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Fraisage d'une ellipse à la défonceuse

Fraisage d'une ellipse
Les calculs compliqués avec des formules complexes ne sont plus qu'un mauvais souvenir. Car le fraisage d'une ellipse est étonnamment simple et peut aussi être réalisé facilement sans machine CNC. Vous apprendrez ici étape par étape, avec l'exemple d'un compas elliptique en bois, les techniques qui vous permettront de fraiser vous-même des pièces en laissant libre cours à votre créativité. Avec la technique appropriée et suffisamment de précision, vous fabriquerez très rapidement vos propres éléments de construction ou meubles.

    Description

    La réalisation de panneaux de forme elliptique, par ex. pour une table moderne ou cette chaise à bascule originale pour enfants (plans + conception : Guido Henn), constitue une tâche extrêmement complexe pour les personnes travaillant le bois sans machine CNC. Cet exemple explique étape par étape la fabrication d'un compas elliptique en bois destiné à l'utilisation de la défonceuse à main. Cette méthode peut être appliquée de manière simple et rapide à la quasi-totalité des tailles d'ellipse, et offre à l'utilisateur de nombreuses possibilités de création sans formules ou calculs difficiles.

    Matériel nécessaire : 

    • Plaque en multiplis de 15 mm d'épaisseur pour fraiser une croix
    • 1 baguette de guidage en hêtre de 15 x 10 mm et 300 mm de long
    • Branche de compas en multiplis de 15 mm d'épaisseur, 1000 x 120 mm
    • 2 vis à tête fraisée M5 x 40 mm
    • Ruban adhésif double face

    Machines / Accessoires

    Pour le fraisage d'une ellipse, vous avez besoin des machines et accessoires suivants :

    Autres machines / accessoires possibles

    En alternative, il est également possible d'utiliser la fraiseuse suivante :

    Préparation / Réglage

    • Les étapes suivantes sont nécessaires à la fabrication du compas elliptique en bois :

      En fonction de la taille de l'ellipse, vous avez d'abord besoin d'une grande plaque multiplis de 15 mm d'épaisseur, découpée en carré, qui servira au fraisage d'une croix. À l'aide d'une fraise à rainurer en T, fraisez dans cette plaque multiplis des rainures en T de 9 mm de profondeur et 15 mm de largeur. Ces rainures doivent se croiser exactement au centre de la plaque. Au mieux, utilisez une défonceuse avec un rail de guidage pour obtenir une rainure précise et rectiligne.

      +
      Fraisage de rainures en T dans la plaque multiplis
    • Commencez par calculer la taille de la plaque multiplis : 
      pour cela divisez d'abord par deux la largeur de l'ellipse prévue. Dans l'exemple d'application, nous souhaitons réaliser un panneau elliptique d'une largeur de 800 mm. 800 mm/2 = 400 mm.

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      Calcul de la taille de la plaque multiplis
    • Divisez ensuite par deux la longueur de l'ellipse. En l'occurrence, 1500 mm/2 = 750 mm.

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      Division de la longueur de l'ellipse par deux
    • Sur la base de l'exemple ci-dessus, nous déduisons maintenant la moitié de la largeur de plaque, soit 400 mm, de la moitié de la longueur de la plaque, soit 750 mm. On obtient donc un demi-écartement de compas de 350 mm dans la plaque cruciforme servant au fraisage de la croix. 

      Multipliez ensuite par deux les 350 mm et ajoutez-y une marge de sécurité de 50 mm. 

      Pour la table elliptique de 1500 mm x 800 mm prévue, une plaque cruciforme de 750 x 750 mm serait donc nécessaire.

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      Taille de la plaque servant à fraiser la croix
    • Préparation de la machine pour le fraisage de l'ellipse : Installez une fraise à rainurer en T dans la défonceuse puis montez la butée de guidage pour pouvoir utiliser le rail de guidage.

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      Installation de la fraise à rainurer en T dans la défonceuse

    Procédure à appliquer

    • Par la suite, la languette doit être d'une parfaite précision et se déplacer dans la rainure en T sans se coincer. Pour cela, vous devez impérativement fixer votre rail de guidage sur la plaque multiplis au moyen de serre-joints.
      Étant donné qu'avec 10,5 mm de large, la fraise à rainurer en T ne peut pas réaliser la rainure en une seule passe, la défonceuse doit être déplacée une fois sur le rail de guidage.

      +
      Fixation du rail de guidage avec des serre-joints
    • Afin que les deux rainures soient parfaitement identiques, nous utilisons pour le fraisage un gabarit d'écartement de 10 mm de large inséré entre la plaque de base de la défonceuse et la butée de guidage. 
      La fraise à rainurer en T a un (grand) diamètre de 10,5 mm, mais la rainure en T doit avoir une largeur de 15 mm. Il est donc nécessaire d'utiliser une seconde pièce d'écartement d'une largeur supérieure de 4,5 mm à celle de la première, soit 14,5 mm. 
      En intervertissant les pièces d'écartement, fraisez maintenant en 2 passes, chacune accompagnée d'un serrage sur le rail de guidage, la rainure en T exactement au centre de la plaque servant au fraisage de la croix, comme montré ci-dessus.

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      Utilisation de pièces d'écartement
    • Réalisons maintenant les baguettes de guidage de 150 mm de long pour les rainures en T. Pour cela, nous ajoutons une petite feuillure à droite et à gauche sur les baguettes en hêtre de 10 x 15 mm. L'idéal est de préparer les baguettes sur une table de fraisage avec une fraise à rainurer ou une fraise à feuillurer. Lors de la préparation, veillez impérativement à ce que les baguettes puissent se déplacer facilement dans la rainure en T fraisée auparavant. Si vous ne possédez pas de table de fraisage, vous pouvez aussi préparer ces baguettes avec une scie circulaire semi-stationnaire. 
      Au centre des baguettes, percez ensuite un trou de 5 mm pour la vis à tête fraisée M5. 
      La tête de vis doit impérativement être enfoncée complètement dans la baguette.

      +
      Réalisation des baguettes de guidage pour les rainures en T
    • La branche de compas doit elle aussi être fabriquée avec la plaque multiplis 1000 x 120 mm de 15 mm d'épaisseur. Elle formera la branche mobile du compas. 
      Commencez par scier env. 150 mm de la bande de 1000 x 120 mm de long, puis vissez ce morceau sur le reste de la bande en le décalant de 20 mm à partir du bas. Ceci permet de compenser la différence de hauteur.

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      Réalisation de la branche de compas
    • Afin de pouvoir la maintenir rapidement et facilement sur la branche de compas, la défonceuse doit être pourvue d'une douille de copiage. Dans cet exemple, nous avons utilisé une douille de 30 mm étant donné qu'elle fait généralement partie des accessoires livrés avec les défonceuses. Avec un foret Forstner ou un foret à tête cylindrique, percez un trou de guidage de 30 mm dans la plaque multiplis, pour la douille de copiage.
      Le trou se situe au centre de la branche de compas, à 120 / 2 = 60 mm et 50 mm vu de l'avant.

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      Installation d'une douille de copiage sur la défonceuse
    • Pour terminer, vous devez encore percer les trous de 5 mm pour les deux vis à tête fraisée M5 (dans les baguettes de guidage). L'écart entre ces trous et le centre de la douille de copiage détermine les dimensions extérieures de l'ellipse. 
      Si vous souhaitez une solution flexible, percez des trous à une distance de 25 mm comme dans l'illustration. Ceci vous permettra de visser le compas à l'endroit de votre choix. 

      Bien entendu, vous pouvez aussi percer uniquement les 2 trous correspondant aux dimensions de l'ellipse prévue. Le calcul de l'écart de perçage est simple : pour une table elliptique de 1500 mm x 800 mm, nous avons obtenu un écart de perçage de 750 et 400 mm. Il suffit maintenant d'y ajouter la moitié du diamètre de la fraise, soit 6 mm pour une fraise de Ø 12 mm. Écart de perçage 1 = 756 mm et 2 = 406 mm par rapport au centre de la bague de copiage. 

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      Perçage des trous pour les vis à tête fraisée M5
    • Fixez maintenant le compas elliptique préparé sur le panneau à fraiser. Pour cela, tracez d'abord au crayon à papier les axes médians sur votre panneau. Utilisez ensuite ces axes médians pour positionner la plaque de base du compas elliptique, puis fixez-la soit avec deux petites vis sur le dessous du panneau, soit avec du ruban adhésif double face sur le côté du panneau qui sera visible ultérieurement. Utilisez uniquement un ruban adhésif pouvant être retiré sans laisser de traces. Sinon, la force adhésive excessive du ruban risque de provoquer l'endommagement de la pièce et de la plaque de base.

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      Fixation du compas elliptique
    • Ensuite, introduisez chacune des deux baguettes de guidage (avec les vis à tête fraisée de 5 mm insérées auparavant) dans une rainure à queue d'aronde.

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      Introduction des baguettes de guidage dans la rainure à queue d'aronde
    • Insérez ensuite les vis dans les trous de 5 mm appropriés de la branche de compas et fixez l'ensemble en utilisant à chaque fois une rondelle et deux écrous. Il est important de ne pas trop serrer les vis afin que la branche de compas puisse encore pivoter par le biais des baguettes de guidage. Des contre-écrous ou un écrou de blocage sont recommandés pour éviter que l'assemblage se desserre et que le fraisage devienne imprécis.

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      Insertion des vis dans les trous
    • Ensuite, le fraisage de l'ellipse est un jeu d'enfant puisque la défonceuse peut être déplacée sur la branche de compas sans risque de glissement, au moyen de la douille de copiage. La précision de fraisage est donc quasiment garantie. L'illustration montre bien la fonction du compas étagé. Il permet de maintenir la défonceuse à plat et l'empêche de basculer. Cela signifie par ailleurs que la fraise utilisée doit disposer d'une longue lame pour pouvoir fraiser un panneau sur toute son épaisseur.
      Ce dispositif permet de fraiser rapidement et facilement une ellipse parfaite sans calculs difficiles avec des formules complexes. En fonction de la taille de l'ellipse, il peut être nécessaire de préparer une plaque de base plus grande ou plus petite pour le fraisage. Les baguettes de guidage ou la branche de compas peuvent alors être réutilisées. Lors du fraisage, il est très important de veiller à ce que les baguettes de guidage puissent se déplacer facilement dans les rainures à queue d'aronde de la plaque de base. Si nécessaire, vous pouvez recourir à un spray lubrifiant ou du savon dur.

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    • Conseil : lorsque la fraise est réglée et que l'on a des enfants, il est aussi possible de réaliser très rapidement un compas elliptique « petit format » pour un crayon à papier. Le mécanisme simple fait la joie des petits et des grands et il permet aux enfants de s'essayer au dessin d'une ellipse !

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