Qu'est-ce que le tournage CNC ? Processus, opérations et applications

L'usinage CNC est l'une des techniques de fabrication les plus courantes dans diverses industries, car il permet de créer des structures simples ou complexes avec une grande rapidité et une grande précision. Cependant, la technologie est variée, chacune convenant à des applications différentes.

Qu'est-ce que le tournage CNC et quelle est la norme type dans ce domaine ? Usinage CNC. Il s'agit du processus d'usinage le plus utilisé pour l'usinage d'objets arrondis. Cet article aborde en détail le processus de tournage CNC, y compris le principe de fonctionnement, les avantages, les types et d'autres informations importantes.

Qu'est-ce que le tournage CNC ?

Le tournage CNC est un processus de fabrication soustractive qui utilise différents outils de coupe pour enlever des morceaux d'une pièce. L'opération consiste principalement à enlever des morceaux de l'extérieur du matériau pendant qu'il tourne contre l'outil de coupe jusqu'à ce que la forme et la dimension souhaitées soient obtenues.

Comme d'autres opérations d'usinage CNC, le tournage est contrôlé par des codes et des machines informatiques, ce qui garantit sa grande précision et son exactitude. Le processus utilise un outil à pointe unique capable de couper des morceaux de la pièce en rotation. Par conséquent, les opérations de tournage CNC tendent à créer des structures cylindriques et coniques. Toutefois, il peut s'avérer efficace pour d'autres opérations de tournage atypiques, telles que le perçage et l'alésage de trous.

Principes de fonctionnement du tournage CNC

Le tournage sur tour CNC suit une approche systématique pour réaliser une fabrication de haute précision comme les autres opérations d'usinage. Tout d'abord, vous devez convertir vos fichiers CAO en codes reconnaissables par le dispositif CNC. Ensuite, vous pouvez régler la machine et la préparer pour le tournage.

Après avoir installé la machine, la première chose à faire est de fixer la pièce à usiner sur l'appareil. Le tournage peut alors commencer, ce qui implique de tourner et de faire tourner le matériau (la pièce). Veillez à la saisie et à la configuration correctes des codes informatiques, qui agissent comme un guide, contrôlant le mouvement des outils de coupe dans la tourelle ou le porte-outil lorsqu'ils s'engagent dans la pièce à usiner.

Ensuite, les fraises enlèvent des morceaux du matériau jusqu'à ce que la forme souhaitée, généralement cylindrique, conique ou ronde, soit programmée. Une fois qu'elles ont atteint la forme, la taille et les tolérances souhaitées, les pièces de tournage CNC sont terminées. Toutefois, vous pouvez procéder à des opérations secondaires et à des finitions pour améliorer son esthétique et ses propriétés générales.

Pourquoi choisir le procédé de tournage CNC pour les pièces tournées CNC ?

Le procédé de tournage est un choix idéal pour les pièces tournées à la CNC en raison des nombreux avantages qu'il offre. Voici quelques-uns des avantages des opérations de tournage.

Haute précision et exactitude dimensionnelle

Les centres de tournage et les tours CNC fonctionnent avec des codes et des programmes informatiques, ce qui élimine l'intervention humaine. Par conséquent, ils permettent de fabriquer des pièces et d'améliorer la qualité des produits. coût de l'usinage CNC très précis. Cette caractéristique unique fait de ce procédé un excellent choix pour les composants dont les spécifications en matière de tolérance et de précision sont très strictes.

Qu'il s'agisse d'usiner des prototypes, des pièces rares ou des composants en vrac, le processus de coupe respecte le programme établi, ce qui garantit que le produit est identique à la conception prévue, même après plusieurs cycles de production.

Flexibilité de la conception et polyvalence de la machine

Les centres de tournage CNC sont des machines sophistiquées dont les capacités vont bien au-delà des simples opérations de tournage. Il suffit d'un opérateur qualifié pour effectuer la configuration et la modification de la programmation en fonction de vos spécifications. En outre, l'appareil est compatible avec divers matériaux, notamment les métaux, les plastiques et les composites, ce qui lui confère une grande polyvalence pour l'usinage de différentes pièces.

Finition des surfaces lisses

Les machines CNC, y compris celles destinées aux processus de tournage, offrent une coupe de haute précision, ce qui permet de réduire les besoins de finition supplémentaire des pièces tournées. En outre, la méthode permet de former et d'éliminer efficacement les copeaux, ce qui minimise le besoin de retailler et améliore la surface des coupes.

Répétabilité et reproductibilité des produits

Les centres de tournage CNC peuvent reproduire systématiquement les mêmes pièces avec une grande précision. Cet avantage garantit que la fabrication des lots suivants répond aux spécifications précises, quel que soit le nombre de fabrications et la complexité de la conception. Cette caractéristique est très utile aux entreprises qui s'engagent dans des projets de fabrication en grande série, car elle garantit une production de pièces cohérente et fiable, avec peu ou pas de variations.

10 types d'opérations de virage

Les tours CNC pour les opérations de tournage existent sous différentes formes, ce qui influence l'adéquation de chaque appareil à des processus spécifiques. En fait, les tours les plus sophistiqués offrent de vastes possibilités au-delà des opérations de tournage typiques. Cette section aborde 10 opérations de tournage CNC différentes.

1. Tournage droit ou brutal

Comme son nom l'indique, il s'agit d'utiliser un outil de coupe pour enlever des morceaux d'une pièce, ce qui permet d'en réduire le diamètre. Ce processus est parfois appelé tournage d'ébauche parce qu'il permet une réduction rapide de la taille du matériau, en coupant rapidement des morceaux d'une pièce à un diamètre prédéterminé. Dans ce cas, le machiniste doit souvent procéder à une finition supplémentaire pour répondre aux normes de précision. Le processus qui en résulte aboutit souvent à la formation de pièces rondes aux surfaces lisses.

2. Filetage

Le filetage est un processus typique de tournage CNC qui implique le déplacement d'un outil de coupe le long des parois du matériau, créant des caractéristiques filetées dans la pièce à usiner. Dans l'usinage, les filets font référence à des structures internes en forme de rainures hélicoïdales, généralement d'un pas et d'une longueur spécifiés. Ces caractéristiques sont souvent utilisées à des fins de fixation, permettant de verrouiller et de sécuriser divers composants à l'aide de boulons et d'écrous ou de vis.

Comme les autres opérations de tournage CNC, le filetage utilise un outil de coupe à point unique pour usiner les composants. Cependant, les dents de coupe présentent généralement un nez pointu à 60 degrés, qui se déplace axialement contre la pièce à usiner, formant ainsi la caractéristique de filetage.

3. Séparation

Comme d'autres procédures de tournage, le tronçonnage implique l'utilisation d'un outil de coupe pointu pour enlever des morceaux d'une pièce, en créant des gouges profondes dans le sens radial. Le processus consiste à couper des sections - des parties - du matériau d'origine, ce qui explique le nom de la technique. En fait, on l'appelle parfois tournage par tronçonnage ou par tronçonnage, souvent pour créer des composants individuels à partir d'un stock plus important de matière première.

4. Le moletage

Le moletage, qui est une opération de tournage CNC, consiste à créer des lignes croisées, des motifs dentelés, en forme de diamant ou angulaires sur l'extérieur d'une pièce. Ce processus vise à améliorer la prise en main, car les marques augmentent la friction. C'est pourquoi ces caractéristiques sont généralement placées dans les manches des outils. Toutefois, les outils de moletage peuvent également être utilisés pour créer les caractéristiques de filetage des boulons et des écrous.

5. Rainurage

Le rainurage est une opération de tournage qui permet de créer des rainures - des coupes étroites ou des canaux peu profonds - dans une pièce. Ces caractéristiques sont souvent conçues pour offrir un espace libre à d'autres composants, par exemple pour accueillir des joints ou améliorer l'esthétique.

Comme une opération typique de tournage CNC, elle utilise le mouvement radial de la fraise contre la pièce à usiner pour créer la rainure - généralement de largeur égale - sur la pièce à usiner. Toutefois, il est également possible de créer des rainures plus larges en effectuant des coupes multiples, bien que le machiniste puisse avoir besoin d'outils plus spécialisés à cette fin, notamment pour réaliser des rainures de géométries différentes.

6. Face à face

Le surfaçage consiste à utiliser une fraise rotative pour enlever des morceaux de l'extrémité d'une pièce, créant ainsi une surface plane et régulière. Contrairement à des caractéristiques plus sophistiquées, la profondeur d'une face est généralement très faible, ce qui permet à l'outil de coupe de l'usiner en une seule passe. Ce procédé est couramment utilisé pour préparer la pièce à une opération ultérieure, en veillant à ce qu'elle atteigne les spécifications dimensionnelles requises. Il permet par exemple de créer une surface parallèle ou perpendiculaire à l'axe de la pièce, lisse et précise.

7. Ennuyeux

L'alésage est le processus d'usinage utilisé pour agrandir ou élargir un trou prédéfini dans une pièce. Cette opération CNC est généralement précédée d'un perçage, où les outils d'alésage se concentrent sur l'élargissement du diamètre des trous jusqu'à la taille souhaitée, qui peut ensuite être suivie d'une finition de surface. Toutefois, ces outils peuvent également s'avérer efficaces pour créer des cônes, des marches, des contours et des chanfreins. L'alésage est le procédé le plus utilisé pour produire des trous précis dans les bagues, les roulements et d'autres éléments arrondis.

8. Taraudage

Le taraudage n'est pas une opération essentielle du tournage CNC, car il utilise un outil multipoint. Cependant, il est similaire au filetage en ce sens qu'il crée également des filets dans une pièce ; il est différent. Le taraudage fait référence à l'opération d'usinage qui crée des composants filetés internes dans un trou préexistant d'une pièce. D'autre part, le filetage est un terme plus large qui englobe la réalisation d'éléments filetés internes et externes. Souvent, les machinistes utilisent un "taraud" pour cette opération, un outil de coupe multipoint qui tourne lorsqu'il crée l'élément fileté dans le trou.

9. Perçage

Le perçage consiste à retirer des pièces de l'intérieur d'une pièce à l'aide d'un outil de coupe rotatif, généralement un foret. C'est le processus de base pour créer des trous dans un composant. C'est ce trou qui est ensuite élargi lors de l'alésage. Comme sur un tour, le foret est généralement stationnaire dans la contre-pointe ou la tourelle du centre de tournage.

10. Alésage

Cette opération de tournage est similaire à l'alésage et consiste à redimensionner, souvent en l'agrandissant, un trou prépercé dans une pièce. Ensuite, le machiniste met en œuvre des processus de finition spécifiques pour améliorer l'aspect et la précision du diamètre du trou. Le processus n'est pas très courant, il est souvent utilisé pour améliorer la précision des trous percés avant l'assemblage des pièces ou d'autres opérations d'usinage ultérieures.

Différents types de tours CNC

Nous avons déjà mentionné que les tours CNC sont les machines les plus utilisées pour les opérations de tournage. Ces appareils se présentent sous différentes configurations, souvent adaptées à des processus de tournage spécifiques. Cependant, il existe quatre catégories principales de tours à décolleter.

Centres de tournage horizontaux

Les centres de tournage horizontaux à commande numérique sont des appareils sophistiqués équipés de Fraisage CNC et de perçage. Par conséquent, outre le tournage, les machinistes peuvent les utiliser pour ces autres opérations. Leurs broches, sur lesquelles sont montés les outils de coupe, suivent une orientation horizontale, ce qui explique le nom de l'appareil. Lorsque les fraises tournent contre la pièce à usiner, elles affectent la coupe et utilisent la gravité pour évacuer les copeaux vers le banc, comme dans les centres de fraisage.

Centres de tournage verticaux

Le centre de tournage vertical intègre un centre de tournage horizontal typique à la fraiseuse CNC, ce qui lui permet de s'adapter à de vastes capacités. La conception de ce dispositif prévoit que la tourelle d'outils s'approche par les côtés pour accueillir le mandrin rotatif posé à plat sur le sol, ce qui permet de travailler facilement des pièces plus grandes, même à des régimes inférieurs. Toutefois, certains centres de tournage verticaux présentent cette configuration de la broche et du mandrin dans des positions alternées.

Tours horizontaux à commande numérique

Les tours horizontaux à commande numérique présentent toutes les caractéristiques d'un tour traditionnel tout en étant automatisés par des codes et des programmes informatiques. Cependant, ils sont moins sophistiqués que les centres de tournage et sont souvent limités aux opérations de tournage et d'alésage.

Tours verticaux à commande numérique

La verticale outil de coupe de tour sont similaires aux dispositifs horizontaux, la principale différence étant qu'ils maintiennent la pièce à usiner dans une orientation verticale, généralement par le bas, avant de la faire tourner et de la découper. Cette configuration fait de ce dispositif un bon choix pour les petites entreprises de tournage CNC ayant des contraintes d'espace. En outre, ils conviennent parfaitement à l'usinage de matériaux lourds.

Outils de coupe de tour typiques pour le tournage CNC

Nous avons déjà établi qu'il existe différents types d'outils de tournage CNC pour les opérations de tournage CNC. Vous trouverez ci-dessous un aperçu de quelques outils d'usinage typiques pour les opérations de tournage.

• Plaquettes de tournage: Il s'agit d'outils de coupe disponibles dans différentes formes et options de matériaux pour les opérations générales de tournage.
• Outils de rainurage: Ils sont conçus pour réaliser des rainures, des canaux et des évidements dans une pièce.
• Forets: Outils à pointe unique permettant d'usiner des trous de taille précise dans une pièce.
• Outils de moletage: Pour créer des motifs moletés sur la surface des pièces.
• Barres d'alésage: Ils sont spécifiques pour l'agrandissement des trous et l'élargissement des diamètres des trous pré-percés.
• Outil de filetage: Utilisé pour usiner des éléments filetés internes dans une pièce.

Applications des opérations de tournage CNC

Les opérations de tournage CNC profitent à diverses industries manufacturières en raison de leur aptitude à créer des pièces et des composants divers.

Aérospatiale

Les procédés de tournage CNC sont utiles à la fabrication de divers composants utilisés dans l'industrie aéronautique. Cette industrie a besoin d'un processus de fabrication qui lui confère une grande précision et une grande exactitude dimensionnelle. Le tournage CNC convient à la création de structures telles que les trains d'atterrissage, le moteur et les composants hydrauliques de l'avion.

Automobile

Les services d'usinage sont l'un des processus de fabrication les plus utilisés pour créer les composants automobiles nécessaires à l'amélioration du fonctionnement général d'un véhicule. Ils conviennent également à la fabrication de pièces rares et à la personnalisation des composants automobiles en fonction des spécifications du propriétaire. Le processus est utile pour la fabrication de blocs-cylindres, de composants d'engrenage et de raccords hydrauliques, y compris non métalliques, tels que ceux en plastique comme les structures de tableau de bord et les composants d'éclairage.

Dispositifs médicaux

En raison de la haute précision de ce processus de fabrication, le tournage CNC convient à la fabrication d'implants, de dispositifs et de composants médicaux complexes. C'est un excellent choix pour l'usinage des boîtiers d'équipements médicaux et même pour la fabrication d'instruments chirurgicaux.

Électronique et pièces détachées électriques

Les opérations de tournage conviennent à la fabrication de connecteurs, de boîtiers électriques, de circuits imprimés et d'autres pièces électriques. La précision de ce processus permet de créer des raccords et des composants électriques avec des spécifications précises.

Différences entre un tour CNC et un centre de tournage CNC

Les tours CNC et les centres de tournage sont des appareils identiques et ont des capacités similaires, mais ils sont différents. Nous examinerons ci-dessous quelques-unes des différences entre les deux appareils.

Sophistication et fonctionnalités

Les tours figuraient parmi les outils d'usinage les plus anciens jusqu'à ce que les centres de tournage arrivent avec leurs innovations. Par conséquent, les centres de tournage sont des outils d'usinage plus sophistiqués, dotés de fonctionnalités améliorées, qui offrent davantage de possibilités d'usinage que les tours.

Automatisation

Outre les fonctionnalités améliorées, les centres de tournage comprennent des éléments supplémentaires l'automatisation au processus d'usinage. Il s'agit notamment de fonctions telles que les outils actifs, le changement automatique d'outil et l'enlèvement efficace des copeaux. Ces caractéristiques contribuent à améliorer le processus de tournage et la qualité du produit qu'il génère.

Conception de la machine et régimes d'usinage

Une autre différence importante réside dans la conception des machines. Rappelons que les centres de tournage sont les plus récents l'innovationLes machines de la nouvelle génération sont dotées d'une configuration plus expressive, de fonctionnalités à plus haut régime et d'autres services d'usinage tels que le fraisage, le taraudage et le perçage.

L'appareil est doté d'un boîtier complet, ce qui accroît la sécurité des opérateurs contre les projections de copeaux ou les déversements éventuels de liquides de refroidissement pendant l'usinage.

Coût et contraintes d'espace

Les centres de tournage CNC étant plus sophistiqués et dotés de capacités améliorées, ils sont généralement plus coûteux et plus importants, nécessitant plus d'espace. Par conséquent, si vous n'avez pas de contraintes d'espace ou de moyens financiers, le centre de tournage est la meilleure option pour votre atelier d'usinage CNC. Il vous permet d'effectuer un large éventail de tâches tout en garantissant une meilleure qualité. En revanche, un tour de tournage sera plus pratique pour les petites entreprises qui se concentrent sur la fabrication de pièces en petite série et en faible volume.

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Conclusion

Qu'est-ce que le tournage CNC ? Le tournage CNC est un pilier du secteur manufacturier, car il permet de créer diverses pièces et composants avec une grande précision. Il s'agit des opérations d'usinage les plus courantes dans la fabrication de pièces et le fraisage. Les opérations de tournage sont particulièrement efficaces pour les fabrications de formes arrondies. Il suffit de créer un fichier CAO adapté au projet envisagé et d'optimiser le dispositif pour garantir un excellent usinage.

FAQ

Le tournage est-il identique au fraisage ?

Non, le fraisage et le tournage CNC sont deux opérations différentes offrant des services d'usinage différents. Lors du tournage, la pièce à usiner tourne contre une machine-outil statique à point unique qui en découpe des morceaux. En revanche, lors du fraisage, la pièce est maintenue dans un bloc qui la maintient immobile pendant que les outils de coupe tournent contre elle pour la remodeler et la couper.

Quels sont les axes d'usinage des centres de tournage CNC ?

Les centres de tournage simples fonctionnent sur la base de deux axes de coupe - x et z. Toutefois, il existe des machines plus sophistiquées dotées de diverses capacités, notamment les trois axes, qui incluent l'axe y, et les quatre axes, qui ajoutent les axes Y et C.

Qu'est-ce que le fraisage et le tournage CNC ?

Si le tournage et le fraisage CNC diffèrent, certains dispositifs CNC sophistiqués intègrent les deux fonctionnalités. Ces machines hybrides (CNC de tournage-fraisage) intègrent les outils de coupe monopoint des tours et les outils de coupe multipoints des centres de fraisage, ce qui leur permet d'effectuer des opérations de fraisage et de tournage.