Fraiseuse 1

Fraiseuse

Machine-outil à commande numérique Fraiseuse5 axes

Modèle CAO tridimensionnel (haut) et desproduits usinés (en bas)

Une fraiseuse est une machine-outil utilisée pour usiner tous types depièces mécaniques, à l'unité ou en série, par enlèvement de matière àpartir de blocs ou parfois d'ébauches estampées ou moulées, à l'aided'un outil coupant nommé fraise. En dehors de cet outil qui lui a donnéson nom, une fraiseuse peut également se voir équipée de foret, detaraud ou d'alésoir.

La fraise munie de dents est mise en rotation et taille la matière suite àsa rotation et au mouvement relatif généré par le déplacement de lafraise ou de la pièce par rapport à ladite fraise. La forme de la fraise estvariable. Elle peut être cylindrique, torique, conique, hémisphérique ouquelquefois de forme encore plus complexe. La fraise et la pièce sontmontées sur des glissières et peuvent se déplacer relativement suivantdes coordonnées X Y ou Z (on parle alors de fraiseuse trois axes). Parconvention, l'axe Z est l'axe de rotation de la broche, les axes X et Ysont contenus dans un plan perpendiculaire à Z. Les axes de rotation AB et C ont respectivement axés sur X, Y ou Z. Il existe des fraiseuses àquatre axes ou cinq axes. Les caractéristiques physiques de la fraise, savitesse de rotation, son avance, dépendent de la matière à usiner, de laprofondeur de travail et de la coupe. On utilise principalement lecarbure de tungstène recouvert de revêtements résistant à l'abrasion ducopeau.

Il existe les fraiseuses manuelles où les mouvements sont commandéspar le "fraiseur", les fraiseuses à apprentissage qui peuvent répéter lesmouvements donnés une fois par l'opérateur (enregistrement desmouvements) et les fraiseuses à commande numérique où sontenregistrés des ordres de mouvement d'outil pour usiner une piècecomplexe (pilotée par un programme informatique en langageISO(langage)). Elles sont équipées d'un organe de contrôleinformatique (automate programmable ou base PC) lui même relié à unréseau. La CAO associée à la fabrication se nomme FAO ou CFAO.

Fraiseuse 2

Types de fraiseuse (Ancienne classification)

Fraiseuse verticale

Avant l'avènement de la commande numérique, les fraiseuses étaientcatégorisées de la façon suivante :

Fraiseuse horizontale

La fraiseuse horizontale : l'axe de la broche est parallèle à la table.Cette solution permet aux copeaux de tomber et donc de ne pas restersur la pièce. De cette manière, on n'usine pas les copeaux, et la qualitéde la pièce est meilleure. Mais ce type de montage était surtout destinéà installer des fraises 3 tailles ou fraises disques dans le but de réaliserdes rainurages de profilés plats.

Fraiseuse verticale

La fraiseuse verticale : l'axe de la broche est perpendiculaire à latable.

Fraiseuse universelle

La fraiseuse universelle : l'axe de la broche est réglable :•• tête bi-rotative, avec 2 coulisses circulaires (perpendiculaires l'une par rapport à l'autre) ;•• tête oblique, avec 2 coulisses circulaires (inclinée à 45°) ;•• tête articulée.

Types de fraiseuse (Nouvelle classification)Aujourd'hui les machines à Manivelles ont quasiment disparu, la commande numérique permet de faire bougersimultanément des axes qui étaient autrefois presque systématiquement fixes. Cela a entrainé une révision desclassifications plus dépendantes des contraintes rencontrées au niveau des opérations d'usinage.

Fraiseuse 3 axes•• Broche Verticale. L'axe Z est vertical.•• Broche Horizontale. L'axe Z est horizontal.Dans les 2 cas, la fraise est perpendiculaire à la table, c'est la table qui se trouve positionnée de façon différente.Dans les cas de la broche Horizontale il y a une meilleure évacuation des copeaux, et du liquide de lubrification quisinon peut s'accumuler dans les parties creuses (Communément appelées baignoires).

Fraiseuse 4 axesC'est souvent une fraiseuse 3 axes Broche Horizontale dotée d'un plateau tournant. C'est une configuration trèspratique en production industrielle mécanique (Automobile Aviation etc...).

Fraiseuse 5 axesOn peut trouver sous cette catégorie plusieurs topologies de construction.Une fraiseuse 5 axes comporte toujours 3 axes linéaires ( X,Y,Z) et 2 axes rotatifs à choisir parmi (A,B,C).Les machines vont se différencier par la position des axes rotatifs Les 3 types sont :

Fraiseuse 3

•• 2 axes sur tête (C'est la tête qui comporte les axes B et C. Les axes X , Y et Z étant sur la table ou sur la tête. Cedétail de configuration n'étant pas déterminant. Configuration très répandues, elle permet d'usiner à peu près tousles types de pièces, mais peut souffrir de problème de puissance ou de rigidité. Le boum de l'UGV (Usinage àGrande Vitesse) a beaucoup contribué au développement de cette topologie.

•• 2 axes sur table.•• 1 axe sur tête.

Broche d'une fraiseuseLa broche assure le mouvement de rotation à l'outil de coupe (fraise). La fraise doit être fixée sur la broche parl'intermédiaire d'une douille, d'un mandrin ou de sa partie conique (si la fraise possède un cône).

Fraiseuse à reproduireMachine permettant l'usinage de surfaces complexes sans traçage préalable et sans outillages spéciaux. Lespremières machines basées sur le système du pantographe demandant une habileté toute particulière de l'opérateur,sont remplacées par des commandes automatiques obéissant à des données numériques.

CônesLe cône assure un très bon centrage de l'outil.Il existe de nombreux types de cône :•• les cône Morse / Cône 5 %•• les cône 7/24, ou Standard Américain (SA)•• le cône W 20•• les cônes HSK•• les cônes SK•• le cône Bridgeport•• les cônes Brown et Sharpe

Plateau diviseurUn diviseur est un appareil qui se fixe sur la table de la fraiseuse et permet la création de pignons, engrenages... Lapièce à travailler est insérée entre le diviseur et une contre poupée. La manivelle alidade du diviseur et un disquecomportant un certain nombre de trous permet la taille du nombre de dents désiré de la pièce. Depuis l'apparition des5 axes à commandes numériques et surtout des machines spécialisées dans les tailles d'engrenage, ces dispositifs sonten voie de disparition.

UGVUGV signifie « usinage à grande vitesse ».C'est un procédé d'usinage consistant à utiliser des avances par dents élevées, une vitesse de coupe légèrementsupérieure (environ 25 %), mais en contrepartie un très grand nombre de passes transversales sont nécessaires. Il estpar exemple impossible de « fraiser dans le plein » en UGV.

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