Fraiseuse

Une fraiseuse est une machine-outil utilisée pour usiner tous types de pièces mécaniques, à l'unité ou en série, par enlèvement de matière à partir de blocs ou quelquefois d'ébauches estampées ou moulées, avec un outil coupant appelé fraise. En dehors de cet outil qui lui a donné son nom, une fraiseuse peut aussi se voir équipée de foret, de taraud ou d'alésoir.

La fraise pourvue de dents est mise en rotation et taille la matière suite à sa rotation et au mouvement relatif généré par le déplacement de la fraise ou de la pièce comparé à ladite fraise. La forme de la fraise est variable. Elle peut être cylindrique, torique, conique, hémisphérique ou parfois de forme toujours plus complexe. La fraise et la pièce sont montées sur des glissières et peuvent se déplacer assez suivant des coordonnées X Y ou Z (on parle alors de fraiseuse trois axes). Par convention, l'axe Z est l'axe de rotation de la broche, les axes X et Y sont contenus dans un plan perpendiculaire à Z. Les axes de rotation A B et C ont respectivement axés sur X, Y ou Z. Il existe des fraiseuses à quatre axes ou cinq axes. Les caractéristiques physiques de la fraise, sa fréquence de rotation, son avance, dépendent de la matière à usiner, de la profondeur de travail et de la coupe. On utilise essentiellement le carbure de tungstène recouvert de revêtements résistant à l'abrasion du copeau.

Il existe les fraiseuses manuelles où les mouvements sont commandés par le "fraiseur", les fraiseuses à apprentissage qui peuvent répéter les mouvements donnés une fois par l'opérateur (enregistrement des mouvements) et les fraiseuses à commande numérique où sont enregistrés des ordres de mouvement d'outil pour usiner une pièce complexe (pilotée par un programme informatique en langage ISO (langage) ). Elles sont équipées d'un organe de contrôle informatique (automate programmable ou base PC) lui même relié à un réseau. La CAO associée à la fabrication s'appelle FAO ou CFAO.

Types de fraiseuse (Ancienne classification)

Avant l'avènement de la commande numérique, les fraiseuses étaient catégorisées 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 par conséquent de ne pas rester sur la pièce. De cette manière, on n'usine pas les copeaux, et la qualité de la pièce est meilleure. Mais ce type de montage était en particulier conçu pour installer des fraises 3 tailles ou fraises disques dans l'objectif de réaliser des rainurages de profilés plats.

Fraiseuse verticale

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

Fraiseuse universelle

La fraiseuse universelle : l'axe de la broche est réglable :

• tête bi-rotative, avec 2 coulisses circulaires (perpendiculaires l'une comparé 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 presque disparu, la commande numérique sert à faire bouger simultanément des axes qui étaient jadis presque toujours fixes. Cela a entrainé une révision des classifications 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 située de façon différente.
Dans les cas de la broche Horizontale il y a une meilleure évacuation des copeaux, et du liquide de lubrification qui sinon peut s'accumuler dans les parties creuses (Couramment nommées baignoires).

Fraiseuse 4 axes

C'est fréquemment une fraiseuse 3 axes Broche Horizontale pourvue d'un plateau tournant. C'est une configuration particulièrement pratique en production industrielle mécanique (Automobile Aviation etc... ).

Fraiseuse 5 axes

On 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 :

• 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. Ce détail de configuration n'étant pas déterminant. Configuration particulièrement répandues, elle permet d'usiner environ l'ensemble des types de pièces, mais peut souffrir de problème de puissance ou de rigidité. Le boum de l'UGV (Usinage à Grande Vitesse) a énormément contribué au développement de cette topologie.
• 2 axes sur table.
• 1 axe sur tête.

Broche d'une fraiseuse

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

Cônes

Le 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 Standart Américain (SA)
• le cône W 20
• les cônes HSK
• les cônes SK

Diviseur

Un diviseur est un appareil qui se fixe sur la table de la fraiseuse et permet la création de pignons, engrenages... La pièce à travailler est insérée entre le diviseur et une contre poupée. La manivelle alidade du diviseur et un disque comportant un certain nombre de trous permet la taille du nombre de dents désiré de la pièce. Depuis la naissance des 5 axes à commandes numériques et en particulier des machines spécialisées dans les tailles d'engrenage, ces systèmes sont en voie de disparition.

UGV

Une tendance actuelle, est d'augmenter sensiblement les vitesses de coupe, en jouant sur la vitesse de rotation.

Voir aussi

• Machine-outil

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