Une fraiseuse est l’une des machines de base pour le travail des métaux et peut-être la plus utilisée. Votre fraiseuse n’est que la deuxième machine à tourner, en termes de polyvalence et d’importance.

Comment Fonctionne la fraiseuse?

La fraiseuse fonctionne en alimentant la pièce fixée sur le lit de la machine contre une fraise rotative qui enlève la matière de l’œuvre pour créer des surfaces 3D planes, courbes et / ou complexes. Selon le type de machine, ceci est réalisé en déplaçant le lit, le bélier ou une combinaison des deux. Vous pouvez également utiliser une fraiseuse pour percer des trous, aléser, aléser, couper des filets, etc.

Sur une simple machine conventionnelle, le vérin est fixe et le mouvement de l’axe Z est généralement de donner une profondeur de coupe. Pendant le processus de fraisage proprement dit, seuls les axes X-a et Y se déplacent. L’exception serait un processus de fabrication de trous tel que le forage ou l’alésage où les mouvements des axes X et Y sont arrêtés et l’axe Z se déplace de haut en bas.
Sur une fraiseuse 3 axes, les trois axes peuvent se déplacer simultanément pour créer toutes sortes de formes complexes et irrégulières sur la pièce. Sur une machine à 5 axes, vous avez également le mouvement de rotation et angulaire en plus des trois axes. Il existe plusieurs autres fraiseuses non conventionnelles conçues pour des utilisations spécifiques.

Explorons le monde des fraiseuses.

Types de fraiseuses et leurs utilisations

Voici une liste de différents types de fraiseuses couramment utilisées dans le travail des métaux.

Fraiseuse de table

Votre fraiseuse de table, également appelée Mini Fraiseuse, est de construction simple et peut être montée sur un banc ou une table de travail. Vous pouvez utiliser cette machine pour fraiser le bois, le métal, le plastique et vous engager dans votre passe-temps en créant des projets ou en tant que technicien de laboratoire professionnel ou opticien.

Votre machine est de construction en fonte, a des plages de deux vitesses, une conique de broche R8 pour supporter une perceuse jusqu’à ½ pouce, une fraise en bout de 5/8 pouces et une fraise à visage de 11/8 pouces. Vous pouvez déplacer avec précision la table longitudinalement ou transversalement et la broche de haut en bas à l’aide de volants gradués. Vous pouvez même faire pivoter la tête de broche à droite ou à gauche jusqu’à 45 degrés pour effectuer un fraisage conique. Si vous voulez une machine moins chère, vous pouvez l’obtenir à moins de la moitié du coût de cette machine, mais elles sont de plus petite taille avec moins de fonctionnalités.

Fraiseuse à colonne et à genou

Si vous voyez une fraiseuse à colonne et à Genou, vous comprendrez pourquoi elles sont ainsi nommées. Si vous vous asseyez sur le sol avec les genoux de vos jambes repliées dépassant vers l’extérieur, eh bien, c’est à cela que ressemble la machine à colonne et au genou.

Les pièces structurelles de votre fraiseuse à colonne et à genouillère sont en fonte et la raison en est la bonne capacité d’absorption des chocs de la fonte.

Votre fraiseuse à colonne et à genoux comporte les pièces principales suivantes.

La base de votre machine sert de fondation et la structure complète de la machine est construite dessus.

La colonne creuse de votre machine est montée verticalement sur la base et supporte le genou, la selle et la table; elle abrite la broche et tout son mécanisme d’entraînement et assure le mouvement du genou, de la selle, de la table, de la broche, etc.

Le genou de votre machine est monté sur les chemins de guidage de colonne et peut être déplacé verticalement, de haut en bas.

La selle de votre machine est montée sur les chemins de guidage du genou et a un mouvement transversal.

La table de votre machine est montée sur la selle et peut se déplacer longitudinalement. Vous pouvez serrer la pièce directement sur la table à l’aide des fentes en T ou à l’aide d’un étau de machine.

Le surarmement et l’entretoise de votre machine sont montés sur le dessus de la colonne et supportent l’arbre (monté dans la broche en extension). Vous avez la disposition des bras et des renforts uniquement dans une fraiseuse à colonne horizontale et à genou.

Votre fraiseuse à colonne et à genoux dispose d’un système de refroidissement sous pression composé d’un réservoir de liquide de refroidissement rempli de liquide de refroidissement, d’une pompe de liquide de refroidissement et d’une tuyauterie pour diriger le flux de liquide de refroidissement sur la zone de coupe.

Avec la disposition ci-dessus, vous pouvez déplacer la table de haut en bas, longitudinalement (gauche et droite) et transversalement (d’avant en arrière).

Votre fraiseuse à colonne et à genoux peut avoir un fonctionnement manuel ou un contrôle de puissance pour tous les mouvements (y compris les mouvements rapides) et vous pouvez adopter votre machine pour des cycles automatiques à l’aide des butées et autres dispositifs de contrôle.

Fraiseuse Horizontale

Votre Fraiseuse Horizontale possède toutes les caractéristiques d’une fraiseuse à colonne et à genoux et est livrée avec une broche horizontale. Votre machine est généralement plus grande que la fraiseuse verticale et des pièces relativement lourdes et plus grandes peuvent être usinées.

Vous pouvez monter directement une fraise à tronçonner et effectuer le fraisage à tronçonner des pièces serrées sur la table.

Vous pouvez également utiliser une tonnelle pour monter une ou plusieurs fraises et effectuer des fraisages simples, des fraisages de brames, des fraisages chevauchants, des rainures, etc. Vous devez soutenir l’autre extrémité de l’arbre à l’aide de la disposition du bras supérieur.

Votre fraiseuse horizontale est classée comme type universel, si vous êtes capable de faire pivoter la table dans le plan horizontal, normalement jusqu’à 45 degrés vers votre gauche ou votre droite.

Fraiseuse verticale

Votre fraiseuse verticale est une fraiseuse de type colonne et genou sans la disposition sur les bras et possède une tête de broche verticale en haut de la colonne. La tête de fraisage de votre fraiseuse verticale peut être la tête fixe, la tête coulissante ou la tête pivotante, ou une combinaison de tête pivotante et coulissante. Vous pouvez déplacer la plume de la broche de haut en bas.

Votre fraiseuse verticale convient aux opérations de fraisage telles que le fraisage de visage, le rainurage, le fraisage de rainure de clavette et le fraisage de forme à l’aide d’une fraise à formerets.

Vous pouvez monter la pièce sur une table rotative (montée sur une table de machine) et découper des fentes circulaires ou des fentes à des emplacements angulaires égaux.

Vous pouvez monter la disposition de la tête d’indexation sur la table de la machine et effectuer des opérations telles que la coupe des engrenages, les rainures de clavette, etc.

Fraiseuse de type Ram

Votre Fraiseuse de type Ram possède toutes les caractéristiques de la Fraiseuse de type Colonne et de type Genou sauf que vous avez un vérin mobile (avec une tête de fraisage verticale) monté sur le dessus de la colonne. Vous pouvez déplacer la ram dans le sens transversal à la fois manuellement et avec puissance.

Fraiseuse universelle de type Ram

Votre Fraiseuse Universelle de type Ram est une version plus petite de la Fraiseuse Horizontale Universelle avec une tonnelle et un ajout de vérin mobile (avec tête de fraisage verticale) monté en haut de la colonne. Les têtes de fraisage horizontales et verticales de votre machine sont entraînées par des moteurs indépendants. Vous pouvez soutenir l’autre extrémité de l’arbre de fraisage horizontal en ajoutant une entretoise au vérin en cas de besoin. Vous avez ainsi la flexibilité d’une fraiseuse horizontale et verticale avec une table pivotante.

Il existe une autre version de votre fraiseuse de type Ram, qui présente toutes les caractéristiques expliquées ci-dessus moins la broche horizontale.

Fraiseuse à Tête de Coupe Pivotante de Type Ram

Votre Fraiseuse à Tête de coupe Pivotante de type Ram comporte un Vérin mobile (avec une tête de fraisage verticale) monté en haut de la colonne. La tête de fraisage est montée sur le vérin à travers un joint pivotant simple ou double et vous pouvez faire pivoter la tête de fraisage autour des axes horizontaux et verticaux jusqu’à un angle autorisé par le fabricant. Il n’y a pas de broche horizontale dans votre Fraiseuse à tête de coupe pivotante

De plus, vous pourrez peut-être faire pivoter le vérin de votre Machine autour de l’axe vertical.

Votre machine est très polyvalente et vous aide à usiner des composants d’outils, de gabarits et de fixations. Vous pouvez faire du fraisage de visage, du fraisage d’extrémité ou de fente, du perçage, du perçage fin et de nombreuses autres opérations.

Vous pouvez ajouter un DRO (Lecture numérique) à votre machine pour un contrôle précis du mouvement et de l’avance de la pièce.

Fraiseuse à lit Fixe

Votre Fraiseuse à lit Fixe est similaire à une Fraiseuse à genou et à colonne; cependant, ici, le genou est remplacé par un lit fixe, d’où le nom de Fraiseuse à lit Fixe. La table de votre machine est montée sur le lit fixe et vous pouvez déplacer la table dans le sens longitudinal.

Votre Fraiseuse à lit fixe peut être de type vertical ou horizontal selon l’orientation de la broche.

La tête de fraisage horizontale est montée sur les chemins de guidage de colonne et vous pouvez la déplacer de haut en bas, et le mouvement transversal est obtenu par une unité de quill de broche. Votre fraiseuse à lit fixe est aussi polyvalente que votre type de genou et de colonne et présente l’avantage de 50% de rigidité en plus.

Votre machine est utilisée pour des travaux de production élevés et peut être équipée du cycle automatique pour la tête de broche ou à la fois la tête de broche et la table.

Fraiseuse Simplex

Votre Fraiseuse Simplex possède toutes les caractéristiques d’une Fraiseuse à Lit Fixe. Comme son nom l’indique, votre fraiseuse Simplex n’a qu’une seule tête de fraisage et peut être d’orientation verticale ou horizontale.

Vous pouvez déplacer la tête de broche de votre machine vers le haut et vers le bas et la table se déplace longitudinalement. Vous obtiendrez le mouvement transversal par l’unité de plume de broche.

Votre fraiseuse Simplex est facile à utiliser, fiable et adaptée à une production élevée.

Fraiseuse duplex

Votre Fraiseuse Duplex possède toutes les caractéristiques d’une Fraiseuse à Lit Fixe mais avec deux différences majeures. Votre machine a deux colonnes au lieu d’une et a deux têtes de fraisage horizontales, une sur chaque colonne. Le nom de votre machine ‘Fraiseuse duplex’ implique qu’il y a deux têtes de fraisage. Vous pouvez déplacer les têtes de fraisage verticalement de haut en bas et la table de va-et-vient longitudinalement. Le mouvement transversal dans votre machine est obtenu par l’unité de quill de broche.

Votre fraiseuse duplex est robuste et adaptée aux travaux de production et vous pouvez usiner simultanément deux faces parallèles de la pièce à usiner (poutre en I ou bloc rectangulaire).

Fraiseuse Triplex

Votre Fraiseuse Triplex possède toutes les caractéristiques d’une Fraiseuse à Lit Fixe mais avec trois différences majeures. Votre machine a deux colonnes et une poutre transversale au lieu d’une seule colonne; chaque colonne est montée avec une tête de fraisage horizontale et une tête de fraisage verticale est montée sur la traverse. Le nom de votre machine « Fraiseuse Triplex » implique trois têtes de fraisage.

Vous pouvez déplacer les têtes de fraisage horizontales verticalement de haut en bas et la tête de fraisage verticale a un mouvement de haut en bas ainsi qu’un mouvement transversal. Vous pouvez déplacer la table d’avant en arrière longitudinalement. Vous obtiendrez le mouvement de la broche à travers une unité de plume.

Votre fraiseuse Triplex est robuste et adaptée aux travaux de production et vous pouvez utiliser une combinaison de deux ou trois têtes de fraisage pour l’usinage simultané de la pièce.

Moulins à tourelle

Votre moulin à tourelle est une fraiseuse verticale avec la plupart des caractéristiques d’une fraiseuse de type Colum et Genouillère. Vous pouvez déplacer la pièce (montée sur la table de la machine) longitudinalement, verticalement et transversalement. Vous pouvez utiliser l’unité de plume de la broche pendant l’usinage.

Votre moulin à tourelle est relativement plus petit que la fraiseuse verticale ordinaire; très polyvalent, il convient à la production de composants automobiles. L’avantage de votre moulin à tourelle est qu’il est relativement moins cher et que vous avez une vue claire de l’ensemble de la machine pendant le travail avec toutes les commandes accessibles à la main.

Fraiseuse à table rotative

Votre fraiseuse à table rotative est une fraiseuse à lit fixe et comporte deux colonnes, chacune montée avec une tête de fraisage verticale avec des moteurs indépendants. Vous pouvez déplacer les têtes de fraisage de haut en bas sur la colonne. La table circulaire sur le lit fixe de votre machine peut tourner dans l’axe vertical et traverser les chemins de guidage du lit vers les colonnes.

Vous pouvez utiliser une tête de fraisage pour le fraisage grossier et une autre tête de fraisage pour le fraisage de finition. Vous pouvez disposer la position de votre pièce et des deux têtes de fraisage de manière à obtenir un fraisage grossier et de finition de la pièce en un tour de table (lorsque l’enlèvement de matière est minimal). Vous devez assurer un minimum de « temps de repos ou de non-coupe » de la tête de fraisage pendant l’opération. Votre fraiseuse à table rotative convient à la production par lots de composants.

Fraiseuses de type Raboteuse

Votre fraiseuse de raboteuse est une fraiseuse de type à lit fixe bien que de plus grande taille. Votre machine a un lit fixe monté sur la base, deux colonnes verticales reliées par un support de bras supérieur et un rail transversal.

La table de votre machine est montée sur le lit fixe et a un mouvement de va-et-vient longitudinal. Votre machine a deux têtes de fraisage horizontales une sur chacune des colonnes et deux têtes de fraisage verticales montées sur le rail transversal. Les 4 têtes de broche ont leurs propres moteurs.

Vous pouvez déplacer les têtes de broche horizontales de haut en bas sur les colonnes et vos têtes de broche verticales se déplacent de haut en bas ainsi que sur le rail transversal. Vous pouvez utiliser tous ces mouvements pour localiser la pièce par rapport aux têtes de fraisage. De plus, vous pourrez peut-être faire pivoter les têtes de fraisage verticales pour un fraisage angulaire. Vous pouvez également utiliser l’unité de quill pour toutes les broches.

Vous pouvez monter la pièce sur la table à l’aide des fentes en T et la positionner pour le fraisage. Vous pouvez utiliser une tête de fraisage ou une combinaison de 2, 3 ou 4 têtes de fraisage pour le fraisage. Vous réalisez le fraisage en définissant un taux d’avance approprié pour la table.

Votre fraiseuse convient aux pièces lourdes et à la production par lots.

Fraisage par traceur et pantographe

Savez-vous ce qu’est un pantographe? Votre pantographe est une liaison mécanique connectée de manière à faciliter la copie et la mise à l’échelle proportionnelle du gabarit.

Une extrémité de votre pantographe a un traceur pour tracer le gabarit et transférer le mouvement bidimensionnel à la fraise rotative montée à l’autre extrémité de la tringlerie. Vous pouvez définir le rapport requis sur le pantographe, par exemple, la taille proportionnelle de l’élément copié correspond à 50% du modèle.

La construction de votre machine à commande manuelle est très simple. Votre machine a une base, une table mobile pour la pièce à usiner, une table fixe pour le gabarit et un agencement pour monter le pantographe et l’entraînement de la fraise.

Vous devez tracer le gabarit en tenant le traceur dans votre main droite et en tenant la tête de coupe rotative dans votre main gauche pour couper sur la pièce. Votre pantographe transférera les coordonnées bidimensionnelles du gabarit à l’extrémité de la fraise dans la proportion définie par vous. Vous pouvez engager et désengager la fraise de la pièce à usiner à l’aide d’un levier sur la tête de coupe.

Vous pouvez utiliser votre fraiseuse Pantographe pour graver des lettres sur une surface métallique ou non métallique, copier des formes complexes, etc.

Fraiseuses à commande Tracée

Votre fraiseuse à commande tracée est capable de tracer en deux dimensions le gabarit et de transférer les coordonnées à la tête de fraisage via un système électronique, optique ou hydraulique.

Votre machine dispose d’une table de travail à mouvement longitudinal et transversal, de deux colonnes et d’un rail transversal. Vous avez une tête traceuse avec un stylet et une tête de fraisage, toutes deux montées sur la traverse et pouvant être déplacées / positionnées sur la traverse.

Vous pouvez serrer la pièce sur la table, sous la fraise et le gabarit sous le traceur. Pendant le travail, votre stylet traceur trace/copie le profil et transfère les coordonnées à la tête de fraisage par le mouvement contrôlé de la table. Vous pouvez fraiser diverses formes bidimensionnelles complexes sur cette machine, y compris les cames.

Le principe du traçage avec un stylet peut être étendu à trois dimensions pour le processus de fraisage comme le « coulage de la matrice » (création d’une cavité de matrice pour le moulage) dans la fabrication des matrices.

Fraiseuse CNC 3 Axes

Dans votre fraiseuse CNC 3 Axes, l’usinage 3 Axes fait référence à la capacité de la fraiseuse CNC à effectuer le mouvement sur trois axes différents simultanément. Vos trois axes sont X, Y et Z. L’axe Z est toujours parallèle à l’axe de broche de votre machine, et X et Y sont les deux autres mouvements.

Toutes vos fraiseuses vues précédemment comme la Fraiseuse Horizontale, la Fraiseuse Verticale, la Fraiseuse à lit fixe et la fraiseuse à Ram ont des axes de mouvement X, Y et Z et peuvent être conçues comme une fraiseuse CNC à 3 Axes.

Votre fraiseuse CNC fonctionne à l’aide de systèmes CNC où la Machine suit les instructions étape par étape données par le système CNC. Vous pouvez introduire les instructions dans le système CNC en utilisant directement le clavier du système ou les concevoir hors ligne sur un système de Conception Assistée par ordinateur (CAO) / Fabrication Assistée par ordinateur (FAO) et les transférer vers le système CNC. Votre fraiseuse CNC peut démarrer la production, une fois que vous avez établi un composant d’essai, et fonctionnera automatiquement sans avoir besoin de beaucoup de votre attention.

Le changement d’outil dans votre fraiseuse CNC peut se faire via un changeur d’outil, qui sélectionne l’outil présélectionné dans le magasin d’outils et le charge sur la broche ou vous pouvez le faire manuellement.

Le système CNC de votre fraiseuse a un retour en boucle fermée et surveille le programme en continu en temps réel et met en œuvre des corrections pour assurer une production de masse répétitive des composants.

Lorsque votre fraiseuse CNC à 3 Axes est rendue plus automatisée et adaptée à des opérations au-delà du fraisage, on parle de centres d’usinage. Votre centre d’usinage peut être de type Vertical ou Horizontal, selon l’orientation de la broche.

Centres d’Usinage Verticaux et Horizontaux

Lorsque vous vous référez aux axes X, Y et Z, ils signifient légèrement différents par rapport au Centre d’Usinage Vertical et au Centre d’Usinage Horizontal.

Centre d’usinage vertical (VMC): Ici le mouvement longitudinal de votre table de machine est l’axe X, le mouvement transversal de la table est l’axe Y et le mouvement vertical de la broche est l’axe Z.

Centre d’usinage horizontal (HMC): Ici, le mouvement longitudinal de votre table de machine est l’axe X, le mouvement vertical de la tête de poupée / tête de broche est l’axe Y et le mouvement transversal de la broche est l’axe Z.

Les principales caractéristiques de votre VMC et HMC sont: colonne fixe, chemins de guidage LM de précision et vis à billes sur tous les axes, broche équilibrée dynamiquement supportée sur des roulements à billes à contact oblique préchargés de haute précision, magasin d’outils et précision de positionnement et répétabilité élevées. Votre machine dispose d’un système de refroidissement à haute pression et peut avoir un système d’élimination des copeaux. Le système CNC de votre machine peut être Siemens ou une marque équivalente.

Votre VMC a une plage de vitesse de broche de 60 à 6000 tr/ min et de 60 à 8000 tr / min ou plus.

Votre HMC a une plage de vitesse de broche de 20 à 3600 tr / min avec un incrément de 1 tr / min.

Vous pouvez programmer votre VMC et votre HMC pour effectuer des fraisages, des forages, des alésages, des alésages, etc. sur la pièce avec le mouvement simultané dans les axes X, Y et Z.

Vos centres d’usinage VMC et HMC sont des machines très polyvalentes et très productives.

Fraiseuse / Centre d’Usinage CNC 5 Axes

Maintenant, vous avez compris le fonctionnement d’une Fraiseuse ou d’un centre d’usinage CNC 3 Axes. Alors, quelle est cette fraiseuse CNC à 5 axes?

Votre fraiseuse CNC 5 Axes est un centre d’usinage avec mouvement en X, Y, Z et deux axes supplémentaires.

Avant d’aller plus loin, vous devez comprendre l’axe supplémentaire désigné par A, B et C. Les axes A, B et C sont liés à la pièce à usiner.

En langage CNC, vous appelez les axes X, Y et Z comme axes linéaires et A, B et C comme axes rotatifs.

Considérez maintenant votre centre d’usinage vertical à 5 Axes.

Les trois axes de votre machine sont :

X – Mouvement longitudinal de la table de la machine.

Y – Mouvement transversal de la table de la machine.

Z – Mouvement vertical de la broche.

.Vos axes A, B et C sont

A – Votre pièce à usiner est prévue pour tourner autour de l’axe X, et cet axe de rotation est désigné comme axe A.

B – Votre pièce à usiner est prévue pour tourner autour de l’axe Y, et cet axe de rotation est désigné comme axe B.

C – Votre pièce à usiner est prévue pour tourner autour de l’axe Z, et cet axe de rotation est désigné comme axe C.

Votre Centre d’usinage 5 Axes a des axes de mouvements X. Y, Z et normalement B et A. Cela signifie que vous pouvez programmer votre machine à 5 axes, pour fraiser des géométries et des formes complexes et complexes par mouvement simultané sur 5 axes. Le centre d’usinage 5 Axes est plus productif que vos centres d’usinage 3 Axes et offre une meilleure finition de surface.

Conclusion:
Les fraiseuses sont les meilleures machines polyvalentes après le tour et vous ne pouvez imaginer aucun atelier de production sans fraiseuse. Votre fraiseuse CNC et vos centres d’usinage sont une avancée de la fraiseuse de base et sa polyvalence permet de produire des composants complexes et complexes plus rapidement avec un haut niveau de répétabilité.

Outre les types de fraiseuses que vous avez vus ci-dessus, il existe de nombreuses fraiseuses pour des opérations de fraisage personnalisées telles que le fraisage à clé, le fraisage d’arbres cannelés et les machines à couler les matrices.

Vous pouvez ajouter un DRO (Lecture numérique) à n’importe laquelle de vos machines non CNC pour un contrôle précis du mouvement et de l’avance de la pièce.