tête

En usinage, une tête est l'ensemble qui maintient, positionne et entraîne l'outil de coupe ou la pièce pendant l'opération. Sur un tour, la poupée fixe et fait tourner la pièce ; sur une fraiseuse, la tête de broche maintient l'outil de coupe et contrôle sa vitesse et son avance. La tête est l'endroit où se produit la coupe réelle, ce qui en fait le composant le plus sollicité mécaniquement et thermiquement de la machine.

Différents types de machines ont des conceptions de tête différentes, adaptées à leur fonction. Une perceuse à colonne a une tête de broche simple qui se déplace de haut en bas ; un centre d'usinage CNC a une tête de tourelle complexe qui peut contenir une douzaine d'outils ou plus et les indexer automatiquement. Une tête d'alésage, utilisée pour agrandir des trous existants avec précision, est elle-même une broche spécialisée qui se monte sur une machine plus grande. Chaque variante échange la simplicité contre la capacité.

La chaleur et l'alignement sont primordiaux

Les têtes génèrent une chaleur importante lors de la coupe continue, en particulier à des vitesses de broche élevées (souvent de 3 000 à 10 000 tr/min pour l'acier, beaucoup plus pour l'aluminium ou les composites). La dilatation thermique, même de quelques millièmes de pouce, fausse les tolérances. Les têtes de qualité utilisent des roulements de broche de précision, souvent de type à contact oblique ou hydrostatique, pour minimiser le faux-rond (le vacillement de l'axe de la broche). Un faux-rond de seulement 0,001 pouce devient visible et coûteux sur les travaux de précision.

La tête se monte sur la base de la machine à l'aide de boulons rigides et possède souvent des glissières ou des fentes pour permettre le mouvement le long des axes de la machine. L'usure de ces interfaces, ou des roulements de broche eux-mêmes, se manifeste par des marques de broutage sur la pièce finie, une surface ondulée qui signale que la tête fléchit ou vibre. Les machinistes qualifiés peuvent souvent diagnostiquer les problèmes de broche à l'oreille et au toucher avant qu'ils ne gâchent un travail.

La reconstruction et la réparation des têtes sont courantes dans les ateliers. Les roulements de broche peuvent être remplacés, les glissières peuvent être à nouveau raclées à plat, et les poulies coniques ou les entraînements par courroie peuvent être rééquilibrés. Une tête usée qui ne peut plus maintenir la tolérance est le point typique auquel une machine subit une révision complète ou un remplacement, car la tête est le cœur de la répétabilité.