Choisir le moteur d'une fraiseuse : puissance, vitesse et montage à bride

Sur les fraiseuses universelles et verticales, le moteur de broche est le plus souvent un moteur triphasé 4 pôles d'environ 1500 tr/min, fixé sur la tête verticale par une bride B5 orientée vers le bas (position V1) ; sur les machines petites et moyennes, sa puissance se situe généralement entre 1,5 et 5,5 kW, la valeur exacte figurant sur la plaque de la machine ou dans les données du constructeur. Par exemple, le DRG-112M-4 de 4 kW fournit 26,3 Nm à 1450 tr/min et absorbe 7,95 A sous 400 V ; la bride B5 de la carcasse 112M a un diamètre extérieur de 250 mm, un cercle de perçage de 215 mm et un centrage de 180 mm.

Deux éléments déterminent le moteur d'une fraiseuse : le couple demandé par la fraise et la dimension de bride acceptée par la tête. Même avec une puissance suffisante, un moteur dont le centrage ne correspond pas ne se monte pas sur la tête. L'avance de la table est assurée sur la plupart des machines par un moteur séparé, beaucoup plus petit ; il ne faut pas confondre les deux dans une même liste. Le raccordement et le réglage des protections doivent être confiés à un électricien qualifié. Tous les modèles à bride et à pattes sont classés par puissance et vitesse parmi les 120 modèles de notre boutique en ligne.

Combien de moteurs sur une fraiseuse ? Broche et avance de table

Une fraiseuse à console classique comporte au moins deux entraînements. Le premier est le moteur de broche (principal) : il fait tourner la fraise et fournit la quasi-totalité de la puissance de coupe. Le second est le moteur d'avance de table : il déplace la table en X et Y et la console en Z par l'intermédiaire de vis et d'une boîte d'engrenages. Certaines machines ont aussi un troisième moteur, très petit, pour la pompe d'arrosage.

Sur une fraiseuse verticale, le moteur de broche est placé au-dessus de la tête, arbre vers le bas. Sur les fraiseuses horizontales et universelles, il est le plus souvent logé dans ou derrière le bâti, fixé à pattes ou à bride sur la boîte de vitesses. Lors du remplacement d'un moteur défaillant, identifiez d'abord de quel moteur il s'agit : un moteur d'avance portant 0,37 kW sur sa plaque et un moteur de broche de 4 kW n'appartiennent pas à la même famille de carcasses.

Puissance et couple du moteur de broche : P = T · n / 9550

En fraisage, il est pratique d'estimer la puissance à partir du débit de copeaux. Le volume vaut Q = ap · ae · vf (cm³/min), où ap est la profondeur de passe, ae la largeur de passe et vf la vitesse d'avance de la table. La puissance de coupe vaut environ Pc = Q · kc / 60000 (kW, avec Q en cm³/min et kc en N/mm²). Une fois la puissance connue, le couple à la broche se déduit de P = T · n / 9550 : T = 9550 · P / n.

Exemple avec hypothèses : surfaçage d'acier avec une fraise de Ø63 mm, ap = 4 mm, ae = 50 mm, vf = 400 mm/min, effort spécifique de coupe kc = 2000 N/mm² (valeur arrondie), vitesse de coupe vc = 150 m/min. On obtient Q = 80 cm³/min et Pc ≈ 2,67 kW. En ajoutant une marge de × 1,25 pour les pertes de courroie, d'engrenages et de roulements et pour la coupe interrompue, la puissance moteur atteint environ 3,33 kW ; la taille normalisée supérieure est 4 kW.

La vitesse de la fraise vaut n = vc · 1000 / (π · D) ≈ 758 tr/min, et à cette vitesse 2,67 kW exigent environ 33,6 Nm à la broche. Le couple nominal du DRG-112M-4 est de 26,3 Nm ; le moteur tournant à 1450 tr/min et la broche à 758 tr/min, le rapport vaut environ 1,91, soit environ 50,3 Nm à la broche, pertes non comprises. Dans cet exemple, moteur et transmission sont suffisants.

Si vous voulez utiliser une fraise de Ø125 mm à 100 m/min sur la même machine, la vitesse descend à environ 255 tr/min et le rapport nécessaire monte à 5,69. Ce rapport est difficile à obtenir par courroie en un seul étage, d'où l'existence d'une gamme d'engrenages pour les basses vitesses. Vous pouvez vérifier rapport et couple de sortie avec le calculateur de vitesse et couple de sortie du réducteur.

Montage à bride sur tête verticale : position V1 et cotes de bride B5

Un moteur fixé sur une tête verticale est porté par sa bride et non par sa carcasse. L'utilisation verticale de la grande bride B5, arbre vers le bas, s'appelle V1. Pour que la bride s'emboîte sur la tête, trois cotes doivent correspondre exactement : le diamètre de centrage N, le diamètre du cercle de perçage M et le diamètre extérieur P. Le diamètre des trous S fixe la taille des vis et la longueur de centrage T la profondeur d'engagement de la bride dans le logement de la tête.

Comme le montre le tableau, les carcasses 100L et 112M partagent la même bride et le même arbre de 28 × 60 mm. Sur une fraiseuse dont la tête a été usinée pour un moteur 100L, passer de 3 kW à 4 kW est donc possible du point de vue de la bride ; ce qui change, c'est la longueur et le poids de la carcasse. En revanche, passer d'une carcasse 90 à 100L agrandit la bride et l'arbre : la tête demande alors une bride d'adaptation ou un nouvel accouplement. Pour le détail du choix de bride, voir moteur à bride pour réducteur ; les plans cotés se trouvent sur la page dessins techniques.

Points de vigilance pour un moteur fonctionnant à la verticale

Arbre vers le bas, les roulements portent axialement le poids du rotor ; c'est l'alignement de l'accouplement, et non la tension de courroie, qui est déterminant. L'accouplement ou le moyeu d'engrenage de la tête ne doit pas être monté au marteau sur l'arbre ; on le tire à l'aide du trou taraudé en bout d'arbre. Comme le liquide d'arrosage et les copeaux descendent, le dessus du moteur, c'est-à-dire le capot de ventilateur et la boîte à bornes, est la zone la plus encrassée.

• Indiquez à la commande que le montage sera B5 et vertical (V1, arbre vers le bas).
• Mesurez au pied à coulisse le logement de centrage de la tête selon la cote N et comparez-le à l'ancienne bride.
• Contrôlez le cercle de perçage M et la taille de vis S ; sur la carcasse 112M, M = 215 mm et S = 14,5 mm.
• Comparez la longueur d'arbre E à la profondeur du moyeu d'accouplement de la tête ; si l'arbre est trop court, la clavette ne porte pas entièrement.
• Choisissez l'orientation de la boîte à bornes selon le cheminement du câble sur la tête, presse-étoupe vers le bas.
• Gardez le dessus du capot de ventilateur libre de copeaux ; si vous ajoutez une tôle de protection, n'obstruez pas l'entrée d'air.
• Réglez le relais thermique sur le courant de plaque ; trouvez les valeurs avec l'outil sélection relais thermique, fusible et contacteur.

Moteur d'avance de table : pourquoi petit et comment le dimensionner ?

L'avance de table combine faible vitesse et effort modéré. La puissance vaut P = F · v. Exemple avec hypothèses : effort d'avance 3000 N, vitesse d'avance 2 m/min. La puissance mécanique est alors 3000 × 2 / 60 = 100 W. Les frottements de la vis, de la boîte d'engrenages et des glissières multiplient cette valeur plusieurs fois ; en prenant un facteur 3 pour les pertes, le besoin monte à environ 0,3 kW et un moteur de 0,37 kW paraît suffisant. Sur les machines dotées d'une avance rapide, cette valeur peut augmenter ; c'est pourquoi les moteurs d'avance se situent généralement entre 0,25 et 1,1 kW, la valeur exacte figurant là encore sur la plaque.

Le moteur d'avance change souvent de sens et fonctionne par cycles marche-arrêt courts. Le choix du contacteur et du relais thermique compte donc davantage que le moteur lui-même. En petite puissance, une carcasse aluminium 4 pôles est légère et suffisante ; par exemple le DRG-712-4 : 0,37 kW, 1340 tr/min, 0,92 A sous 400 V, et le DRG-802-4 : 0,75 kW, 1420 tr/min, 1,75 A sous 400 V.

Fraisage avec variateur de fréquence : réglage de vitesse et limite de couple

Un variateur sur la broche de fraiseuse permet de choisir facilement la vitesse selon le diamètre de fraise sans changer de courroie. Avec de petites fraises deux tailles, il est tentant de monter au-delà de 50 Hz ; mais au-dessus de la vitesse nominale, le moteur entre dans la zone à puissance constante et le couple diminue en proportion inverse de la vitesse. À basse vitesse, dans la zone à couple constant, c'est la puissance qui diminue : à la faible vitesse requise par une grosse fraise, la puissance disponible reste inférieure à la valeur de plaque. Conserver au moins une petite vitesse mécanique sur une machine à variateur assure donc un couple suffisant à la broche. Vous pouvez visualiser couple et puissance selon la fréquence avec le calculateur fréquence-couple-puissance VFD.

Quel moteur DRG acheter ? Tableau des modèles pour fraiseuse

Les modèles 4 pôles en fonte conviennent à la broche, les petits modèles en aluminium à l'avance de table. Faites correspondre la ligne à la puissance, à la vitesse et à la cote de bride de la plaque.

Moteurs de cette gamme de puissance

• DRG-712-4 – 0,37 kW – 1340 tr/min – 71
• DRG-90L-4 – 1,5 kW – 1445 tr/min – 90L
• DRG-100L2-4 – 3 kW – 1450 tr/min – 100L
• DRG-112M-4 – 4 kW – 1450 tr/min – 112M
• DRG-132S-4 – 5,5 kW – 1460 tr/min – 132S

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Questions fréquentes

Quelle puissance pour un moteur de fraiseuse ?

Sur les fraiseuses verticales petites et moyennes, le moteur de broche se situe généralement entre 1,5 et 5,5 kW ; la valeur exacte est celle de la plaque de la machine. Si la plaque est illisible, faites le calcul de débit de copeaux ci-dessus et évaluez-le avec la cote de bride de la tête.

Quelle bride pour un moteur de fraiseuse verticale ?

Le plus souvent la grande bride B5 en position V1, arbre vers le bas. Le diamètre de centrage N, le cercle de perçage M et le diamètre extérieur P doivent correspondre exactement au logement de la tête ; sur les carcasses 100L et 112M, par exemple, ces cotes sont 180, 215 et 250 mm.

Combien d'ampères consomme un moteur de fraiseuse de 4 kW ?

Le DRG-112M-4 de 4 kW, 1500 tr/min, absorbe à pleine charge 7,95 A sous 400 V et 8,37 A sous 380 V. Il se couple en triangle sur un réseau 400 V ; le courant de démarrage est de l'ordre de 7,8 fois le courant nominal.

Le moteur d'avance de table et le moteur de broche peuvent-ils être identiques ?

Ils ont des fonctions mécaniques distinctes et des puissances très différentes. Sur la plupart des machines, le moteur d'avance reste sous 1 kW alors que le moteur de broche fait plusieurs kW. Sur les anciennes machines à moteur unique, l'avance est prise sur la boîte de broche ; le moteur est alors dimensionné pour la puissance de broche.

Envoyez-nous les cotes de bride de votre tête de fraisage et la plaque du moteur, nous choisirons ensemble le bon moteur : +90 (542) 666 11 11, [email protected] ou notre page contact. Tous les modèles sur Acheter un moteur électrique en ligne.