Les fraiseuses ont été inventées au début du XIXe siècle et sont depuis devenues des machines indispensables dans les ateliers d'usinage. Ces machines réalisent des pièces par enlèvement de copeaux à l'aide de l'outil de coupe : la fraise. Mais pour que les opérations effectuées par cette machine soient de qualité, tous ses composants doivent l'être aussi ; le bâti de la fraiseuse, l'outil de coupe, la tête, le mandrin et les autres éléments doivent répondre à une série de spécifications techniques.
Caractéristiques des fraiseuses
Les fraiseuses comptent parmi les machines les plus polyvalentes de l'atelier. Elles peuvent réaliser de nombreuses opérations d'usinage et acceptent aussi une grande variété de matériaux : métaux, bois, acier, fonte et matériaux synthétiques ; elles permettent également d'obtenir des pièces aux surfaces diverses : concaves, convexes, planes, courbes, dentées, etc. De plus, les pièces usinées sur une fraiseuse peuvent être soumises à d'autres procédés comme l'ébauche et la finition.
Les fraiseuses peuvent être classées de deux façons : selon l'orientation de l'outil et selon le nombre d'axes. Selon l'orientation de la fraise, les modèles de fraiseuse les plus courants sont horizontaux, verticaux et universels. La fraiseuse horizontale utilise des fraises cylindriques et permet de réaliser des rainures. La fraiseuse verticale, quant à elle, permet à la table de travail de se déplacer vers le haut et vers le bas, ce qui autorise une plus grande profondeur de coupe. Ce type de fraiseuse se divise en modèles à banc fixe et à tourelle ou à console. Enfin, les fraiseuses universelles, équipées des accessoires d'adaptation appropriés, peuvent devenir verticales ; ces fraiseuses se caractérisent par un coulant ou chariot qui peut se déplacer d'avant en arrière et inversement.
Selon le nombre d'axes, ces machines peuvent avoir trois, quatre ou cinq axes ; ces dernières sont les fraiseuses les plus complexes, car elles permettent des travaux bien plus précis. En général, le bâti de la fraiseuse conventionnelle ne peut se déplacer que selon les axes X, Y et Z.
Les éléments de la fraiseuse
Même s'il existe différents types de fraiseuses, comme vous l'avez vu, toutes possèdent des éléments communs. Parmi eux :
- Bâti de la fraiseuse : il supporte toute la structure de la machine.
- Corps : également appelé châssis, il repose sur le bâti de la fraiseuse.
- Console : cet élément se déplace verticalement le long des glissières et est solidaire de la machine.
- Chariot transversal : il sert de support à la table.
- Table de la fraiseuse : on y place la pièce à usiner.
- Pont : il est placé sur le châssis. Il comporte des lunettes qui servent de support au porte-outil.
- Arbre porte-outil.
- CPU : unité qui pilote le processus de la machine (courante sur les fraiseuses CNC).
- Volant : il permet le déplacement selon les axes X, Y et Z.
- Moteur : élément qui fait tourner la fraise.
- Montant.
- Coulant.
- Manivelle.
- Broche : elle permet de déplacer l'outil de coupe verticalement pour le mettre en position.
Qu'est-ce que le bâti de la fraiseuse ?
Le bâti est peut-être l'un des éléments les plus négligés de la fraiseuse. De manière générale, le bâti est un système structurel fixe, commun à toutes les machines-outils, qui se distingue par sa rigidité. C'est d'ailleurs l'une des qualités les plus recherchées sur une machine-outil. Toutes les machines-outils possèdent un bâti, car les déformations de la structure influent sur la précision d'usinage. Sur une machine-outil, par exemple, la déformation de la structure doit être inférieure à la précision recherchée.
Une machine comme la fraiseuse, qui travaille à des vitesses de coupe élevées pour enlever les copeaux quel que soit son type ou son modèle, exige une structure solide. La fonction principale du bâti de la fraiseuse est de faciliter l'usinage : les pièces doivent pouvoir être usinées facilement, avec un minimum de vibrations et, bien sûr, sans se déformer, pour un résultat très précis.
Les fraiseuses à banc fixe
Nous l'avons dit, toutes les machines-outils possèdent un bâti, et il existe aussi un type de fraiseuse qui se caractérise précisément par cet élément. Il s'agit de la fraiseuse à banc, également appelée fraiseuse à banc fixe. Sur cette machine, qui est verticale, la broche porte-outil est disposée de telle sorte que la fraise puisse tourner sur son axe horizontal tout en restant perpendiculaire à la pièce à usiner. Sur ces fraiseuses, le banc peut être réglé pour manipuler facilement les pièces.
Elle doit son nom au fait que c'est précisément la table qui peut se déplacer, et les opérations sont d'une grande précision. Ici, la tête de la fraiseuse se déplace de haut en bas sur toute la longueur du montant ; la table de travail peut en outre supporter des charges lourdes et la fraise réaliser des travaux de grande précision.