Qu'est-ce qu'une fraiseuse?

Les fraiseuses comptent parmi les outils les plus anciens et les plus importants utilisés dans l'usinage industriel depuis plus de 300 années. Ces machines flexibles, généralement appelées machines multitâches (MTM), sont capables d'effectuer les deux fraisage et tournant opérations. Avoir un cutter avec eux, ils coupent du matériau à partir d'une pièce et créent des composants complexes, au-delà de la portée des imprimantes 3D conventionnelles. Les fraiseuses sont utilisées dans l'industrie automobile, électronique, et des laboratoires scientifiques de haute précision, entre autres, ce qui en fait un outil compétitif pour les industriels. Cet article avait pour but d'expliquer le principe de fonctionnement des fraiseuses, les types disponibles, et paramètres cruciaux sur lesquels se concentrer.

Que sont les fraiseuses?

Une fraiseuse est constituée d'un outil circulaire comportant plusieurs arêtes de coupe disposées symétriquement sur la tige.. La pièce à usiner est normalement serrée ou sécurisée par un étau ou un autre moyen de serrage monté sur une table capable de se déplacer.. Cette table peut être déplacée dans trois directions mutuellement perpendiculaires pour placer la pièce contre la fraise.. Les fraises de type arbre sont à disque, et formes de tonneaux, fixé sur des arbres avec des trous au milieu des couteaux et tourne sur la broche de la machine ayant des dents de coupe en périphérie. Une fraise en bout est une fraise en forme de crayon ayant une tige conique et des dents coupantes sur la face tandis que la surface latérale utilise des lames en spirale pour couper..

Comment fonctionne une fraiseuse?

Lors du fraisage, la pièce à usiner est amenée contre la fraise rotative soit manuellement, soit à l'aide d'une machine-outil.. Même si les fraiseuses sont généralement utilisées pour créer des surfaces planes. Par exemple, fraiser un engrenage, une fraise spécifique avec le bon profil de dent est utilisée. Chaque évidement sur l'engrenage est réalisé un à la fois. Une telle flexibilité les rend idéales pour la production de différentes pièces et surfaces dans de nombreux secteurs.

Caractéristiques de base d'une fraiseuse

Certaines des pièces principales d'une fraiseuse sont les suivantes:

Base

La base est la base solide sur laquelle repose la fraiseuse. Il supporte toute la charge mécanique de la machine et sert également d'amortisseur aux vibrations créées pendant les opérations..

Colonne

La colonne est l'élément vertical qui encapsule et soutient la partie alternative de la machine.. Il soutient les mécanismes d'entraînement qui fournissent le cadre à la broche et à la poupée..

Genou

Le genou prend appui sur la base et supporte la table de travail. Il peut être relevé ou abaissé, ce qui facilite le mouvement de haut en bas de la pièce..

Selle

La selle relie la table de travail au genou à la manière d'une structure semblable à une selle.. Il fait glisser la table dans une seule direction, ce qui permet d'effectuer le mouvement dans une direction perpendiculaire à la colonne..

Broche

La broche fait tourner la pièce et est généralement montée sur un outil de coupe. Il guide l'outil pendant l'opération de fraisage et peut être positionné dans différentes directions dans des machines avancées pour des coupes complexes..

Tonnelle

Une tonnelle est un porte-outil, monté sur la broche de la machine-outil, il est généralement fabriqué en acier. Il prend en charge des outils de coupe spécialisés tels qu'une pince coupante latérale pour améliorer la largeur fraisée d'une pièce lorsqu'elle est fraisée sur toute sa largeur..

Table de travail

La table de travail porte la pièce et la sécurise par des pinces ou des fixations dès le début jusqu'à la fin du travail.. Quant au mouvement, il permet linéaire, et dans certains cas réciproque rotationnel ou linéaire.

Poupée

La poupée est une pièce de machine sur laquelle est posée la broche. Il a pour fonction de faire bouger la broche. Il dispose de moteurs pour déplacer la broche vers l'avant et vers l'arrière afin qu'elle tourne et également pour obtenir la précision souhaitée pendant le processus de coupe..

Haut du bras

Le surbras supporte la broche et l'arbre. Assis au sommet de la colonne, il offre des cas de support et de contrepoids pour les processus de fraisage à forte charge, en particulier lorsque des outils de grande taille ou montés latéralement sont utilisés.

Types de fraiseuses

Les fraiseuses sont classées de différentes manières. Voici les principaux types basés sur l'orientation de la broche:

Fraiseuses verticales

Comme son nom l'indique, la broche se déplace le long de l'axe vertical. L'outil permet à la pièce d'entrer par le haut pour les opérations de perçage et de découpe.. Ces machines sont disponibles en deux modèles: D'autres types de machines-outils comprennent les broyeurs à banc et les broyeurs à tourelle.. Les machines verticales intègrent normalement de longues, outils de coupe fins pour un travail précis.

Fraiseuses horizontales

Dans les fraiseuses horizontales, la broche est montée horizontalement. Dans ces machines, l'outil de coupe est placé à côté de la pièce et non au-dessus comme dans le cas des machines conventionnelles.

Fraiseuses universelles

Une fraiseuse universelle offre à la fois des performances de fraisage vertical et de fraisage horizontal. Cet outil est accessible dans plusieurs directions grâce à la table rotative sur laquelle la pièce est placée..

Opérations courantes sur les fraiseuses

Il existe plusieurs principes de fonctionnement d'une fraiseuse pour effectuer plusieurs opérations. Voici quelques-unes des opérations les plus couramment utilisées dans tous les secteurs:

Opération de fraisage

Également identifié comme appelé fraisage ascendant et descendant. En fonctionnement, la fraise tourne dans un sens opposé au sens d'avance de la pièce à usiner. Le coupeur rase le matériau en petites particules, et des copeaux dont l'épaisseur augmente progressivement du minimum au début jusqu'au maximum à la fin. L'inconvénient majeur est que la force de coupe agissant sur la pièce a tendance à soulever la pièce de son support et présente donc une mauvaise finition de surface..

Opération de fraisage

Fraisage vers le bas, ou fraisage en montée, C'est là que la fraise tourne dans le même sens que l'avance.. L'épaisseur des copeaux est maximale au début de la coupe et minimale vers l'extrémité de la fraise.. Cette méthode produit moins de chaleur en raison d'une friction réduite et convient à une utilisation dans les rainures fines., coupe longue portée, et opérations d'affûtage.

Opération de fraisage simple

Fraisage de dalles ou fraisage simple est une opération typique où la pièce est serrée sur une fraiseuse et la machine est utilisée pour produire un plat, surface horizontale.. Cette surface est perpendiculaire à l’axe de rotation de la fraise et est souvent utilisée dans les opérations de finition..

Opération de fraisage du visage

Fraisage du visage est l'opération de fraisage la plus simple à réaliser, Une fraise à surfacer est utilisée pour couper des surfaces planes et elle tourne dans une direction perpendiculaire à la surface de travail.. La profondeur de coupe est régulée à l'aide de la vis cruciforme de la table pour donner des coupes précises.

Opération de fraisage en groupe

Le processus de fraisage groupé utilise plusieurs fraises de différents diamètres pour fraiser plusieurs surfaces en une seule fois.. La vitesse de toutes les fraises est régulée par la plus grande fraise. Cette opération permet de gagner du temps et est principalement utilisée lorsqu'il y a plusieurs tâches similaires à effectuer..

Opération de fraisage en chevauchement

Dans une fraiseuse à cheval, fraise deux faces parallèles sur la pièce à usiner., Par exemple; pour monter deux fraises latérales sur le même arbre. Les colliers sont utilisés pour maintenir un espacement approprié afin de garantir une coupe précise et cohérente.. Le processus est optimal pour créer des formes hexagonales ou carrées uniquement.

Opération de fraisage angulaire

Le fraisage angulaire est utilisé pour produire des surfaces sur une pièce qui ne sont pas perpendiculaires à l'axe de la broche.. L'opération est déterminée par la géométrie et le type de fraise angulaire. Les blocs en V sont un exemple de cette méthode au niveau micro de l'organisation du travail.

Opération de fraisage de forme

Fraisage de forme est utilisé pour créer des formes aux formes complexes telles que concaves, convexe, ou d'autres formes d'irrégularités dans la forme des couteaux. Le type de fraise utilisé dépend de la forme requise et l'opération a dans plusieurs cas une vitesse de coupe inférieure à celle du fraisage simple..

Opération de fraisage latéral

Le fraisage latéral utilise un outil de coupe pour créer des faces verticales plates sur les côtés de la pièce.. La profondeur de coupe est contrôlée en modifiant l'avance verticale à l'aide de la vis de table.

Opération de fraisage de rainure

Le fraisage de rainures de clavette est utilisé pour produire des rainures de clavette, rainures, ou des fentes de différentes tailles et formes. Cette opération peut être réalisée avec une fraise en bout, fraise simple, fraise latérale ou scie à refendre le métal. Donc, des outils précis doivent être utilisés pour obtenir les bonnes tailles.

Types de matériaux broyés par des fraiseuses

Les fraiseuses sont polyvalentes, et ils peuvent couper tous les types de matériaux. Le communément traité, les métaux comprennent acier, aluminium, laiton, et en acier inoxydable car ils sont faciles à usiner et solides. Autres matériaux tels que l'ABS, nylon, et le PEHD sont également des candidats idéaux pour la fraiseuse. Il est possible de fraiser des céramiques comme la porcelaine et l'alumine à l'aide d'outils spécifiques mais il faut les manipuler avec précaution.. De plus, plusieurs autres matériaux peuvent être utilisés, notamment des composites comme le FRP et les composites de carbone, des bois comme les résineux, feuillus, et bois d'ingénierie.

Types d'outils de coupe appliqués au fraisage

Les fraiseuses utilisent une gamme d'outils de coupe, spécialisé pour différentes utilisations dans les machines. Certains outils tels que les fraises en bout sont conçus pour couper le matériau depuis les côtés d'une pièce et non depuis l'extrémité.. Les fraises à surfacer sont préférées pour les finitions lisses car elles possèdent des surfaces planes avec plusieurs arêtes de coupe.. Les broyeurs à coquille avec différents couteaux et arbres sont de conception modulaire. Broyeurs de brames, cylindriques avec forme de dent droite/angulaire sont recommandés pour les débits d'enlèvement de métal importants. Les fraises à rainure en T génèrent des fentes en forme de T, Les forets à fente peuvent à la fois, perceuse et fente. Les fraises à bout sphérique créent des formes sphériques tandis que les fraises à mouche sont impliquées dans la planification.. Les fraises à filetage interne produisent des filetages internes tandis que les fraises à filetage externe produisent des filetages sur la surface extérieure de la pièce., les fraises à chanfrein produisent des plans inclinés.

Fraiseuses Utilisations

Les fraiseuses sont utilisées dans différentes industries et sont considérées comme des outils nécessaires. Dans les secteurs de l'automobile et de l'aérospatiale, ils sont appliqués aux sections des composants et pièces exacts. La fabrication de métaux et de produits électroniques nécessite une finition complexe et durable, quelles offres de fraisage. Le fraisage dans le travail du bois est utilisé dans la fabrication de meubles et de structures, tandis que dans les projets de construction, des pièces fraisées sont utilisées.. Les industries de fabrication de moules et de matrices utilisent le processus de fraisage pour les outils de précision. En outre, le fraisage est utile dans la fabrication d'implants et d'instruments médicaux et dentaires ainsi que dans les activités de recherche et de développement de membres artificiels. De plus, le fraisage est souvent utilisé dans la création de prototypes.

Avantages & Inconvénients des fraiseuses

L'utilisation de fraiseuses présente de nombreux avantages, tels qu'une grande polyvalence et précision.. Ils donnent des résultats précis, qui conviennent à la production à grande échelle et peuvent facilement être intégrés aux systèmes CNC pour le fonctionnement. Mais ils ont aussi leurs inconvénients. Le coût initial des fraiseuses est relativement élevé, et cela n'est peut-être pas abordable pour la plupart des entreprises, en particulier celles qui sont petites.. Ils exigent également un grand espace au sol et des connaissances en outillage., ce qui entraîne un temps de mise en place plus long. Le fraisage s'effectue généralement sur toutes les faces de la pièce à l'exception de la dernière partie qui est appelée base ou fond..

Combien coûtent les fraiseuses?

Les prix des nouvelles fraiseuses avancées dépendent du fabricant et du modèle, et ils peuvent coûter aussi peu que $10000 ou aussi haut que $200000. Les facteurs peuvent être le type de moulin, nombre d'axes, taille de la machine, et la marque. Certains des modèles haut de gamme équipés de fonctions supplémentaires et offrant une plus grande précision sont plutôt coûteux.. Un autre facteur qui influe sur le prix du système de contrôle est la complexité, une complexité plus élevée entraînant une augmentation du prix..

Notes de fin

Pour conclure le débat, les fraiseuses améliorent la qualité des pièces produites en grande quantité, les rendant ainsi adaptés aux exigences de fabrication. Ils ne se limitent pas à la production à grande échelle mais sont également utiles dans la création de modèles et le processus de test.. Donc, acquérir une fraiseuse est une décision très judicieuse qui vous garantira une solution adaptée à votre ligne de production..

FAQ

T1: Quel est le niveau de précision des fraiseuses?

Les fraiseuses ont un haut degré d'exactitude et de précision qui se situe à ± 0,001 pouces, mais cela dépend de la configuration et du matériel. Ainsi, les fraiseuses sont hautement préférées pour les tâches d'ingénierie.

T2: Les fraiseuses peuvent-elles gérer à la fois des petites et des grandes productions?

En effet, les fraiseuses sont en quelque sorte polyvalentes. Ils peuvent être utilisés dans la production à petite échelle de pièces complexes, et également en production à grande échelle.

T3: Fraiseuse contre. Perceuse à colonne, quelles sont les différences?

Une perceuse à colonne ne perce que verticalement et en ligne droite. Une fraiseuse est capable de produire des formes complexes, il peut couper des matériaux à la fois en ligne droite et dans le sens du grain.

T4: Quelle est la différence entre une fraiseuse et une perceuse à colonne?

Un centre d'usinage dispose d'un changeur d'outils intégré qui permet d'effectuer plusieurs opérations sur la pièce sans avoir besoin de changer physiquement d'outils alors qu'une fraiseuse nécessite que les outils soient changés manuellement pour différentes opérations..