Le tournage CNC est une méthode de fabrication soustractive typique qui utilise des outils de coupe pour enlever de la matière à partir de l'extérieur du matériau. Au fur et à mesure que la pièce tourne, l'excédent de matière est enlevé jusqu'à ce que le produit final ait la forme, le diamètre et la taille voulus. Le tournage CNC peut couper du métal, du bois, du plastique et d'autres types de matériaux. En outre, comme le processus utilise des programmes et des codes informatiques, les produits ont tendance à être très précis en termes de dimensions.
Le tournage consiste à faire tourner et à faire pivoter une pièce, qui est généralement un matériau cylindrique ou rond. Mais lorsque les bons outils sont utilisés, le tournage peut être effectué sur des matériaux de formes différentes. Sur la broche d'un tour CNC ou d'un centre de tournage, de nombreux outils différents peuvent être utilisés. Plus une machine peut contenir d'outils, plus elle est compliquée et plus elle est capable de réaliser des formes complexes.
1. Types d'opérations de tournage CNC
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Tournage linéaire
Dans le tournage linéaire, les outils de coupe sont utilisés pour réduire le diamètre d'une pièce de manière uniforme. Cette technologie permet de fabriquer des objets d'une certaine épaisseur. Elle enlève rapidement une partie de la matière et empêche le diamètre du résultat de changer. On l'appelle parfois “tournage brut” et il nécessite plus de travail pour obtenir des mesures précises.
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Traitement de la molette
Au cours de cette étape, un motif de coupes rugueuses, angulaires ou entrecroisées est réalisé sur la surface de l'article. La plupart du temps, ce procédé rend la prise plus ferme car le motif augmente la friction. Il peut également être utilisé pour fabriquer des boulons et des écrous pour les trous filetés. Il est important de noter que des outils de moletage peuvent être nécessaires pour ce processus.
- Séparer
Le fractionnement est un type d'usinage dans lequel un outil de coupe à point unique est utilisé pour percer un trou profond dans une pièce de matériau et en retirer les parties internes. Comme son nom l'indique, il permet de fabriquer des pièces ou de couper un morceau de l'original.
- Tournage conique
Dans le tournage conique, le diamètre de l'objet devient de plus en plus petit d'une extrémité à l'autre. Lorsque le matériau et l'outil qui le coupe se déplacent à un angle, la largeur de la pièce change et devient plus petite. Comme c'est le cas pour la plupart des travaux de filage, le résultat final est un cylindre.
- Filetage
Le filetage est un autre type de tournage CNC qui consiste à déplacer l'outil de coupe le long de la paroi du matériau pour découper des filets dans les parties de l'article qui sont visibles de l'extérieur. Les filets sont des lignes en spirale qui sont espacées d'une certaine taille et d'une certaine distance.
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Rainurage
Ce procédé consiste à creuser une rainure étroite dans la pièce à usiner. Pour ce faire, une pointe acérée traverse le matériau à la même largeur que l'outil de coupe. Différents outils de coupe peuvent être utilisés pour réaliser des rainures de plus grand diamètre.
2. Matériaux adaptés au tournage CNC
L'un des avantages de la découpe CNC est qu'elle permet de travailler avec un grand nombre de matériaux différents. De même, la plupart des métaux et des plastiques se prêtent bien au tournage CNC :
-Aluminium
-Nylon
-Cuivre
-Acier
-Bois
-Alliage de titane
-PEEK
-ABS
-Verre
-PVC
-Cuir
-Cire, etc.
Chaque matériau ayant une intégrité structurelle différente, il peut nécessiter des spécifications uniques pour différents tours ou centres de tournage, telles que les vitesses d'avance et de tournage.
3. Types de tours CNC
En fait, la plupart des outils utilisés pour le tournage sont appelés des tours. Mais il existe différents types d'outils, et chacun d'entre eux est plus adapté à un certain type de tournage. Il existe quatre types de tours CNC que vous pouvez utiliser pour vos projets.
-Tour horizontal à commande numérique
Ces tours possèdent toutes les caractéristiques d'un tour normal, ce qui en fait l'une des machines les plus utilisées dans de nombreuses industries. Mais ils sont mieux adaptés à des tâches telles que le tournage et l'alésage.
-Tour CNC vertical
La principale différence avec un tour horizontal réside dans la manière dont la pièce est maintenue. Avant que le matériau ne soit tourné et coupé, il est placé à la verticale, en commençant par le bas. C'est pourquoi ces outils fonctionnent mieux dans les endroits où il n'y a pas beaucoup de place.
-Centre de tournage horizontal
Les centres de tournage horizontaux sont des machines hermétiques qui peuvent percer et fraiser. Comme son nom l'indique, un centre de tournage est installé de manière à ce que l'outil soit horizontal. Au fur et à mesure que l'outil tourne lentement et entaille l'objet, la gravité remplit l'entaille.
-Centre de tournage vertical
Centre de tournage horizontal et fraiseuse CNC à la fois, sa conception permet de maintenir le mandrin rotatif près du sol, ce qui facilite le travail avec des pièces de grande taille.
4. Différents composants d'un tour
Bien qu'il existe différents types de tours, ils comportent tous des éléments similaires. Examinons donc brièvement les composants d'un tour typique.
- Panneau CNC
L'écran est en quelque sorte le cerveau de la machine. Il s'agit de la pièce où les programmes informatiques et le code sont introduits par les mécaniciens et les techniciens. Sur le panneau de la CNC, il y a un ensemble de touches qui peuvent être utilisées pour démarrer la machine, entrer un nouveau programme ou arrêter un projet.
- Broche
Le bâti de la tête est construit autour de l'arbre. C'est la partie de la machine qui tourne et qui possède un axe. Il n'est pas rare que la contre-pointe soit également équipée d'une roue.
- Cadre de tête
La poupée fixe le reste du tour comme une pince. Parmi les autres pièces de la machine, elle comporte des engrenages, des broches, des mandrins et des tiges de commande.
- Contre-pointe
La contre-pointe se trouve à l'autre extrémité du manche. Il s'agit d'un centre fixe qui peut effectuer des travaux d'alésage.
- Banc de tournage
Le banc est la partie la plus importante d'un tour car toutes les autres parties, telles que la poupée, le mandrin, la contre-poupée, etc. y sont reliées. Il s'agit également d'un grand cadre horizontal qui peut être agrandi pour accueillir de grandes pièces.
- Chuck
Le mandrin est un autre élément important du tour. Il permet de serrer (saisir) l'objet afin de pouvoir le travailler.
- Cadre
Entre la poupée et la contre-poupée se trouve le bâti, qui comprend des pièces telles que des selles, des plaques transversales et des ailes. Il guide l'outil utilisé pour couper l'extérieur de la pièce.
- Outils de coupe
Les outils de coupe sont dotés de têtes d'outils qui cassent des morceaux du matériau lorsque l'outil est tourné. En général, le processus de coupe et de tournage dépend du type d'outils de coupe qui se trouve dans la machine.
- Tourelle d'outils
Le porte-outil du tour est la tourelle. Le nombre de couteaux qu'une tourelle standard peut contenir dépend de sa taille et de sa forme.
- Pédale
La pédale facilite l'ouverture et la fermeture rapide de la contre-pointe ou du mandrin.
5. Types courants d'outils de tournage
Différentes opérations de tournage conviennent à différents outils de coupe de tour :
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Outils de surfaçage ou de tournage
Ces tours permettent de découper des surfaces planes perpendiculairement à la ligne de rotation du matériau. Pendant l'usinage, l'outil de coupe est maintenu en place par le porte-outil sur le chariot, qui coupe alors perpendiculairement à la ligne de rotation.
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Coupe-fil
Cet outil de coupe peut être utilisé pour couper des objets à la fois de l'extérieur et de l'intérieur. Comme son nom l'indique, il s'agit également d'un outil idéal pour couper des filets sur un tour.
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Barre d'alésage
Les barres d'alésage ne sont pas vraiment des outils de tournage. Il s'agit plutôt d'outils à pointe unique qui peuvent être utilisés pour percer des trous dans la pièce. Ces outils permettent essentiellement d'agrandir un trou en le rendant plus large.
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Outils de rainurage
Les outils de rainurage peuvent être utilisés pour découper des éléments tels que des trous et des joints toriques dans des pièces. Ils sont également parfaits pour créer des courbes dans le matériau, ce qui permet aux cols de différentes pièces de s'adapter l'un à l'autre.
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Outil de moletage
Les formes et les motifs de ces outils de tournage leur permettent de mieux saisir la pièce à usiner. Lorsqu'ils sont pressés dans le matériau, ils conservent leur forme moletée. Ils peuvent donc être utilisés pour fabriquer des poignées, des boulons, des écrous et d'autres pièces d'outils.
6. Application du tournage CNC
- Industrie automobile
Le tournage CNC est un procédé assez courant pour la fabrication de pièces automobiles. Il peut être utilisé pour fabriquer des pièces métalliques telles que des blocs moteurs et des pièces en plastique, ainsi que des pièces pour le tableau de bord.
- Industrie électrique
Les tours CNC peuvent être utilisés pour fabriquer des circuits imprimés et d'autres types de pièces électriques. Le produit est électroniquement valide et répond à toutes les exigences et normes, car le processus d'usinage est très précis.
- Industrie aéronautique
En raison de la grande précision de ses mesures, l'industrie aéronautique a besoin de recourir aux tours et à l'usinage CNC. Ils peuvent être utilisés pour créer des pièces en acier pour la navette spatiale, des fixations pour les avions et des pièces intérieures.
Foire aux questions
1. Quel est l'axe de traitement du tour ?
Les tours à commande numérique peuvent se présenter sous différentes configurations, définies par le mouvement des axes. Elles comprennent les éléments suivants.
- 2 axes : tour typique ; axes X et Y.
- 3 axes : le foret rotatif se déplace le long des axes X, Y et Z.
- 4 axes : contient deux axes communs et des axes Y et A supplémentaires.
- 5 axes : Mouvement dans cinq directions. Axes X, Y, Z et A, B.
- Multi-axes : Un tour automatique à chariots peut avoir plus de neuf axes différents.
2. Quelle est la différence entre le tournage et le fraisage ?
Le tournage implique la rotation d'une pièce contre un outil de coupe non rotatif à point unique, tandis que le fraisage utilise un outil rotatif pour enlever des parties d'une pièce stationnaire. En outre, le produit tourné est généralement cylindrique ou conique, alors que le produit final fraisé est plat.
3. Quels sont les trois principaux mouvements dans les opérations de tournage ?
Au cours du processus de retournement, les mouvements suivants se produisent :
- Rotation : Dans le processus de tournage, la pièce est constamment en rotation et tourne pendant le processus de coupe.
- Mouvement avancé : L'outil effectue un mouvement linéaire sur le matériau dans une configuration parallèle, ce qui permet l'usinage.
- Pénétration : L'outil coupe des fragments de matériau lorsqu'il pénètre, ce qui peut déterminer la profondeur de la coupe.
À propos de l'auteur : Gavin Xia
