Comprendre l'usinage vertical : définition et concepts clés

Même en dehors des services d'ingénierie. Les centres d'usinage verticaux originaux avaient des vis d'avance avec volants calibrés contrôlant les mouvements sur ces trois axes. Les calibrations de volants sont assez précises et devraient être utilisées quand possible.

L'usinage vertical (aussi appelé fraisage) repose sur des outils rotatifs pour enlever du métal de la pièce. L'usinage vertical se fait sur un centre d'usinage vertical (VMC) avec broche à orientation verticale. Avec broche verticale, l'outil pend droit du porte-outil et coupe souvent le dessus de la pièce.

Trois types de machine de fraisage vertical : fraisage, perçage, alésage

TROIS TYPES DE TRAVAIL. Trois types de base d'usinage sur fraiseuse verticale : fraisage, perçage, alésage. Difficile de dire si fraiseuse verticale ou tour serait la machine la plus précieuse en atelier. Théoriquement, la plupart des fraiseuses verticales peuvent se reproduire avec accessoires standards (table rotative, pointes). Impossible sur tour sans modifications exotiques.

Le fraisage vertical se fait généralement avec fraises en bout. Conçues pour coupe latérale et frontale. Le perçage se fait en levant/abaissant toute la tête de fraisage via vis d'avance axe Z. Avant perçage, utiliser forets de centrage pour toute précision. Notez : trous suivants peuvent être « sélectionnés » précisément depuis le premier trou avec volants calibrés. Chaque tour de volant = 0,050" pas sur machines pouces ou 1 mm pour métrique. Pas besoin de partir à zéro, bien que volant zéro optionnel facilite calculs. L'alésage : méthode pour trous précis en tournant outil à un seul tranchant, généralement dans mandrin réglable (tête d'alésage). Sert à ouvrir trous/tuyaux au diamètre désiré.

Autre type : lame volante réglable pour surfacage. Pour sécurité et rigidité max, la pointe de coupe ne doit pas dépasser du porte-outil plus que nécessaire. Disque 1,5" assez efficace, passes multiples chevauchantes ~1/3 taille disque. Pour aluminium : 2000 tr/min, enlèvement ~0,010" (0,25 mm) par passe.

Important : l'effet de coupe change selon le sens d'avance. Dans un cas l'outil grimpe sur la pièce, dans l'autre il s'en éloigne. Donc fraisage en montée à éviter, sauf passes de finition très légères.

Comment l'utiliser ?

Une fraiseuse verticale est un outil de précision pour usinage et production par enlèvement de matière, généralement de composants métalliques acier/aluminium. Peut aussi traiter plastiques et autres matériaux selon vitesse d'avance outil/matière. Commandes manuelles, CNC ou combinées. Usinage vertical = enlèvement matière, généralement fraise rotative dans mandrin broche. Options de coupe plus complexes/variables qu'une perceuse à colonne car table mobile ou étau/table rotative (axes x,y) et mouvement broche vertical (axe z). Beaucoup de machines verticales ont aussi tourelle rotative pour tête de coupe supérieure, capacités accrues (axe b).

Opérations courantes :

• Surfaçage : surface plane ou repère sur pièce, généralement avec orientation par rapport à autres éléments. Parfois appliqué sur pièces irrégulières pour « truer » une surface à la fois, assurant relations géométriques spécifiques entre surfaces usinées.
• Rainurage et cannelures : trous, plats, rainures coupés avec outils et fixations.
• Perçage/alésage : formes spéciales entre éléments de pièce, fraiseuse verticale idéale pour indexer et usiner trous précisément.

Dans la description des fraiseuses, « horizontal » et « vertical » font généralement référence à l'orientation de la broche/outil. Broche verticale sur fraiseuse verticale. Tête de coupe montée verticalement, autres parties bougent sur un/plusieurs axes pour positionner la matière correctement.

Deux types de base de fraiseuses verticales : tourelle et lit. Fonctionnent différemment, avantages uniques :

• Fraiseuse verticale à tourelle : Broche fixe, partie tenant la pièce bouge horizontalement/verticalement. Manipulation position matière dans les deux sens = extrême polyvalence. Mais limitées aux petits composants, mouvement biaxial difficile pour grosses pièces.
• Fraiseuse verticale à lit : Mouvement matière sur axe horizontal. Broche limitée à axe vertical, mais mobile haut/bas. Combinaison mouvement broche + mouvement horizontal lit = usinage pièces formes/profondeurs variées. Comparé à tourelle, lit mieux pour pièces lourdes/volumineuses.