Fraiseuse - Définition et Explications

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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 parfois d'ébauches estampées ou moulées, à l'aide d'un outil nommé fraise.

La fraise munie de dents est mise en rotation et taille la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) suite à son déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles...) ou au déplacement de la pièce en direction de ladite fraise. La forme de la fraise est variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle...). Elle peut être cylindrique, torique, conique (Les coniques constituent une famille très utilisée de courbes planes algébriques,...), hémisphérique ou quelquefois de forme encore plus complexe. La fraise est souvent montée sur une tête à trois axes (on parle alors de fraiseuse (Une fraiseuse est une machine-outil utilisée pour usiner tous types de pièces mécaniques, à...) trois axes). Il existe des fraiseuses à quatre ou cinq axes. Les caractéristiques physiques de la fraise, sa fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) de rotation, son avance, dépendent de la matière à usiner, de la profondeur de travail et de la coupe. On utilise principalement le carbure (Un carbure est un composé chimique du carbone avec un deuxième élément chimique...) de tungstène (Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W (de...) 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 (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus...) qui peuvent répéter les mouvements donnés une fois par l'opérateur (Le mot opérateur est employé dans les domaines :) (enregistrement des mouvements) et les fraiseuses à commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un...) numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information...) où sont enregistrés des ordres de mouvement d'outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) pour usiner une pièce complexe (pilotée par un programme informatique (Un programme informatique est une liste d'ordres indiquant à un ordinateur ce qu'il doit faire. Il...) en langage ISO(langage)). Elles sont équipées d'un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction...) de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine...) (automate programmable ou base PC) lui même relié à un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...). La CAO associée à la fabrication se nomme FAO ou CFAO.

Types de fraiseuse (Ancienne classification)

Avant l'avènement de la commande numérique, les fraiseuses étaient catégoriées 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 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 surtout destiné à installer des fraises 3 tailles ou fraises disques dans le but de réaliser des rainurages de profilés plats.

Fraiseuse verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le...)

La fraiseuse verticale : l'axe de la broche est perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en...) 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 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 sont quasiment disparues, la commande numérique permet de faire bouger simultanément des axes qui étaient autrefois presque systématiquement fixes. Celà 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 (Le vertical (rare), ou style vertical, est un style d’écriture musicale consistant en...).
  • Broche Horizontale.L'axe Z est horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la...).

Dans les 2 cas, la fraise est perpendiculaire à la table, c'est la table qui se trouve positionnée de façon différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...).
Dans les cas de la broche Horizontal il y a une meilleure évacuation des copeaux, et du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) de lubrification qui sinon peut s'accumuler dans les parties creuses.

Fraiseuse 4 axes

C'est souvent une fraiseuses 3 axes Broche Horizontale dotée d'un plateau tournant. C'est une configuration très pratique en production industrielle mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) (Automobile Aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs,...) etc...).

Fraiseuse 5 axes

Ont 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 très répandues, elle permet d'usiner à peu près tous les types de pièces, mais peut souffrir de problème de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) ou de rigidité. Le boum de l'UGV (Usinage à Grande Vitesse) a beaucoup contribué au développement de cette topologie (La topologie est une branche des mathématiques concernant l'étude des déformations spatiales par...).
  • 2 axes sur table.
  • 1 axe 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 trois types de cône :

  • le cône Morse / Cône 5 %
  • le cône 7/24, ou Standart Américain (SA)
  • le cône W 20

Diviseur (En mathématiques, un nombre entier d est un diviseur d'un entier n lorsque la division...)

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 (Une alidade est un instrument permettant la mesure d'angle. Elle est constituée d'un disque plan,...) du diviseur et un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...) comportant un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de trous permet la taille du nombre de dents désiré de la pièce. Depuis l'apparition des 5 axes à commandes numériques et surtout des machines spécialisées dans les tailles d'engrenage, ces dispositifs sont en voie de disparition.

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