Pour fabriquer un bâti haut aux dimensions précises, il faut tenir compte du matériau de construction et de son procédé de fabrication. Le bâti est l'une des parties les plus importantes d'une machine-outil, car c'est sur lui que toute la machine est structurée et montée. Les bâtis se caractérisent par leur rigidité et leur capacité à supporter des pièces de grandes dimensions.
Qu'est-ce que le bâti ?
Le bâti est la structure fixe de toute machine-outil. C'est la base sur laquelle la machine est construite, d'où son autre nom de socle ou de banc. La principale caractéristique de tout bâti, quel que soit son type, est sa rigidité, qui tient aux matériaux dont il est fait (ils doivent bien résister aux hautes températures), mais aussi à sa capacité à supporter les vitesses d'usinage.
Il faut garder à l'esprit que si un bâti vibre ou bouge pendant l'usinage, les résultats souhaités risquent de ne pas être atteints. Les bâtis sont indispensables sur les machines-outils en raison des déformations de leur structure, qui finiraient par compromettre la précision de l'usinage.
C'est sur cette partie de la machine-outil que sont montés les autres éléments de la machine, mais supporter ces composants n'est pas la seule fonction du bâti. Il doit également absorber les efforts de coupe et permettre le bon déplacement des organes de la machine (comme les chariots). En effet, en plus d'être la base et la structure d'une machine, le bâti est le support sur lequel se déplacent les éléments mobiles. Il peut s'agir des chariots ou de la table. Le mouvement d'avance et de recul s'effectue le long de glissières montées sur le bâti, qui sont des surfaces d'appui spéciales.
Types de bâtis
Malgré leur rigidité, les bâtis ne sont pas toujours positionnés à l'horizontale par rapport à la poupée : ils peuvent être construits selon les besoins de la machine. Il existe ainsi différents types de bâtis : plats, inclinés et le bâti haut, plus élevé que les deux précédents.
Les bâtis varient selon la machine-outil concernée. Sur les tours, par exemple, on trouve surtout le banc plat ; les machines qui en sont équipées sont appelées tours d'atelier et peuvent usiner des pièces de grandes dimensions. Les tours à banc incliné, eux, servent à usiner de petites pièces comme les raccords.
Sur les machines-outils plus compactes, comme les fraiseuses, les perceuses d'établi et les rectifieuses, entre autres, on trouve généralement un bâti haut, moins long qu'un bâti horizontal mais plus élevé.
Bâti haut : dimensions et exigences techniques
Comme nous l'avons indiqué, le bâti haut équipe généralement des machines-outils de petites dimensions qui travaillent à la verticale ou sur établi. Quelles exigences un bâti doit-il remplir pour être efficace ? Tout d'abord, cette partie de la machine doit assurer la bonne disposition des autres éléments de la machine ; c'est ce qui garantit la précision des usinages.
Par ailleurs, les bâtis doivent présenter une rigidité statique et dynamique, comporter des ponts et des montants, et offrir une grande résistance à l'usure causée non seulement par les glissières qui s'y déplacent, mais aussi par les vibrations générées pendant l'usinage.
Matériau de construction
Le choix du matériau adapté pour la construction des bâtis dépend des conditions de travail à l'atelier, du type d'usinage réalisé et, plus généralement, de l'utilisation de la machine-outil. Aujourd'hui, malgré les différences de dimensions, presque tous les bâtis sont construits avec les mêmes matériaux :
- Fonte grise. C'est le matériau le plus courant pour la fabrication des bâtis. Lorsque les glissières font partie du corps du bâti et ne sont pas des éléments rapportés, la fonte doit offrir une grande résistance à l'usure.
- Pour les machines plus petites, comme celles destinées au bricolage, qui ne réalisent pas d'usinages importants, le bâti haut peut être en fonte CY 18-36, d'une dureté HB-60-230.
- Lorsque le bâti haut présente une configuration simple à paroi (de 10 à 30 mm d'épaisseur), on utilise une fonte de type CY 21-40 ; si l'épaisseur passe de 20 à 60, la fonte sera de type 28-40. Plus l'épaisseur augmente, plus la nuance de fonte doit être élevée.
Fabrication du bâti haut et ses dimensions
Il existe deux méthodes pour fabriquer les bâtis, quel que soit leur type :
- Par fonderie : ce sont les bâtis en fonte.
- Par soudage : pour ceux en acier au carbone.
Le choix de la méthode de fabrication du bâti dépend des aspects économiques et techniques propres à chaque mode de construction. Les bâtis hauts en fonte, par exemple, sont moins complexes à réaliser que ceux en acier ; ils sont donc plus économiques et constituent la technique la plus utilisée pour la production de machines en série.
Les bâtis mécanosoudés, quant à eux, sont choisis lorsqu'il faut construire des machines dans un délai court et lorsque la réalisation de moules de fonderie n'est pas recommandée.