Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Michel SACHOT : Ingénieur des Arts et Métiers et de l’Institut Supérieur des Matériaux et de la Construction Mécanique - Ingénieur‐Conseil
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Une fraiseuse est une machine‐outil à enlèvement de copeaux à commande manuelle ou à commande numérique (CN) munie d’une broche tournante pouvant recevoir une fraise, outil à arêtes multiples, ainsi que d’autres outils tels que foret, barre d’alésage, taraud permettant ainsi l’exécution d’usinages très variés.
Un centre d’usinage est également une machine à broche tournante, capable d’usinages similaires, mais dont le fonctionnement est automatisé grâce à une commande numérique (CN) et à un changeur automatique d’outils.
Les deux types de machines présentent donc de grands points communs et c’est la raison pour laquelle ils sont traités dans la même étude.
1818 machine à fraiser d’Eli Whitney (USA), l’une des premières machines à fraiser ;
1862 fraiseuse universelle Brown et Sharp (USA), exposée à Paris en 1867.
Après plus d’un siècle de développement où la fraiseuse est l’une des principales machines des ateliers, une grande évolution se fait avec la commande numérique et l’apparition du centre d’usinage ;
1942‐45 premières fraiseuses à commande numérique pour applications spécifiques (Bendix USA) ;
1958 machine MilwaukeeMatic de Kearney Trecker (USA), premier centre d’usinage. Le terme machining center, traduit en français par centre d’usinage, est introduit dans le vocabulaire technique ;
1959 machine MU des Ateliers GSP (France), premier centre d’usinage européen ;
1964 Omniline de Sundstrand (USA), premier FMS (Flexible Machining System), traduit en français par atelier flexible.
Des modèles de fraiseuses très variés (plusieurs centaines) en dimensions, constitution et utilisation existent dans les ateliers. Cet exposé se limitera aux machines les plus caractéristiques proposées à la vente actuellement et dont la diffusion semble assurée pour quelques années. On n’y trouvera donc pas les machines qui ne sont plus commercialisées ou dont le niveau de vente en baisse rapide conduit à leur abandon à court terme. Dans cet esprit, les fraiseuses à commande manuelle (classique, conventionnelle) occuperont une part relativement restreinte, d’autant plus que leur coût d’acquisition reste plus faible que celui des machines à commande numérique et des centres d’usinage et que leur emploi est plus largement connu.
Pour les centres d’usinage, l’exposé se limitera aux centres d’usinage isolés ou autonomes possédant un changeur automatique d’outils, chargement des pièces manuel sur la table, ou palettes intégrées. Il ne traitera pas des machines liées à l’environnement extérieur : chargement des pièces par robot, file de palettes desservant plusieurs machines, intégration dans un atelier flexible. Ces applications sont étudiées dans l’article Ateliers flexibles d’usinage dans ce traité.
Les machines spécialisées utilisées pour les fabrications en grande série et prévues pour l’exécution d’un usinage particulier ne sont pas traitées dans cette étude (par exemple, fraiseuse de bloc moteur dans l’industrie automobile).
Le lecteur se reportera utilement aux articles Usinage à grande vitesse Commande numérique des machines‐outils .
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4. Choix d’une machine
Le choix va s’effectuer en fonction des caractéristiques des pièces à usiner et des données quantitatives et économiques. Ces données sont la plupart du temps élaborées par le bureau des méthodes et reposent sur les fabrications actuelles ou déjà prévues pour la machine. On essayera dans toute la mesure du possible d’y inclure des informations sur les nouveaux produits en gestation au bureau d’études et sur les évolutions prévisibles venant de l’extérieur (matériaux, outils, généralisation de la CAO facilitant la programmation automatique de la CN). On n’oubliera pas qu’à l’inverse certaines possibilités de la machine (par exemple : CN, contournage, usinage selon des orientations quelconques, numérisation) peuvent permettre de nouvelles facilités dans la conception des pièces.
4.1 Critères à considérer
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Pièces : dimensions générales, matières, masses.
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Usinages à réaliser :
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types d’usinages : perçage, alésage, taraudage, fraisage (linéaire, avec contournage dans le plan ou dans l’espace) ;
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dimensions des usinages et surépaisseurs ;
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précisions : de position, de forme, d’état de surface ;
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disposition : nombre de faces à usiner (1, 2, …, 6 …) et leur orientation (orthogonales, inclinées, surfaces gauches).
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Variété des pièces : quantités globales et par type et importance des lots de lancement.
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Données économiques : prix de revient maximal (et actuel si connu), influence des délais d’obtention.
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Définition des caractéristiques techniques : ces critères vont servir à déterminer les caractéristiques souhaitées. Avant leur fixation, on aura intérêt à avoir une première connaissance de l’offre courante des machines dites catalogue proposées sur le marché de façon à ne pas fixer de conditions trop contraignantes. Le tableau 1 indique l’influence de chaque critère sur les caractéristiques de la machine. Certaines spécifications sont difficiles à déterminer...
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Choix d’une machine
NORMES
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Sécurité des machines. Équipement électrique des machines. (2e tirage de 1999). (indice de classement C 79-130). - NF EN 60204-1 - 4-98
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Tables de machines-outils. Rainures à T et accessoires. Dimensions et tolérances. - NF E 21-301 - 8-85
-
Vis à billes. Partie 1 : vocabulaire et désignation (indice de classement E 22-201). - NF ISO 3408-1 - 6-92
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_. Partie 2 : diamètres et pas hélicoïdaux, nominaux. Série métrique (indice de classement E 22-202). - NF ISO 3408-2 - 6-92
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_. Partie 3 : conditions et essais de réception (indice de classement E 22-203). - NF ISO 3408-3 - 4-93
-
_. Rigidité axiale statique. - E 22-206 - 1-88
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_. Charges axiales statiques et dynamiques de base et durée de vie (ISO/DP 3408/5). - E 22-207 - 1-88
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Cônes...
Syndicat de la machine-outil, du soudage, de l’assemblage et de la productique associée SYMAP.
Comité européen de coopération des industries de la machine-outil CECIMO.
Centre technique des industries mécanique CETIM.
Agence nationale pour le développement de la production automatisée ADEPA.
HAUT DE PAGE
La liste des constructeurs français et étrangers étant importante et susceptible d’évolution, le lecteur pourra contacter le SYMAP ou se procurer le catalogue des dernières expositions.
HAUT DE PAGE
Machine-Outil Paris (en principe, les années paires).
EMO Exposition Européenne de la Machine-Outil (alternativement à Paris, Hanovre, Milan, en principe les années impaires)
HAUT DE PAGE
Machines Production (bimens.)
Industries et Techniques (m.)
Usine Nouvelle (L’) (hebd.)
Metalworking Production (m.)
American Machinist (m.)
...
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