Dans les fraiseuses modernes, la broche, appelée axe C, est située verticalement et a une puissance de
jusqu'à 15 kW avec une vitesse de rotation réglable jusqu'à 24,000 1 min-XNUMX. Il est monté sur des paliers de haute précision. La broche d'une machine CNC est réalisée avec précision, rigidité, avec une résistance accrue à l'usure des cols, des surfaces d'appui et de base. La conception de la broche est considérablement compliquée par les dispositifs intégrés pour l'installation et le serrage automatiques de l'outil.
La précision de rotation de la broche est assurée avant tout par la haute précision des roulements. Des roulements à rouleaux sont utilisés dans les supports de broche. Pour réduire l'effet des jeux et augmenter la rigidité des supports, des roulements avec précharge sont généralement installés ou le nombre d'éléments roulants est augmenté. Toute tête d'agrégat avec un outil de coupe peut également être installée sur la broche, la fixation est effectuée à l'aide d'une unité d'amarrage et d'un système de serrage hydraulique. Le corps de la broche peut tourner autour de l'axe horizontal d'un angle dans la plage de 0 à 360° à l'aide d'un engrenage cylindrique à entraînement contrôlé. Cela permet de faire tourner la tête d'agrégat selon n'importe quel angle donné. Sa rotation est effectuée automatiquement avec une grande précision selon le programme de commande.
L'entraînement principal des machines CNC est généralement un moteur électrique à courant alternatif. Un convertisseur de fréquence est utilisé pour contrôler la fréquence de rotation de l'arbre du moteur asynchrone. Le convertisseur est un dispositif électronique construit sur la base de la technologie des microprocesseurs. Le contrôle de la fréquence de rotation de l'outil de coupe est réalisé automatiquement après la saisie des paramètres du moteur électrique dans le programme de commande.
Le problème d'une broche desserrée sur un centre d'usinage CNC peut affecter considérablement la qualité des pièces traitées, la durabilité de l'outil de coupe lui-même et le montant des coûts imprévus liés à la retouche du produit. La broche est l'un des éléments les plus importants chargés de transmettre une rotation précise à l'outil, et toute instabilité entraîne une augmentation des vibrations du centre d'usinage, ce qui à son tour réduit la précision de coupe et accélère l'usure des pièces de la machine.
Il en résulte une augmentation du bruit, une diminution de la précision d'usinage et des vibrations pendant le fonctionnement. Souvent, les principales raisons d'une broche desserrée sont les suivantes :
1) tension insuffisante des éléments de fixation ;
2) usure des roulements ;
3) le manque d'équilibrage de la broche ou sa courbure.
Pour éviter de tels problèmes, il est important d'effectuer régulièrement, avec l'aide de personnel certifié, l'entretien du centre CNC et de suivre les recommandations d'utilisation de l'équipement émises par le fabricant de la machine.
Actuellement, les systèmes de surveillance permettent déjà de suivre en temps réel les paramètres de la broche (faux-rond, température, vibrations), ce qui, en principe, permet d'éviter les problèmes avant qu'ils ne surviennent de près de 90 %.
La broche est une pièce coûteuse et difficile à fabriquer, elle ne doit donc être changée que dans des cas exceptionnels, notamment sur les grandes machines. Dans les broches, les cols, les trous d'extrémité, les emplacements pour les roulements à billes et à rouleaux, les filetages et les rainures de clavette s'usent plus souvent.
Le choix de la méthode de restauration des surfaces principales de la broche se fait en fonction de l'étendue de leur usure.
Cols de broche. L'usure des cols dépend en grande partie de leur qualité. Si les cols sont bruts, l'usure peut être très importante et de grosses bavures sur la circonférence sont possibles. Si la conception de la broche le permet, le col doit être tourné, poli et poli avec de la pâte GOI ou pressé avec de la toile émeri fine, en humidifiant abondamment le col avec de l'huile. S'il n'y a pas de rectifieuses, les cols doivent être nettoyés avec un coupe-ressort large sur un tour, en éliminant les copeaux très fins, puis polis jusqu'à obtenir un brillant miroir.
S'il est impossible de réduire le diamètre du col, il est possible de le percer et d'y placer un manchon en acier approprié avec un ajustement à chaud. Si cela n'est pas possible, il faut alors remplacer la broche par une nouvelle.
Les cols trempés ou nitrurés ne présentent pas de rainures profondes. Il y a généralement des rayures et une usure régulière ou inégale. Dans ces cas, les cols doivent être meulés et polis jusqu'à obtenir un brillant miroir, mais avant le polissage, il est nécessaire de vérifier si la couche dure n'a pas été enlevée complètement ou en partie. Il est possible de vérifier la dégradation avec une petite lime. Si le col est mou, il doit être chromé d'une fine couche (jusqu'à 0.01-0.03 mm de chrome). Si l'acier de la broche peut être trempé, les cols peuvent être trempés avec des courants à haute fréquence. S'il est impossible d'augmenter la dureté des cols, la question du remplacement de la broche doit être résolue en fonction des conditions de travail de la machine.
Le cône de la broche du centre ou de l'outil, en raison de la négligence des ouvriers, est souvent obstrué et perd sa forme correcte. Cela est également dû à la rotation de la tige de l'outil ou du mandrin. Vous pouvez vérifier l'exactitude du cône par le calibre. Pour ce faire, il faut d'abord nettoyer le cône des bavures et le polir avec une toile émeri, puis bien l'essuyer, appliquer trois ou quatre lignes de craie sur la jauge le long des lignes formant le cône, insérer la jauge dans le cône de la broche et la faire tourner soigneusement plusieurs fois. L'exactitude de la forme du cône de la broche peut être jugée par la façon dont les lignes de craie sur le calibre seront effacées.
Si le cône doit être rectifié, il est préférable de le faire sur la machine elle-même avec une rectifieuse portative ou, en dernier recours, avec un grattoir manuel selon le calibre. S'il est nécessaire de percer le cône, il est préférable de le faire sous le manchon adaptateur, dans lequel le cône intérieur doit être standardisé pour qu'il soit adapté aux centres et mandrins normaux.
En général, on peut conclure que le diagnostic correct de la broche et la maintenance technique appropriée de l'équipement prolongeront considérablement la durée de vie du centre d'usinage CNC.
