Fraiseuse à portique : objectif, caractéristiques et applications

Brève introduction aux fraiseuses

La fraiseuse à portique est un type de fraiseuse. Une fraiseuse est une machine-outil utilisée principalement pour les opérations de fraisage. À ce jour, une fraiseuse est appelée une plateforme d'opération d'usinage multi-usages. Ce type de machine est essentiel dans l'industrie manufacturière et d'ingénierie moderne puisque le centre d'usinage avancé permet d'effectuer plusieurs types de travaux d'usinage. Dans un environnement de fabrication moderne, les centres d'usinage incorporent fréquemment le système de commande numérique par ordinateur (CNC) afin d'effectuer les travaux d'usinage de précision avec efficacité. Parfois, une fraiseuse CNC est considérée comme la forme principale du centre d'usinage.

Les composants fondamentaux d'une fraiseuse incluent un banc de tour et une tête de broche. Le banc de tour est où les pièces sont positionnées et où les processus d'usinage ont lieu. Dans certains modèles, la machine adapte différentes formes de table de travail pour traiter des types particuliers de pièces. La tête de broche est la partie rotative qui effectue les opérations d'usinage. Un centre d'usinage CNC peut être un tour CNC, un centre de tournage CNC ou un routeur CNC. Le tour CNC et le centre de tournage sont plus une machine à cadre en C tandis qu'un routeur est connu pour sa configuration de style portique et donc un routeur CNC est parfois appelé fraiseuse à portique.

Qu'est-ce qu'un centre d'usinage de style portique ?

Lorsqu'il s'agit d'un centre d'usinage de style portique ou d'une fraiseuse à portique, c'est généralement un routeur CNC ou un centre d'usinage à portique CNC qui vient à l'esprit des gens. Le routeur CNC est appelé fraiseuse à portique parce qu'il y a un portique qui enjambe la surface d'usinage. Puisque le portique est supporté au-dessus du banc de tour par deux colonnes à ses deux extrémités, la fraiseuse à portique est également connue sous le nom de fraiseuse à double colonne ou centre d'usinage à double colonne. Les deux colonnes de support sont attachées à un ensemble de rails sur les côtés longitudinaux de la machine ce qui permet au portique de se déplacer sur la surface du banc de tour.

La surface d'usinage d'une fraiseuse à portique

Il y a toujours une surface de fraisage sur un centre d'usinage CNC ; la surface de fraisage peut être un banc de tour, une plaque de face, ou une surface plane avec guides linéaires et vis à billes. Quel que soit le style de la surface de fraisage, c'est l'endroit où les pièces sont maintenues et où les opérations d'usinage sont effectuées. La façon dont une pièce est fixée sur une fraiseuse à portique varie selon le système de maintien de pièce qu'elle accueille. Les systèmes de maintien de pièce les plus courants sont le mandrin à mâchoires, le mandrin magnétique ou l'étau, pour n'en nommer que quelques-uns.

Dans la plupart des processus d'usinage, les pièces sont maintenues immobiles en place ; pourtant, dans certains autres processus, les pièces sont fixées par le système de maintien de pièce et le système peut se déplacer le long des axes de la fraiseuse pour que plusieurs opérations d'usinage puissent être effectuées à la fois. Sur un centre de tournage CNC typique, c'est généralement un servomoteur qui contrôle le mouvement. Quant à une fraiseuse à portique, le banc de tour est une surface plane montée sur des vis à billes avec guides linéaires. Avec une telle configuration, les pièces sont autorisées avec un mouvement linéaire avec le routeur CNC.

Comment fonctionnent le portique CNC et la tête de broche ?

Contrairement à un centre de tournage CNC typique qui est équipé d'une tête de broche autonome, un centre d'usinage à double colonne a la tête de broche et l'outil de coupe attachés au portique. Parce que le portique est supporté par les colonnes sur l'ensemble de rails le long du centre d'usinage, le portique a la capacité de se déplacer sur le banc de tour. Par conséquent, la tête de broche attachée au portique peut effectuer les opérations de fraisage le long de l'axe longitudinal du banc de tour. Un tel mouvement est connu sous le nom de mouvement de l'axe X.

En plus du mouvement de l'axe X, la tête de broche a une capacité de mouvement supplémentaire sur l'axe Y. Le mouvement de l'axe Y fait référence au mouvement de la tête de broche à travers le portique. Avec la capacité de mouvement sur les axes X et Y, la tête de broche peut effectuer des processus de fraisage le long de l'axe longitudinal et de l'axe latéral du banc de tour, ce qui couvre essentiellement toute la surface de fraisage. Une fraiseuse à portique avec une capacité de mouvement 2 axes est idéale pour traiter les pièces qui ont une large surface.

Capacité de fraisage sur l'axe Z d'une fraiseuse à portique

Un centre d'usinage CNC à double colonne conventionnel est utilisé principalement pour traiter les pièces avec une large surface ou des tôles métalliques. L'objectif de la machine est de créer un profil, percer des trous, des rainures et des fentes, ou faire des marques sur la surface de la pièce. Ce type de centre d'usinage ne peut pas gérer les pièces qui ont des différences altitudinales significatives. Afin que la fraiseuse de style portique puisse réaliser des conceptions de surface plus complexes sur une pièce, une capacité de mouvement supplémentaire sur l'axe Z est requise. La capacité de mouvement sur l'axe Z permet à la machine d'effectuer des opérations d'usinage plus délicates.

Généralement parlant, l'usinage sur l'axe Z fait référence au mouvement vertical de la tête de broche. Le mouvement vertical est piloté par un système d'alimentation responsable du levage et de l'abaissement de la tête de broche sur le portique CNC. Le système d'alimentation est généralement un système hydraulique ou pneumatique sur un routeur CNC de style console. La source d'alimentation peut aussi être un moteur électrique sur une fraiseuse à portique à plus petite échelle. Avec la capacité sur l'axe Z, la polyvalence d'une fraiseuse de style portique est améliorée. Les centres d'usinage à double colonne 3 axes sont idéaux pour une grande variété d'applications de fabrication de pièces telles que la fabrication de moules/matrices.