Cours de Technologie RAUSIN Bernard. Chapitre 3 Les Fraiseuses

Cours de TechnologieCours de Technologie

RAUSIN Bernard

Chapitre 3Chapitre 3

Les Fraiseuses

FraiseuseFraiseuse

FraiseuseFraiseuse

FraiseuseFraiseuse

Les fraiseusesLes fraiseuses

La réalisation d'une pièce = succession ordonnée d'usinage.

Fraisage : l'outil est en rotation, il engendre le mouvement de coupeL'outil est appelé : Fraise

Caract. des pièces choix structure machine.

1. Les différentes structures1. Les différentes structures

Les fraiseuses universelles ou d'outillageà broche horizontale ou verticale.

Ces machines n'autorisent que les usinages paraxiaux.

1 seul moteur qui commande un mouvement à la fois.

Structure à consoleStructure à console

AccessoiresAccessoires

Tête universelle Tête à mortaiser Plateau circulaire Appareil diviseur

Rem : temps de montage important pour fabrication unitaire ou très petite série

AccessoiresAccessoires 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 sérieLa 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 sérieLa fabrication en série

Si très grande série :

– machines transfert

– tours multibroches à commande numérique (C.N.) moins de cames.

Machine transfertMachine transfert

Machine transfertMachine transfert

La fabrication en sérieLa 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 transfertLa 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 flexiblegrâce à la C.N.

La commande numériqueLa 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'outilsChangeur d'outils

OptionsOptionsPour l'usinage des surfaces complexesPour 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'usinageou une cellule flexible d'usinage.

TripodeTripode

La commande numériqueLa commande numérique

Réalisation de la pièce complète en un minimum de montages.

But :

Exemples*Exemples*

TendanceTendance

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*Bridage*

= Fixation d'une pièce sur une table ou un plateau d'usinage.

Plateau magnétiquePlateau magnétique

Machines spécialesMachines spéciales

Taillage des roues dentées par génération engrenages

2. Les différentes commandes2. 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 HUREMontage broche HURE

2.2. Commande par copiage2.2. Commande par copiage

A partir d'une pièce modèle. On peut la copier en utilisant des outils simples*.

2.3. Commande hydraulique2.3. Commande hydraulique

2.3.Commande par came2.3.Commande par came

1 came par mouvement1 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.

22ème ème exemple de mouvement exemple de mouvement de coupe et d'avance*de coupe et d'avance*

2.6. Commande numérique2.6. 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 commande2.6.1. 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 zAxes : x, y et z

axe z = axe de la brochez > 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 mesure2.6.2. Système de mesure

Mesure directe : capteur linéaire2 parties : 1 fixée à l'organe

mobile1 fixée au bâti

Mesure indirecte : capteur tournant ou impulseur rotatif calcul du déplacement.

La mesure est influencée par la rigiditépar les jeux*

2.6.2. Système de mesure2.6.2. 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 mesure2.6.2. 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 commande2.6.3. 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 manuelle2.6.4. 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 manuelle2.6.4. 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 automatique2.6.5. 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.C.F.A.O.Conception et fabrication assistée

par ordinateur

CAD - CAM

Computer Aided DesignComputer Aided manufacturing

Exemples de pièces*Exemples de pièces*

2.6.6. Possibilités offertes par la C.N.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.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, inertiedéport 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.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 vitesseroulement en céramique ou palier magnétique si UGV

Entraînement des broches et des avances : mot. asyn. ou servomot. commandé par V.F.

Vis à billes*Vis à billes*

3. Le fraisage en roulant3. 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 roulant3. 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 roulant3. 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 3.1. Fraisage en roulant en opposition*opposition*

3.2. Fraisage en roulant en 3.2. Fraisage en roulant en concordance ou en avalant*concordance ou en avalant*

4. Le fraisage en bout4. 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.