Transcript Cours de Technologie IG 1 : les fraiseuses

Cours de Technologie
RAUSIN Bernard
Chapitre 3
Les Fraiseuses
Fraiseuse
Fraiseuse
Fraiseuse
Les fraiseuses
La réalisation d'une pièce = succession
ordonnée d'usinage.
 Fraisage : l'outil est en rotation, il engendre le
mouvement de coupe
L'outil est appelé : Fraise
 Caract. des pièces  choix structure machine.

1. Les différentes structures
Les fraiseuses universelles ou d'outillage
à broche horizontale ou verticale.
 Ces machines n'autorisent que les usinages
paraxiaux.
 1 seul moteur qui commande un
mouvement à la fois.

Structure à console
Accessoires
Tête universelle
 Tête à mortaiser
 Plateau circulaire
 Appareil diviseur

Rem : temps de montage important
 pour fabrication unitaire ou très petite série
Accessoires
Table indexable (tournante) permet
l'usinage de plusieurs faces de la pièce sans
démontage/remontage.
 Règles de mesure sur les mouvements :
lecture des coordonnées suivant X,Y et Z
(Facilite le travail)
Affichage digital plus facile que le travail
au vernier* ( 0,001 mm affiché)
Rien à voir avec la précision de la machine.

La fabrication en série
a provoqué l'automatisation de l'usinage.

Si petite ou moyenne série :
montage d'usinage ± sophistiqué
 Utilisation de pinces d'usinage :
- fixation rapide des pièces
- guidage des forets.
En tournage : - copiage d'une pièce modèle
- tours automatiques
 commande par cames.
La fabrication en série
 Si
très grande série :
– machines transfert
– tours multibroches à commande
numérique (C.N.)
 moins de cames.
Machine transfert
Machine transfert
La fabrication en série
 Si
série très importante :
– machines conçue en fonction de la pièce
 pour un modèle de pièce : une machine
Suivant la complexité de la pièce :
 poste
fixe
 transfert rectiligne
 transfert circulaire
Quand c'est possible, ces machines sont
construites à l'aide d'éléments normalisé
La machine transfert
C'est l'opération la plus longue qui
fixe la cadence du transfert.
 le temps de fabrication d'une pièce
Rem: il faut répartir les temps d'usinage aussi
également que possible
Les machines transfert deviennent flexible
grâce à la C.N.
La commande numérique
grande souplesse de programmation
de la trajectoire de l'outil.
 choix permanent de l'outil adéquat
 changeur d'outil.
 fichier C.A.O.

Changeur d'outils
Options
Pour l'usinage des surfaces complexes
table tournante à C.N.
 broche inclinable
 changeur d'outil
 table tournante inclinable
 broche orientable autour de 2 axes
 système TRIPODE ou HEXAPODE, etc...

La machine-outil devient un centre d'usinage
ou une cellule flexible d'usinage.
Tripode
La commande numérique
But :
Réalisation de la pièce complète en
un minimum de montages.
Exemples*
Tendance
Utiliser des éléments modulaires de
fixation pourvus de grilles de repérage et
de fixation.
 étude des bridages assistés par
ordinateur.
 changement de pièce automatique par
robot.
Bridage*
= Fixation d'une pièce sur une table
ou un plateau d'usinage.
Plateau magnétique
Machines spéciales
Taillage des roues dentées par génération
 engrenages
2. Les différentes commandes

2.1. Commande manuelle :
La qualité du produit dépend de
l'opérateur
* Mouvement de coupe *:
* Mouvement d'avance *:
de la broche Gambin.
* Tête universelle
* Rem : les positions particulières des broches
sont généralement repérées par des goupilles
coniques*
Montage broche HURE
2.2. Commande par copiage
A partir d'une pièce modèle.
On peut la copier en utilisant des
outils simples*.
2.3. Commande hydraulique
2.3.Commande par came


1 came par mouvement
1 tour de came = 1 pièce réalisée
Le problème est de déterminer la forme des
cames, leur pente et le décalage angulaire des
cames l'une par rapport à l'autre.
ème
2 exemple
de mouvement
de coupe et d'avance*
2.6. Commande numérique
Procédé permettant la conduite automatique
d'une machine par l'introduction
d'informations alphanumériques codées.
 Les informations peuvent être introduites :

–
–
–
–
manuellement
bande perforée
disquette
liaison RS 232, RS 485, ...
2.6.1. Boucle de commande
servomécanisme : - en B.O.
- en B.F.
 en B.O. : position de l'organe commandé
pas contrôlée (moteur pas à pas)
 en B.F. : position contrôlée (capteur)

Des boucles de commande pour chaque
mouvement de la M.O.
Axes : x, y et z
axe z = axe de la broche
z > 0 = accroissement des coordonnées de la
pièce.
 axe x = parallèle au bridage
 axe y = forme un trièdre de sens direct
 x, y et z = l'outil
 x', y' et z' = la pièce = -x, -y et -z

Main droite
2.6.2. Système de mesure
Mesure directe : capteur linéaire
2 parties : 1 fixée à l'organe mobile
1 fixée au bâti
 Mesure indirecte : capteur tournant ou
impulseur rotatif  calcul du déplacement.
La mesure est influencée par la rigidité
par les jeux*

2.6.2. Système de mesure

Mesure absolue : coordonnées mesurées par
rapport à une origine fixe.

Mesure incrémentale : déplacement mesuré
en prenant la position précédente comme
origine.
2.6.2. Système de mesure

Mesure analogique : une tension ou un
courant proportionnel au déplacement
0 -> 10 V
0 -> 20 mA

Mesure numérique :
– incrémental : compte ou décompte des impulsions.
– absolu : règle codée d'où une valeur numérique.
2.6.3. Type de commande

Commande point à point : pas d'usinages
entre les déplacements (
perceuse,poinçonneuse)

Commande paraxiale : mouvement parallèle à un
axe.

Commande continue ou de contournage : peut
commander tous les axes en même temps.
Jusqu'à 6 axes.
2.6.4. Programmation manuelle
1. gamme opératoire
2. choix de la M.O.
3. localisation de la pièce sur la machine
4. modifier la cotation si nécessaire
5. choix des outils
6. paramètres de coupe
7. mode opératoire : liste des opérations
8. coordonnées nécessaires traject. outil
2.6.4. Programmation manuelle
9. transcrire en langage codé
10. introduire le programme
11. contrôler le programme
12. réaliser la première pièce
13. contrôle
14. corrections si nécessaire
15. lancer le programme
2.6.5. Programmation automatique
1. dessin de la pièce
2. choix des outils, des paramètres de coupe,
de la matière
3. l'ordinateur traite l'usinage de la pièce
4. visualisation à l'écran de l'usinage
5. usinage de la première pièce
6. contrôle
7. corrections
8. lancer la production
C.F.A.O.
Conception et fabrication assistée
par ordinateur
CAD - CAM
Computer Aided Design
Computer Aided manufacturing
Exemples de pièces*
2.6.6. Possibilités offertes par la C.N.
introduction de la cotation
 systèmes d'axes
 image miroir
 cycles fixes d'usinages
 programmation paramétrée
 succession des passes (ex. une poche)
 mesures et contrôle
 compensation de longueur et de diamètre d'outil
 visualisation

2.6.7. Adaptation de la M.O. à la C.N.
Problème de la précision : 0,01  0,001
Précision = f ( rigidité, vibrations, jeux, inertie
déport thermique)
Pour amortir mieux les vibrations :
Bâti en granit ou en béton synthétique
Déplacement rapide de l'outil : 100 m/min
Accélération : 2 à 3 g
Equilibrage des masses en rotation
Surveille les sources de chaleur : moteur,
frottements, copeaux
2.6.7. Adaptation de la M.O. à la C.N.
Glissières de grande précision et à faible frot.
(evite le stick-slip)
Guidages linéaires à recirculation de gallets
(sinon : délestage hydrostatique)
Paliers de broches surdimensionné (rigidité)
roulements à billes à contact oblique si grande
vitesse
roulement en céramique ou palier magnétique
si UGV
Entraînement des broches et des avances :
mot. asyn. ou servomot. commandé par V.F.
Vis à billes*
3. Le fraisage en roulant

Trajectoire de la pointe :
cycloïde à pas raccourci
 surface pourvue d'ondulations
Effort de coupe pas constant*
3. Le fraisage en roulant
Conditions de copeau taillé minimum
Quand l'épaisseur du copeau tend vers une
épaisseur minimum
 au début de la coupe
Effort de coupe pas constant : flexion outil,
mandrin, pièce
"pas" des ondulations = avance par tour de la
broche
Dent la plus proéminente engendre la surface
3. Le fraisage en roulant
Amélioration de l'état de surface :
Affûtage et réglage des fraises
Positionnement correct de la fraise/pièce
(il faut toujours une dent qui coupe)
Augmentation de la rigidité
Choix judicieux de la fraise
Limiter la vitesse d'avance (copeau tail. min.)
Matériaux de coupe à vitesse de coupe élevée
3.1. Fraisage en roulant en
opposition*
3.2. Fraisage en roulant en
concordance ou en avalant*
4. Le fraisage en bout
Surface usinée est perpendiculaire à l'axe de
rotation de la fraise.
 Utilise un bedon.
 Suivant la position de la fraise par rapport à
la pièce, le mouvement d'avance peut être
soit surtout en concordance, soit surtout en
avalant.
