quill

Un fourreau est un arbre creux qui s'ajuste et coulisse le long d'un arbre plein à l'intérieur, permettant un mouvement relatif le long de leur axe commun tout en transmettant une force de rotation. L'arbre plein traverse le centre du fourreau ; les deux tournent ensemble, mais le fourreau peut se déplacer longitudinalement de haut en bas sur l'arbre intérieur. Cette conception apparaît le plus souvent dans les perceuses à colonne, les fraiseuses et les tours, où le fourreau porte la broche ou le porte-outil et doit se déplacer verticalement pour engager la pièce tout en restant concentrique.

Le but pratique du fourreau est de convertir l'action du levier de l'opérateur ou l'avance automatique en une plongée ou un retrait précis et répétable de l'outil de coupe. Dans une perceuse à colonne, tirer la poignée soulève ou abaisse le fourreau et son mandrin attaché ; lorsque vous relâchez, un ressort de rappel repousse le fourreau vers le haut. La course est généralement limitée à 100 à 200 mm, selon la taille de la machine. L'arbre intérieur, appelé manchon de broche ou arbre, reçoit la puissance du moteur et de la transmission par courroie ; le fourreau reçoit cette rotation par un cône, une clavette ou un ajustement par friction intégré.

Usure, jeu et précision

Un fourreau qui s'est desserré ou a développé un jeu excessif produira un faux-rond, ce qui signifie que l'outil orbitera légèrement pendant sa rotation, ruinant la précision du trou et la finition de surface. Cela se produit parce que le fourreau et l'arbre intérieur sont séparés par de petites surfaces de roulement, généralement des bagues lisses en bronze ou des roulements à billes, qui s'usent après des années d'utilisation et d'abus. Un mouvement de fourreau lâche rend également l'avance manuelle molle et imprévisible. Les ressorts de précharge et les colliers de réglage sur les anciennes machines étaient conçus pour compenser l'usure, mais le remplacement des bagues ou des ensembles de roulements est souvent nécessaire sur les équipements usés.

Le terme fourreau vient de l'apparence creuse et de la fonction d'une plume d'oiseau, qui s'effile et possède un noyau creux. Les premiers ingénieurs mécaniciens ont adopté ce nom pour tout arbre rotatif creux qui se déplace linéairement. L'agencement d'entraînement par fourreau est économique car il utilise un seul moteur et une seule broche pour créer à la fois une rotation continue et un mouvement alternatif contrôlé sans ajouter un deuxième système d'entraînement ou un engrenage complexe.

Les machines à fourreau restent courantes dans les ateliers de mécanique générale et les environnements d'enseignement car l'avance manuelle et la mécanique simple les rendent tolérantes et transparentes pour l'opérateur. Les machines CNC les ont largement remplacées dans les ateliers de production, mais tout atelier de métallurgie ou de menuiserie plus ancien qui utilise encore des équipements manuels compte toujours sur la simplicité fondamentale et la fiabilité du fourreau.