Conseils pour l'achat de votre première fraiseuse

Apr 28, 2023

Si vous êtes intéressé par la fabrication de choses (et puisque vous lisez ceci, nous allons supposer que vous l'êtes), vous avez presque certainement ressenti le désir de fabriquer des pièces métalliques. Les imprimantes 3D sont excellentes, mais présentent de nombreux inconvénients : choix de matériaux limités, manque de précision et temps d'impression longs. Si vous voulez des pièces métalliques qui respectent des tolérances même modérément serrées, une fraiseuse est votre seule option pratique. Il y a, après tout, une très bonne raison pour laquelle ils sont essentiels à la fabrication.

Cependant, il peut être difficile de savoir par où commencer pour l'amateur qui n'a pas d'expérience en usinage. Quel type de fraiseuse devriez-vous acheter? Faut-il acheter du neuf ou de l'occasion ? Qu'est-ce que c'est que l'alimentation triphasée, et pouvez-vous l'obtenir ? Ces questions, parmi tant d'autres, peuvent être positivement écrasantes pour les non-initiés. Heureusement, nous, vos amis de Hackaday, sommes là pour vous aider à vous orienter. Donc, si vous êtes prêt à apprendre, alors lisez la suite ! Déjà expert ? Laissez vos propres conseils dans les commentaires !

Avant d'entrer dans les détails de la configuration de la fraiseuse que vous voudrez probablement acheter, précisons d'abord que nous ne parlerons que demanuel fraiseuses dans ce guide. Les fraiseuses CNC sont une toute autre bête, et elles vont avoir un guide pour elles toutes seules. Les fraiseuses manuelles et CNC ont beaucoup en commun (les fraiseuses CNC ne sont souvent que des fraiseuses manuelles converties), mais les fraiseuses CNC ont des exigences supplémentaires qui compliqueraient trop cet article. Donc, nous ne couvrons que les machines manuelles dans cet article.

Les fraiseuses modernes sont divisées en deux types de base : horizontales et verticales. Cela détermine si l'axe de la broche de la machine monte et descend, ou d'un côté à l'autre. Les deux types de machines ont souvent des têtes, des colonnes et des tables qui s'inclinent ou pivotent, ce qui signifie que les deux types peuvent être utilisés pour la plupart des mêmes tâches. Cependant, certains travaux seront plus faciles sur une machine que sur l'autre.

La différence entre les machines, en pratique, est plus prononcée que la manière dont elles sont orientées. Une machine verticale aura la table montée perpendiculairement à la position d'inclinaison nulle de la broche, tandis qu'une machine horizontale aura la broche montée parallèlement au plan de la table. Cela introduit une différence fondamentale dans les types de travaux pratiques sur chaque type de machine.

La principale force d'une fraiseuse horizontale est le bras supérieur, qui contraint l'arbre rotatif des deux côtés. Cela lui donne une rigidité incroyable et permet au machiniste de prendre des coupes très lourdes qui introduiraient plus de charge latérale qu'une machine verticale ne pourrait supporter. La résistance est si élevée qu'il est tout à fait possible (et courant) d'empiler plusieurs fraises sur l'arbre afin de couper, par exemple, une table plate avec des fentes en un seul passage. Cela le rend bien adapté aux travaux de surfaçage, à la coupe de rainures et de fentes, et aux tâches similaires où la pièce est plate sur un axe.

L'inconvénient, bien sûr, est qu'il est beaucoup plus fastidieux (et parfois impossible) de fabriquer des pièces qui ont des coupes dans tous les axes. C'est là qu'une fraiseuse verticale excelle : dans la polyvalence. Vous auriez du mal à trouver un travail qu'une fraiseuse verticale ne peut pas faire - même si cela prend parfois beaucoup plus de temps qu'une fraiseuse horizontale, selon la géométrie de la pièce.

Maintenant que vous connaissez la différence, vous savez probablement déjà lequel vous voulez. Mais, juste au cas où, nous dirons que vous voulez presque certainement un broyeur vertical. Les broyeurs horizontaux sont parfaits pour une petite partie des tâches, mais ce sont aussi des tâches que la plupart des amateurs n'effectueront pas souvent. La polyvalence d'un broyeur vertical se prête bien aux tâches variées et diverses vers lesquelles les amateurs se penchent, contrairement aux travaux de production spécialisés pour lesquels les broyeurs horizontaux sont généralement utilisés.

J'espère que vous avez décidé qu'un broyeur vertical est le meilleur choix pour vous, sinon cette section ne vous sera pas très utile. En supposant que vous ayez choisi un broyeur vertical, vous êtes probablement curieux de savoir quelles fonctionnalités rechercher et vous vous demandez ce qui compte réellement. Couvrant tous les détails sur le sujet prendrait un livre entier, mais nous allons passer en revue certaines des choses les plus importantes à considérer.

C'est une question qui motive de nombreuses décisions d'achat, et les fraiseuses ne sont pas différentes. Alors, est-ce important ? Oui et non. Les fraiseuses existent depuis longtemps et il n'y a pas vraiment de secrets commerciaux en ce qui concerne leur construction. C'est bien connu ce qui fait une bonne machine et ce qui ne l'est pas. Théoriquement, n'importe quel fabricant peut suivre ces principes de conception et fabriquer une machine de haute qualité.

Malheureusement, la réalité n'est pas à la hauteur de cette promesse. Il y a deux raisons à cela : la qualité de fabrication et le coût. Afin de réduire les coûts, de nombreux fabricants vont faire des économies. Ils peuvent utiliser des matériaux de mauvaise qualité, des moteurs sous-alimentés, etc. Même si le fabricant ne prend pas délibérément de raccourcis, il est tout à fait possible qu'il soit simplement incapable d'une fabrication de haute qualité. Des vis-mères mal fabriquées, un usinage imprécis et des tolérances lâches peuvent tous vous laisser avec une fraise frustrante à utiliser et qui ne peut pas maintenir une précision tolérable.

Par conséquent, c'est une bonne idée d'acheter une machine éprouvée. Habituellement, cela signifie aller avec une marque respectée. Mais, certaines marques moins chères produisent tout de même des machines de qualité (souvent des clones de modèles plus chers). Ils peuvent avoir moins de fonctionnalités ou des moteurs moins robustes, mais pourraient suffire à vos besoins. Assurez-vous simplement de lire quelques critiques de personnes qui travaillent vraiment avec eux.

Les petites fraiseuses de bureau peuvent être tentantes, mais il est préférable de les éviter si vous envisagez de fraiser du métal. Pensez à la dernière fois où vous avez dû percer un trou dans de l'acier ou couper un morceau avec une scie à métaux. C'est un travail difficile, et demande beaucoup de force. Votre fraiseuse doit être capable d'appliquer ce type de force sans aucune flexion - même un peu de flexion avec ruine toutes les chances de fraiser une pièce avec des tolérances respectables.

Pour cette raison, le châssis du broyeur doit être aussi lourd et rigide que possible. Une petite machine de bureau sera presque certainement incapable de fraiser quoi que ce soit de plus dur que l'aluminium, et même dans ce cas, elle sera imprécise. Le choix le plus judicieux, si vous voulez une précision même modérée, est d'acheter un moulin aussi grand et lourd que vous avez de la place.

Un DRO (affichage numérique) est un module qui peut être ajouté à chaque axe d'une fraiseuse. Certaines machines sont livrées avec, d'autres les proposent sous forme de packages de mise à niveau. Des kits sont souvent disponibles pour moderniser les usines qui ne les avaient pas à l'origine également en option. Un DRO vous donne un affichage qui vous indique jusqu'où vous avez déplacé la table (ou la plume), ce qui facilite à peu près toutes les opérations.

L'utilisation d'un DRO n'est pas strictement nécessaire, car tous les moulins ont des cadrans pour mesurer le mouvement. Cependant, leur lecture peut être fastidieuse et chronophage. Cela est particulièrement vrai lorsque vous considérez le jeu (inclinaison dans les vis), qui est facile à compenser lorsque vous avez un DRO, car il vous indique uniquement de combien la table a réellement bougé, par opposition à combien la poignée a bougé.

Comme un DRO, l'alimentation électrique est quelque chose qui peut être ajouté à chaque axe, et que de nombreux moulins viennent avec de l'usine. Il vous permet de basculer un petit moteur qui déplace la table pour vous, de sorte que vous n'ayez pas à manivelle la poignée vous-même. Cela peut réduire considérablement la fatigue, mais peut également vous donner une meilleure finition de surface sur votre coupe car la vitesse reste constante tout au long de la coupe.

Comme les passionnés d'automobile, les machinistes accordent beaucoup d'importance à la puissance. Et ce n'est pas complètement injustifié - la dernière chose que vous voulez, c'est que le moteur cale au milieu d'une coupe. Cela dit, pratiquement toutes les usines auront un moyen de réduire le moteur pour gagner du couple au détriment de la vitesse. Le fraisage de l'acier nécessite un couple élevé et une faible vitesse, tandis que l'aluminium nécessite le contraire.

Ainsi, vous pouvez certainement compenser un moteur sans une tonne de puissance. Cela peut être une bonne idée, car la puissance du moteur fait une énorme différence en termes de coût. Cela dit, vous devriez probablement éviter un moulin qui a moins de 1 HP. Il est également difficile de trouver des moteurs électriques de grande puissance qui ne soient pas triphasés.

Nous n'avons pas la possibilité d'expliquer comment fonctionne l'alimentation multiphasée, ni quels sont ses avantages et ses inconvénients. Mais, qu'il suffise de dire que vous n'avez presque certainement pas d'alimentation triphasée à la maison. Si vous avez un espace industriel, vous pouvez avoir une alimentation triphasée disponible, mais même dans ce cas, vous ne pouvez pas. Le fait est que de nombreux outils de qualité industrielle ont des moteurs triphasés, qui ne peuvent pas fonctionner seuls sur une alimentation monophasée domestique standard.

Cela signifie que la plupart d'entre vous seront limités aux moulins avec des moteurs monophasés. Cependant, cela permet souvent de trouver des machines triphasées pour des prix nettement moins chers que les machines monophasées. Si vous trouvez une telle machine qui vous plaît, il est possible de remplacer le moteur de broche par une unité monophasée, ou d'acheter ou de construire un convertisseur de phase.

Une fraiseuse/perceuse est essentiellement une perceuse à colonne sur laquelle est attachée une table à 2 axes. Elles sont nettement moins chères que les vraies fraiseuses, mais c'est pour une raison. Ils n'ont vraiment pas la rigidité nécessaire pour un vrai fraisage et ne sont vraiment bons que pour le perçage précis de trous et le fraisage très léger. À part économiser un peu d'argent, il n'y a aucune raison d'en acheter une, car une véritable fraiseuse peut certainement percer aussi.

À ce stade, vous devriez avoir une assez bonne compréhension de ce qui compte dans une fraiseuse. Il est maintenant temps de se plonger dans la façon dont vous devriez vous y prendre pour en acheter un.

Vous devriez sérieusement envisager d'acheter d'occasion. Les moulins de qualité sont des machines conçues pour résister à de graves abus pendant des décennies, et vous pouvez économiser beaucoup en achetant d'occasion. Les ventes aux enchères industrielles locales et Craigslist sont de bons endroits à regarder. L'inspection d'une machinerie d'occasion est un peu comme l'inspection d'une voiture d'occasion : assurez-vous que tout fonctionne, qu'il n'y a pas d'usure excessive et que vous pouvez voir qu'elle a été entretenue.

La saleté et la crasse sont acceptables, elles peuvent être nettoyées, tant que les éléments importants sont propres, lubrifiés et pas trop usés. Assurez-vous que la broche tourne sans à-coups, qu'elle n'a pas de jeu (mesurez l'épuisement si possible) et qu'elle sonne bien. Saisissez la table et secouez-la aussi fort que vous le pouvez, et assurez-vous que vous ne sentez aucun jeu. Jetez un œil aux vis pour voir si elles sont propres et non marquées. Assurez-vous que les glissières (le métal lisse sur lequel la table glisse) sont propres, lubrifiées et ne présentent pas de rainures. Si toutes ces choses sont bonnes et que vous ne remarquez aucun autre drapeau rouge comme des moulages fissurés, la machine est probablement solide et entièrement utilisable. L'âge n'est généralement pas considéré comme un problème tant qu'il a été entretenu et entretenu.

Les fraiseuses sont lourdes; ils peuvent aller de plusieurs centaines de livres du côté léger à plusieurs milliers de livres du côté lourd. En ramener un à votre domicile ou à votre magasin n'est pas une tâche anodine. Si vous le transportez vous-même, assurez-vous que votre camion ou remorque peut supporter la charge et qu'il est solidement attaché. Vous aurez également besoin d'un chariot élévateur quelconque des deux côtés de la livraison (pour charger et décharger la machine).

Si, comme la plupart des amateurs, vous n'avez pas de camion à plateau lourd et votre propre chariot élévateur, vous pouvez engager des gréeurs pour déplacer la machine pour vous. Attendez-vous à débourser au moins quelques centaines de dollars (et parfois beaucoup plus) pour le faire déplacer, même sur une courte distance. Si vous connaissez quelqu'un qui possède ce type d'équipement, cela vaut vraiment la peine d'appeler quelques faveurs - vous aurez besoin de cet argent pour l'outillage.

Une fois que vous avez votre fraiseuse à la maison, il reste encore un certain nombre d'achats à faire. Tout d'abord, vous aurez besoin d'un étau de machiniste décent. Vous n'avez pas nécessairement besoin de dépenser des centaines de dollars pour un étau Kurt, mais vous voudrez quelque chose qui est bien usiné et qui ne va pas se desserrer. Un support pivotant est agréable à avoir, mais n'est pas une nécessité.

Ensuite, vous aurez besoin d'un moyen de tenir vos fraises en bout. Pour cela, vous aurez besoin de pinces ou de supports de fraise en bout qui correspondent à l'arbre de votre fraiseuse (cette information devrait être facilement disponible dans les spécifications). Vous voudrez probablement commencer avec deux ou trois d'entre eux de différentes tailles, afin de pouvoir utiliser des fraises en bout avec différentes tailles de tige.

En parlant de fraises en bout, vous voudrez en commander un tas. Vous pouvez les acheter en vrac à moindre coût via eBay, ce qui est une bonne idée lorsque vous vous lancez pour la première fois. Achetez du carbure et une poignée de différentes tailles. Assurez-vous que les tailles de tige correspondent aux pinces/porte-fraise que vous avez achetés. Généralement, 2 flûtes sont recommandées pour l'aluminium et 4 flûtes sont recommandées pour l'acier. Si vous n'êtes pas sûr de ce que vous allez couper, vous pouvez vous procurer un peu de chacun ou obtenir des fraises à 3 cannelures comme compromis. Attendez-vous à payer 10 $ et plus par fraise en bout (oui, l'outillage devient cher).

Enfin, vous voudrez peut-être envisager un système de refroidissement. Ceux-ci existent en quelques variantes différentes, mais le liquide de refroidissement par inondation est généralement le plus facile à installer. Malgré son nom, le liquide de refroidissement fait bien plus que simplement refroidir ; il lubrifie et évacue également les copeaux. Les systèmes de refroidissement peuvent assez facilement être ajoutés à n'importe quelle fraiseuse, et beaucoup viennent avec eux de l'usine.

Maintenant, le plaisir commence enfin ! Vous allez vouloir faire beaucoup d'expérimentations au début. Faites des recherches sur les avances et les vitesses (et obtenez une calculatrice décente pour eux), à quoi servent les différentes fraises en bout et comment effectuer des types d'opérations spécifiques. Ne vous découragez pas si vous cassez une fraise en bout, c'est pourquoi vous avez acheté des extras. Pratiquez, pratiquez, pratiquez et bientôt vous trouverez des excuses pour fabriquer des pièces métalliques de précision pour tous vos projets.