Broches à entraînement direct : puissance et précision supérieures

Il existe principalement des broches à entraînement par courroie, motorisées, à engrenages, à entraînement direct, intégrées, etc. Comparées aux autres mécanismes d'entraînement, les broches à entraînement direct offrent un couple supérieur, une activation plus rapide et plus précise, ainsi qu'une plus grande surface de couverture. En général, une machine-outil peut contenir plusieurs broches, comme la broche de la poupée fixe et celle de la poupée mobile sur un tour d'établi ; la broche principale est généralement la plus grande.

Qualification de la broche

Par conséquent, lorsque le terme « broche » est utilisé sans précision, il désigne la broche principale. Certaines machines-outils dédiées à la production de série possèdent 2, 3 ou davantage de broches ; on les appelle machines-outils multibroches, telles que les perceuses à batterie et les machines à vis. Bien qu'un tour d'établi possède plus d'une broche (la principale et celle logée dans la poupée mobile), il n'est pas qualifié de machine multibroche. De plus, les machines équipées de broches DD sont généralement conçues avec un bâti plus imposant afin d'accueillir un corps de broche plus long et plus large, ce qui confère une plus grande rigidité d'usinage sur les pièces. Certaines broches sont spécialement conçues pour certains modèles ou types de machines : broches de rectification, de tournage, de fraisage, de perçage, etc. Ce n'est qu'avec une installation appropriée de la broche que la machine-outil peut atteindre ses capacités nominales.

Au-delà de la conception DD

Outre les moteurs à entraînement direct, il existe de nombreuses autres conceptions de broches. Sur un tour, qu'il soit à bois ou à métal, la broche est l'élément central de la poupée fixe. Sur les machines à bois à outil rotatif, la broche est un composant équipé d'un outil profilé, utilisé pour usiner des rainures, des baguettes et des profils courbes sur des pièces façonnées. De même, sur les machines-outils métal à outil rotatif, la broche est l'arbre sur lequel l'outil (foret ou fraise) est monté via le mandrin. Les types de broches incluent : broches de rectification, électrobroches, broches de machine-outil, broches à basse vitesse et leurs homologues à grande vitesse.

Les homologues à entraînement par courroie

Pour la broche à courroie, celle-ci se compose de la broche et de l'arbre porteur logés dans le corps de broche. Elle est entraînée par un moteur externe, non par un moteur intégré ni par l'arbre via un système de poulies. Avec cette conception, la poulie est moins stable qu'un entraînement direct ; le matériau de la courroie devient donc une variable clé du fonctionnement mécanique. De plus, le moteur externe peut atteindre 12 000 à 15 000 tr/min. Cette limite moyenne de régime restreint les performances de la broche à courroie, tout comme le couple. L'électrobroche intégrée, présente sur les tours haut de gamme, offre un meilleur couple et une coupe plus rapide, bien que l'association la plus courante reste l'entraînement par courroie.

Broches intégrées

Comparée à la broche intégrée réputée pour sa rapidité, la capacité exceptionnelle de la broche à entraînement direct réside dans le couple qu'elle génère, bien supérieur aux autres types. Même après de longues heures de fonctionnement, la plupart des broches à entraînement direct gèrent des coupes lourdes avec une excellente précision. Cette durabilité exceptionnelle en usinage intensif fait des broches DD un choix privilégié des constructeurs de machines-outils sur les modèles haut de gamme.

Dans l'industrie moderne de la machine-outil, la broche est l'axe rotatif de la machine, généralement conçue avec un arbre en son centre. L'arbre lui-même est appelé broche, mais le terme désigne souvent l'ensemble rotatif complet : arbre, roulements et tous les éléments fixés autour (mandrin, cylindre, etc.). De nombreuses broches de rectification sont entraînées par leur moteur intégré ; sous cet angle, l'électrobroche de rectification intégrée compte parmi les meilleures. Grâce à son entraînement électrique, elle peut être auto-alimentée et conçue avec l'unité de puissance proche du boîtier de broche. Une machine-outil peut être équipée de plusieurs broches différentes : poupée fixe et poupée mobile sur un tour d'établi, broche principale et secondaire sur un centre d'usinage. La broche principale est généralement la plus grande, installée sur l'unité d'usinage primaire. Certaines machines de production de série possèdent 4, 5, voire 6 broches ; ce sont des machines-outils multibroches, comme les perceuses à batterie et de nombreuses machines à vis, capables d'usiner simultanément plusieurs axes. Bien qu'un tour d'établi ait plusieurs broches, il n'est pas classé comme machine-outil multibroche.