide de machines-outils ; c’est la forme de l’arête de l’outil ou le mouvement de la pièce qui confère aux surfaces leur géométrie.
Travail de forme et travail d’enveloppe
Il existe deux méthodes permettant de créer une surface : le travail de forme et le travail d’enveloppe. Dans le premier cas, c’est la forme de l’arête tranchante de l’outil qui détermine la surface. Cette technique a pour avantage de pouvoir obtenir des géométries complexes ; elle nécessite toutefois des efforts de coupe importants et reproduit également les défauts de l’arête de l’outil. Avec le travail d’enveloppe, ce n’est pas la forme des outils qui définit la surface, mais la conjonction des mouvements de coupe et d’avance. La qualité de la surface ainsi usinée dépend donc de la précision de la machine.
Les mouvements
Pour réaliser une surface, il faut faire deux mouvements : d’un côté, le mouvement de coupe, qui est rapide, et, de l’autre, le mouvement d’avance, qui est plus lent. Selon le procédé utilisé, c’est soit l’outil, soit la pièce, qui effectue ces mouvements. Dans le cas du fraisage, du rabotage et de la rectification, par exemple, les outils font le mouvement de coupe, qui, combiné avec le mouvement d’avance de la pièce, génère la surface désirée. Pour le tournage, c’est l’inverse : l’outil effectue un mouvement d’avance lent, et la pièce un mouvement rapide. Certaines opérations d’usinage, comme le taraudage, le perçage ou le filetage, peuvent être réalisées dans les deux configurations.
Les outils
On fait la distinction entre les outils de forme, dont l’arête de coupe conditionne le rendu final de la surface, et les outils d’enveloppe, dont le profil n’a pas d’incidence directe sur le profil de la surface. Pour le fraisage, on utilise essentiellement des outils de forme, tandis que pour le tournage, on a recours à des outils d’enveloppe. Les outils d’usinage de surfaces peuvent être coupants, comme les outils de tour, les fraises et les forets, abrasifs, à l’image des grattoirs et des meules, à tranchants uniques ou multiples. Selon la technique d’usinage utilisée et les trajectoires des pièces et des outils, on pourra obtenir des surfaces planes ou en épaulement, des cylindres, cônes, poches ou rainures.