Fraiseuses horizontales sont l'un des types d'équipements de fraisage les plus polyvalents et les plus utilisés dans les applications industrielles. Par rapport aux autres fraiseuses, les fraiseuses horizontales présentent quelques avantages distincts qui en font un atout indispensable pour les fabricants.
Il s'agit d'un type d'équipement de fraisage dans lequel la broche qui maintient l'outil de coupe est orientée horizontalement. Cette broche alimente la pièce fixée à une table, permettant d'usiner des coupes et des motifs complexes. La caractéristique clé est cette orientation horizontale de la broche de l’outil de coupe, qui offre des avantages uniques.
Les fraiseuses horizontales sont utilisées dans un large éventail d'industries, notamment l'automobile, l'aérospatiale, la construction, l'usinage général et bien d'autres encore.
Ils permettent aux fabricants d’usiner efficacement des pièces volumineuses et lourdes qui peuvent s’avérer peu pratiques sur les fraiseuses verticales. Les exigences de précision sont également satisfaites grâce à une rigidité accrue et à une déviation minimisée de l'outil de coupe.
Dans cet article, nous comprendrons clairement ce que sont les fraiseuses horizontales, leurs avantages et les dernières tendances technologiques qui leur sont associées.
Alors, commençons!
Les fraiseuses sont l’un des équipements industriels les plus polyvalents utilisés pour les opérations d’usinage. Ils sont capables d'effectuer des coupes complexes et précises sur une pièce, trouvant ainsi une utilisation intensive pour façonner les métaux et les alliages dans diverses industries.
En fonction de leur orientation et de leurs capacités, les fraiseuses peuvent être classées en trois types principaux :
● Fraiseuses verticales: La broche de l'outil de coupe est orientée verticalement au-dessus de la table de travail. Ils offrent une précision et une exactitude élevées et sont donc idéaux pour les travaux complexes et la fabrication de matrices/moules.
● Fraiseuses horizontales : La broche tenant l'outil de coupe est placée horizontalement. Cela permet d’usiner des pièces plus grandes avec une stabilité accrue.
● Fraiseuses universelles : Combinez la flexibilité des broyeurs verticaux et horizontaux dans une seule unité. Avec plusieurs orientations de broche disponibles et des accessoires pour étendre les capacités, les fraiseuses universelles offrent une polyvalence supérieure.
Comprendre ces principaux types d'équipements de fraisage basés sur l'orientation de la broche permet d'apprécier leurs applications idéales dans divers environnements de production et exigences d'usinage.
Pour comprendre pourquoi les broyeurs horizontaux offrent des avantages uniques, il est important de comprendre d’abord leurs composants de base et leur structure.
À la base, une fraiseuse horizontale contient une broche orientée horizontalement qui fait tourner l’outil de coupe à des vitesses élevées. Cette broche est introduite dans la pièce fixe montée sur la table de travail pour usiner des géométries complexes.
Certains composants clés qui confèrent aux broyeurs horizontaux leurs capacités distinctives sont :
● Broche: L'arbre qui maintient et fait tourner la fraise. Il est alimenté par un moteur intégré pour fournir le couple et les régimes nécessaires à l'enlèvement de matière.
● Tonnelle: Un arbre conique intermédiaire qui fixe la fraise ou l'outil à la broche. Il apporte de la rigidité et permet des changements rapides.
● Table de travail: Une plate-forme robuste sur laquelle la pièce à usiner est montée en toute sécurité à l'aide de fixations telles que des étaux ou des pinces. Il peut se déplacer selon les axes horizontaux X et Y.
● Selle: Une unité coulissante transversale qui repose sur le lit et supporte la table de travail, permettant de repositionner l'ensemble de l'unité de pièce à usiner linéairement ou en angle.
Ces éléments structurels de base travaillent ensemble pour manipuler l'outil de coupe et la pièce à usiner les uns par rapport aux autres afin d'obtenir un enlèvement de matière précis et des géométries finales complexes.
Les fraiseuses horizontales peuvent être classées en trois grands types en fonction des différences structurelles et fonctionnelles :
La conception la plus basique avec une broche horizontale montée sur la colonne. Il utilise une selle qui glisse le long du lit pour alimenter la pièce sous la fraise. Idéal pour les opérations de fraisage simples et les travaux légers. Fournit une fonction de fraisage horizontal de base à moindre coût.
Un type avancé et polyvalent qui ajoute une capacité de pivotement supplémentaire de la broche horizontale. Cela permet des opérations de fraisage angulaire avec la pièce réglée selon un angle. La table à selle peut également pivoter selon des angles composés pour des coupes complexes. Idéal pour les travaux d'usinage complexes.
Dispose d'un vérin mobile sur la colonne pour fournir un support rigide à la broche lors de l'usinage de pièces lourdes. La conception robuste de la colonne en forme de boîte et du vérin offre la stabilité nécessaire pour éliminer de grandes quantités de matériaux. Généralement utilisé pour usiner de grandes pièces moulées et des fabrications pesant plus de 2 tonnes.
Les fraiseuses horizontales offrent des avantages distincts par rapport aux autres équipements d'usinage qui contribuent à leur augmentationpopularité dans divers environnements de production.
Comprendre ces avantages techniques et opérationnels est essentiel pour comprendre pourquoi les fabricants modernes adoptent de plus en plus la technologie horizontale.
Voici quelques avantages des fraiseuses horizontales :
Un avantage clé des fraiseuses horizontales est leur capacité à gérer des coupes plus lourdes tout en conservant la précision.
Cela découle de leur construction rigide avec de larges colonnes en forme de boîte combinées à une conception de selle à centre de gravité bas. Ensemble, cette construction robuste minimise les vibrations et les bruits indésirables.
La stabilité globale permet des paramètres de coupe plus profonds conduisant à des taux d'enlèvement de matière supérieurs. Vous pouvez tirer le meilleur parti des nouveaux outils hautes performances.
Les opérations de fraisage produisent des copeaux et des copeaux problématiques qui peuvent entraîner des problèmes de qualité secondaires s'ils ne sont pas correctement évacués.
Les broyeurs horizontaux sont inégalés en matière de contrôle efficace des copeaux grâce à la gravité travaillant en synergie avec le processus de fraisage.
Les copeaux et les bavures tombent naturellement de la table de travail au lieu de resouder ou d'entraver les coupes futures. Cela offre une finition de surface supérieure et réduit également le temps de nettoyage/ébavurage secondaire.
L'orientation horizontale permet aux couteaux de s'engager depuis plusieurs côtés et angles dans une seule configuration.
Lorsqu'elles sont combinées avec un axe B intégré ou des tables rotatives, des formes 3D complexes peuvent être usinées par contournage le long de plusieurs axes simultanément.
Cela facilite un enlèvement rapide de matière tout en conservant une précision sur des géométries complexes comme les profils aérodynamiques qui sont impossibles sur un équipement vertical standard.
Les fraiseuses horizontales avancées d'aujourd'hui sont équipées de changeurs de palettes servo-entraînés qui permettent de monter une deuxième pièce pendant que la première est en cours d'usinage.
Cela minimise le temps non coupé entre les cycles de production, permettant aux fabricants de fonctionner sans surveillance. Les changements rapides d’outils et de tâches se traduisent par des coûts opérationnels inférieurs et une livraison plus rapide pour les clients.
Une extension du fraisage horizontal offrant un amortissement supérieur des vibrations est leur capacité à conserver la précision même lors du fonctionnement à des vitesses de broche maximales.
La colonne large combinée à la position basse de la selle aident à contrecarrer les forces centrifuges agissant sur l'arbre et la fraise.
Cela permet aux fabricants de mettre en œuvre des stratégies d'enlèvement de matière plus rapides avec des profondeurs de coupe plus légères sans perdre en précision ou en qualité de finition.
La zone de travail spacieuse devant la broche offre un espace libre pour indexer des pièces longues ou hautes de forme inhabituelle qui ne conviennent pas aux fraiseuses verticales.
Grâce à la possibilité d'accéder aux éléments des deux côtés, les fraiseuses horizontales peuvent traiter des sections de paroi très fines et des cavités ou poches profondes.
La simplicité du chargement de gros morceaux par le haut évite également le levage dangereux en hauteur ou les réglages de la grue. Cette flexibilité est inestimable lorsqu’il s’agit de nouvelles géométries de prototypes.
Bien que les dépenses d'investissement initiales puissent être plus élevées que celles de leurs homologues verticales, les usines horizontales offrent le coût par pièce le plus bas, ce qui les rend idéales pour les grands lots de production.
Mettre davantage d’arêtes de coupe en contact avec le matériau à des vitesses plus rapides entraîne des temps de cycle considérablement réduits. En combinaison avec une évacuation efficace des copeaux, la durée de vie de l'outil est également considérablement améliorée. Cela se traduit directement par des marges bénéficiaires plus élevées grâce à une réduction des dépenses opérationnelles.
La configuration horizontale offre un accès à l’espace de travail beaucoup plus naturel et ergonomique pour les opérateurs de machines. Les commandes peuvent être positionnées au niveau de la taille, avec une vue facile sur le processus d'usinage.
Le chargement frontal des pièces élimine les manœuvres difficiles et minimise le levage de charges lourdes répétitives qui entraîne souvent de la fatigue, voire des blessures, pour l'opérateur. Dans l’ensemble, les usines horizontales favorisent une plus grande efficacité sur le lieu de travail.
Lorsqu'il s'agit de composants de haute précision qui feront l'objet d'une inspection supplémentaire sur table, une orientation horizontale facilite la définition des références et des coordonnées.
Les contrôles de qualité tels que les tests de rotation ou l'utilisation de palpeurs à déclenchement tactile montés directement sur la machine sont également simples.
Une fois terminées, les pièces finies peuvent simplement être déchargées du haut de la table de travail, évitant ainsi les bacs de collecte ou les convoyeurs en désordre sous les machines verticales.
La construction modulaire et la zone de travail accessible de la plupart des broyeurs horizontaux permettent d'automatiser facilement les tâches de mouvement des pièces associées à une production en grand volume. Des robots ouvriers peuvent être déployés pour des tâches répétitives de chargement/déchargement.
Les systèmes de convoyeurs transportent les pièces palettisées dans et hors de la zone de travail. Les grandes capacités ATC permettent également des opérations prolongées sans éclairage. Cela étend de manière flexible la production sans pilote.
Les fraiseuses horizontales transforment la production dans divers secteurs manufacturiers. Certaines industries de premier plan à l’avant-garde de l’adoption comprennent :
● Aéronautique et Défense : Les pièces d’avions et de turbines ont des formes 3D complexes exigeant une précision dimensionnelle extrême sur de grandes surfaces. Les broyeurs horizontaux répondent à ces exigences strictes de qualité aéronautique tout en monopolisant rapidement les alliages légers. Les principaux équipementiers de l'aéronautique dépendent désormais de capacités horizontales à 5 axes pour l'usinage des composants d'ailes et des blocs moteurs.
● Automobile: Des pièces moulées brutes de bloc moteur aux culasses de précision et aux carters de transmission, les broyeurs horizontaux sont la norme pour l'usinage de grands volumes de composants automobiles critiques. Leur stabilité permet de couper des matériaux difficiles comme la fonte à graphite compactée avec des tolérances serrées. Les constructeurs automobiles en tirent parti pour la production de pièces de moteur.
● Mouler et mourir : Des surfaces de matrice/moule plus grandes et des cavités de noyau plus profondes rendent les centres d'usinage horizontaux idéaux pour ces ateliers. Ils offrent le meilleur équilibre entre un enlèvement rapide de matière et une finition soignée tout en évacuant efficacement les copeaux problématiques des détails de matrice fermés. Cela réduit les problèmes de qualité causés par les copeaux redéposés.
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| bloc-cylindres | corps de pompe | Carter de boîte de vitesses | soupape de commande hydraulique |
L'usinage horizontal évolue rapidement en intégrant les dernières avancées technologiques en matière d'automatisation, d'optimisations basées sur les données et de systèmes connectés intelligents. Comprendre où se dirigera ensuite le fraisage horizontal constitue une incitation encore plus grande à adopter cette plate-forme dès maintenant.
Certaines innovations notables à l'horizon incluent des systèmes de FAO à auto-apprentissage qui exploitent l'IA et l'apprentissage automatique pour des améliorations de processus autonomes, l'adoption élargie de cobots et de robots mobiles pour une automatisation flexible, une connectivité généralisée permettant une surveillance et des diagnostics à distance.
Les améliorations apportées à la machine elle-même incluent des augmentations supplémentaires de la puissance de la broche et de la densité de couple permettant une ébauche plus lourde sans perte de capacité de régime élevé, une construction de machine hybride utilisant des composites et des composants imprimés en 3D pour la rigidité et l'amortissement des vibrations, ainsi que des changeurs d'outils et des échanges de palettes ultra-rapides minimisant les dommages. -couper le temps.
Des plates-formes logicielles basées sur le cloud verront également le jour pour la gestion centralisée des flottes de fraiseuses horizontales en réseau dans les ateliers. Cela pose les bases d’une optimisation de la production basée sur les contraintes globales du système de fabrication plutôt que sur les seules contraintes des outils individuels.
La nouvelle vague d’améliorations axées sur l’Industrie 4.0 fera des usines horizontales un moteur encore plus attrayant des stratégies de production intelligente de nouvelle génération. Il est maintenant temps d’adopter cette trajectoire technologique de pointe.
Les fraiseuses horizontales présentent de nombreux avantages qui les rendent utiles pour différents besoins de fabrication. Leur conception spéciale permet des coupes plus lourdes et plus stables, des configurations de production plus rapides et un flux de travail plus facile. Les grandes industries utilisent déjà des fraiseuses horizontales pour usiner des pièces complexes avec précision et efficacité.
À mesure que de nouvelles mises à niveau technologiques intelligentes apparaîtront, ces usines avancées deviendront encore plus importantes pour les usines modernes. L’avenir est à une fabrication flexible utilisant les données pour améliorer les processus.
Donc, si vous voulez accélérer les choses, économiser de l'argent et faire partie de l'avenir de la fabrication, c'est une bonne idée de commencer à utiliser des fraiseuses horizontales dès maintenant. Ne manquez pas cette opportunité : lancez-vous dès aujourd'hui dans la révolution du fraisage horizontal !
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