Les fraiseuses CNC sont une version améliorée des fraiseuses conventionnelles. Ces machines sont plus modernes et plus polyvalentes, offrent de nombreux avantages aux ateliers d'usinage et permettent d'accélérer les processus de production. Quelles sont les parties de cette machine ? Comment se présente la tête d'une fraiseuse CNC ?
Différence entre la fraiseuse CNC et la fraiseuse conventionnelle
La fraiseuse à commande numérique par ordinateur (CNC) ressemble beaucoup à la fraiseuse conventionnelle, à la différence près qu'elle ne demande qu'une intervention minimale de l'opérateur : elle peut travailler de manière automatisée grâce à l'ordinateur de la machine. Il existe d'ailleurs aujourd'hui des kits spéciaux permettant de convertir une fraiseuse conventionnelle en machine CNC.
Comme elles présentent de grandes similitudes avec la fraiseuse traditionnelle, les deux types de machines se composent des mêmes pièces mobiles :
- Table
- Tête
- Broche
- Chariots de déplacement transversal et latéral
Cependant, les fraiseuses CNC sont pilotées par un ordinateur intégré au pupitre de commande, alors que les fraiseuses conventionnelles sont actionnées par des leviers. C'est précisément cet ordinateur qui constitue l'élément le plus important de la machine. La commande numérique par ordinateur (CNC) permet aux différentes parties (broche, chariots, table, tête de la fraiseuse CNC, etc.) de fonctionner de façon automatique. Grâce à la CNC, la fraiseuse peut être programmée et c'est l'ordinateur qui indique à chaque partie de la machine ce qu'elle doit faire.
Ainsi, selon la conception de la pièce, la tête de la fraiseuse CNC peut accéder à n'importe quelle zone de la pièce à usiner ; la machine est ainsi capable de produire des pièces très petites et de formes complexes. Elle permet en outre la production en série. C'est pourquoi les fraiseuses CNC se distinguent par une meilleure productivité, une grande précision, leur rapidité, leur polyvalence, leur sécurité et, surtout, leur répétabilité et la réduction et l'optimisation des déchets (copeaux).
Les parties de la fraiseuse CNC
Nous l'avons vu, les fraiseuses CNC et les fraiseuses conventionnelles ont les mêmes pièces mobiles. Toutefois, ces fraiseuses comportent aussi des composants propres à la CNC. Les parties de la fraiseuse à commande numérique par ordinateur sont :
- Montant
- Fraise
- Table de fraisage
- Tête de fraiseuse CNC
- Pupitre de commande/ordinateur
- Pièce à usiner
- Tuyaux de liquide de coupe
- Axes de déplacement et axes complémentaires
La tête de la fraiseuse CNC
L'une des parties les plus importantes de la fraiseuse est la tête, chargée de tourner pour usiner la pièce. Sur les fraiseuses CNC, la tête est orientable et intègre un moteur de broche, ce qui rend le travail beaucoup plus rapide et précis. De plus, grâce à l'automatisation du processus, c'est l'ordinateur qui indique à la tête quel outil utiliser.
Une fraiseuse est en effet capable de réaliser de multiples opérations d'usinage, comme le perçage et différents types de fraisage, entre autres. Par exemple, pour donner forme à une pièce, la tête de la fraiseuse CNC utilisera une fraise. La fraise est l'outil de coupe le plus utilisé et, grâce au déplacement des chariots de la machine, elle peut atteindre la surface de la pièce et enlever des copeaux jusqu'à obtenir le profil voulu. Et si l'on souhaite percer la pièce ? Grâce à la CNC, la tête sait qu'elle ne doit pas utiliser une fraise mais un foret. Selon le modèle et les caractéristiques de la machine, le changement de fraise à foret peut se faire en quelques secondes, sans que la machine cesse de travailler.
Les axes de déplacement
Chaque machine-outil fonctionne sur un repère cartésien, qui détermine les types de mouvements que peut effectuer la table avec la pièce bridée dessus. Les fraiseuses CNC se caractérisent par leur capacité à se déplacer sur un maximum de cinq axes différents. Les axes principaux de la machine sont X, Y et Z, tandis que ses axes complémentaires sont A et B. Il faut souligner que toutes les fraiseuses CNC ne peuvent pas se déplacer sur ces axes : tout dépend du modèle de la machine.
Les axes de la fraiseuse CNC sont :
- Axe X. Cet axe est horizontal et parallèle à la pièce à usiner. Il correspond aussi au mouvement longitudinal de la table de travail.
- Axe Y. Il assure un mouvement dans le plan horizontal et est transversal par rapport à la table de fraisage.
- Axe Z. La fraise est montée sur cet axe qui, comme il porte l'outil de coupe, dispose de la puissance nécessaire pour réaliser l'usinage. Cet axe peut adopter différentes positions selon la tête de la fraiseuse CNC. Il correspond au mouvement vertical de la tête.
- Axes complémentaires A et B. Ils permettent de placer la pièce dans n'importe quelle position, de sorte que la tête de la fraiseuse CNC puisse l'attaquer sous n'importe quel angle.