Comment fonctionnent les Shapers et les Planers ?

Comment fonctionnent les Shapers et Planers

Dans le travail du métal, les façonneuses et les raboteuses sont des machines-outils qui produisent une surface plane. Contrairement au tour, les shapers et les raboteuses sont capables d’usiner une surface plane horizontale, verticale ou inclinée. Ils utilisent des outils de coupe à une seule pointe qui sont essentiellement similaires aux outils de coupe à une seule pointe utilisés sur un tour. Dans les machines-outils Shaper et Planer, l’outil de coupe est soumis à des coupes interrompues, les outils coupent dans le sens d’avance et la pièce est inactive dans le sens de retour. Discutons en détail du fonctionnement des Shapers et des Planers.

Comment fonctionnent les Shapers et Planers

Machine de façonnage

Shaper se compose d’un banc de machine creux en fonte qui repose sur le sol. A l’intérieur de la partie creuse, le mécanisme d’entraînement de la machine est logé. Ce mécanisme est appelé mécanisme de retour rapide à levier fendu et il entraîne un vérin horizontal qui va et vient dans les glissières prévues sur la surface supérieure du châssis de la machine.

Le schéma de principe détaillé du shaper est présenté dans la figure suivante.

schéma de principe du façonneur
schéma de principe du façonneur

Le poste d’outil est plus adapté à la face avant du vérin, comme indiqué sur la figure ci-dessus. Il s’agit d’un type très spécial de poteau d’outils. Il porte une glissière qui peut être actionnée par un volant et l’ensemble du poste d’outil peut être abaissé ou relevé. De plus, le coulisseau de l’outil peut être pivoté dans un plan vertical et son inclinaison par rapport à la verticale (degré de pivotement) peut être lue sur une échelle marquée en degrés. L’outil est incliné lorsqu’une surface inclinée doit être usinée.

Dans la partie avant de la base, une table est installée. La table peut être relevée ou abaissée pour faire varier sa hauteur. Il peut également être déplacé horizontalement vers la gauche ou la droite. Un étau pour maintenir la pièce est prévu sur le dessus de table.

L’outil effectue un travail utile, c’est-à-dire qu’il ne coupe que dans la course avant du vérin. Il ne coupe pas c’est-à-dire qu’il est inactif pendant la course de retour du vérin. Afin que lors du retour, l’outil ne puisse pas frotter et gâcher la bande de la machine à métaux lors de la course vers l’avant, un dispositif spécial appelé «boîte à clapet» est prévu dans le poste d’outil. Il soulève la pointe de l’outil pendant la course de retour.

Mécanisme de retour rapide dans la machine Shaper

Etant donné qu’un travail utile n’est effectué que pendant la course avant du vérin, le mécanisme entraînant le vérin est conçu de manière à ce que la course retour soit effectuée en beaucoup moins de temps que la course avant. Le levier fendu
Le mécanisme de retour rapide est illustré dans la figure suivante.

Principe de fonctionnement du mécanisme de retour rapide

Comprenons en détail le principe de ce mécanisme de retour rapide à l’aide d’un diagramme de corps libre.

  • La manivelle AB (de longueur réglable R) tourne avec une vitesse angulaire uniforme.
  • Le maneton B a la forme d’un bloc matrice libre de coulisser à l’intérieur de la fente du levier à fente OBC.
  • Ce levier à fente pivote en O et l’autre extrémité C est reliée au vérin par un bras de liaison court comme indiqué dans le diagramme schématique ci-dessus (a).
  • Lorsque la manivelle AB tourne dans le sens des aiguilles d’une montre à partir de la position AB1 à AB2le vérin avance de gauche à droite et lorsqu’il tourne à partir de la position AB2 à AB1 le vérin revient à sa position d’origine.
  • De toute évidence, le temps nécessaire pour terminer la course aller est proportionnel à l’angle α et la course retour est terminée en moins de temps, ce qui est proportionnel à l’angle β.

Façonner les outils de coupe de la machine

Les outils de coupe pour façonneurs sont généralement en HSS, massifs ou à pointes brasées. En raison des coupes interrompues, les outils en carbure de tungstène ne sont pas préférés pour les travaux de façonnage. Ces outils sont robustes
avec une taille assez généreuse pour la tige et la pointe. Différents types d’outils utiles pour la mise en forme sont illustrés dans la figure suivante.

Outils de coupe utilisés dans les travaux de façonnage
Outils de coupe utilisés dans les travaux de façonnage

Opérations effectuées sur les shapers

Sur une machine à façonner, des travaux relativement petits peuvent être usinés. La taille d’un shaper est indiquée par la longueur maximale de la course de son vérin et les pièces plus longues que la course maximale ne peuvent pas être
usiné.

Les opérations effectuées sur un shaper peuvent être facilement comprises à partir de la figure suivante.

Façonneuses et raboteuses
Façonneuses et raboteuses
Façonneuses et raboteuses
  • La première étape de l’usinage d’un travail consiste à monter le travail sur la table de façonnage et à le serrer fermement dans l’étau ou sur la table au moyen de boulons en T, etc.
  • La deuxième étape consiste à régler la course du vérin en fonction de la longueur de la pièce.
  • La course du vérin est maintenue environ 60 à 70 mm plus longue que le travail.
  • La course peut être réduite ou augmentée en modifiant la longueur de la manivelle AB.
  • Maintenant, en changeant la position de l’emplacement où le bras de liaison court est connecté au vérin, le trait est fait pour chevaucher le travail.
  • Ainsi, la course commence 30–35 mm avant la tâche et couvre toute la longueur de la pièce et se termine 30–35 mm au-delà.
  • Un outil est maintenant sélectionné et serré dans le porte-outil.
  • La profondeur de coupe est donnée en tournant le volant et en abaissant le coulisseau de l’outil.
  • La profondeur de coupe n’est pas donnée en augmentant la hauteur de la table.
  • La hauteur de la table est ajustée uniquement au moment de la fixation du travail en fonction de la hauteur du travail.
  • L’alimentation est donnée en déplaçant la table latéralement.
  • L’alimentation de la table peut être donnée manuellement ou automatiquement.
  • L’alimentation est donnée pendant la course de retour du vérin.

La coupe de contour est un travail très habile car elle nécessite le fonctionnement simultané de l’alimentation horizontale de la table et de l’alimentation manuelle verticale de l’outil de coupe. Elle ne peut être effectuée que par un opérateur très qualifié.

Machine de planification

La raboteuse a été utilisée pour usiner des surfaces planes sur des pièces trop grandes et trop lourdes pour être logées sur une table de façonneuse. La différence fondamentale entre une raboteuse et une toupie est que dans une raboteuse, l’outil de coupe reste immobile et la table de rabotage sur laquelle la pièce a été serrée passe devant l’outil de coupe. L’avance est donnée à l’outil de coupe et non à la table qui va et vient dans les glissières prévues dans le bâti de la machine.

Une raboteuse peut gérer des coupes beaucoup plus lourdes et plus d’un poste d’outil est fourni sur une machine afin que l’usinage puisse être effectué rapidement. Parfois une surface horizontale et une surface verticale sont usinées simultanément et l’équerrage des surfaces est automatiquement assuré.

Principe de fonctionnement de la machine de planification

  • La raboteuse se compose d’un lit robuste en fonte, sur la surface supérieure duquel les guidages en V ont été usinés sur toute la longueur du lit.
  • La base du lit est coulée dans le sol.
  • La table est à nouveau réalisée en fonte avec des glissières correspondantes usinées à sa partie inférieure afin qu’elle puisse coulisser longitudinalement sur le bâti de la machine.
  • La table a une longue crémaillère usinée au centre de sa largeur qui est utilisée pour donner un mouvement alternatif à la table.
  • La table est munie de rainures en T sur sa surface supérieure, de sorte que la pièce à usiner puisse être serrée solidement sur la table.
  • Deux colonnes verticales, une de chaque côté du lit et de la table sont situées comme indiqué sur la figure.
  • Une traverse peut coulisser de haut en bas sur les deux colonnes verticales.
Schéma de principe d'une raboteuse
Schéma de principe d’une raboteuse
  • Habituellement, un ou deux postes d’outils (têtes d’outils) sont montés sur le rail transversal et une tête d’outil latérale est montée sur chaque colonne.
  • Les têtes d’outils verticales peuvent se déplacer latéralement sur le rail transversal tandis que les têtes d’outils latérales peuvent se déplacer de haut en bas sur les colonnes verticales.
  • Il existe un agencement pour l’avancement ou la rétraction des outils dans les têtes d’outils. Un certain nombre de vitesses et d’avances sont disponibles pour les têtes d’outils.

💡 Même sur une raboteuse, les outils ne coupent le matériau que dans la course aller de la table, sa course retour est inactive. Pour gagner du temps à vide, la course de retour s’effectue à une vitesse plus élevée. Ceci est réalisé par un entraînement par moteur réversible à vitesse variable et un système d’interrupteurs de fin de course montés sur le banc de la machine, qui s’actionne lorsque la table atteint la fin de ses courses avant et arrière. La longueur de la course peut être ajustée en fonction de la longueur de la pièce en modifiant la position des interrupteurs de fin de course.

Planification des outils de coupe de la machine

Les outils de planificateur sont en acier rapide, bien que des outils en carbure à pointe soient également utilisés occasionnellement. Ces outils sont, en général, similaires aux outils de façonnage, mais sont plus robustes et plus résistants. Des outils de forme spéciale sont utilisés sur les raboteuses pour des opérations telles que la coupe de rainures en T et la coupe de glissières en queue d’aronde. Dans les façonneuses et les raboteuses, l’outil ou la table part du repos, prend de la vitesse, puis ralentit à nouveau jusqu’à la vitesse nulle pendant la course avant ou de coupe. Il est d’usage de calculer la vitesse de coupe sur la base de la vitesse moyenne pendant la course avant. L’avance et la profondeur de coupe sont exprimées en mm. Dans le cas de l’avance, c’est la distance latérale parcourue par l’outil (sur la traverse) par coup de coupe.

Voyons quelques exemples des divers types d’opérations d’usinage effectuées sur une raboteuse en se référant à la figure suivante. Les surfaces représentées en grisé ont été usinées à la raboteuse.

Façonneuses et raboteuses
Composants fabriqués par des processus de planification

Il s’agit des Shapers et des Planers.

Conclusion

La machine Shapers and Planers est capable d’usiner une surface plane horizontale, verticale ou inclinée. Nous avons expliqué les différentes opérations pouvant être effectuées avec le shaper ainsi que le fonctionnement et le principe de fonctionnement du mécanisme de retour rapide qui est le cœur principal de ce shaper et des machines planaires. faites-nous savoir ce que vous pensez de cet article dans la section des commentaires ci-dessous.