Vous êtes en train de décider quelle opération de tournage utiliser pour votre projet ? Le choix d'une mauvaise méthode peut affecter la qualité et le coût de votre pièce. Choisir la bonne méthode permet d'économiser du temps et de l'argent et de réduire le stress. Ce guide vous explique comment sélectionner la meilleure méthode de tournage, étape par étape.
La meilleure opération de tournage dépend de la forme de votre pièce, de l'état de surface dont vous avez besoin et du volume de production. Le tournage d'ébauche enlève rapidement beaucoup de matière. Le tournage de finition rend la surface lisse. Le tournage conique, le tournage de contour et le filetage créent des formes spécifiques. L'alésage et le rainurage permettent de réaliser des coupes internes et externes. Chaque type de tournage a un objectif précis.
Chaque méthode de tournage a ses points forts. Savoir quand et pourquoi utiliser chacune d'entre elles vous permet de fabriquer de meilleures pièces, de réduire les coûts et d'éviter les erreurs.
Qu'est-ce que le tournage dans l'usinage ?
Le tournage est un processus d'usinage qui consiste à enlever de la matière pour façonner une pièce. La pièce tourne sur un tour tandis qu'un outil de coupe se déplace contre elle pour enlever de la matière. L'objectif est généralement de fabriquer des pièces rondes, telles que des arbres, des axes ou des douilles. Le tournage permet de façonner l'extérieur et l'intérieur d'une pièce. Il permet également de créer des surfaces planes, des rainures, des filets et des cônes.
Le tournage présente de nombreux avantages. Il permet d'obtenir des tolérances serrées, ce qui est important pour les industries qui exigent de la précision. Il permet également d'obtenir des surfaces lisses sans travail de finition supplémentaire. Le tournage peut être effectué manuellement sur un tour standard ou automatiquement avec une machine à commande numérique.
Comment fonctionne une opération de tournage ?
Une opération de tournage comporte trois éléments principaux : la pièce à usiner, l'outil de coupe et la machine (le tour). La pièce est serrée dans la broche et tourne à une vitesse déterminée. Généralement fabriqué en carbure ou en acier rapide, l'outil de coupe est monté sur le porte-outil et se déplace le long d'une trajectoire contrôlée. L'outil enlève de la matière lorsqu'il appuie sur la pièce.
La profondeur de coupe, la vitesse d'avance et la vitesse de la broche déterminent la quantité de matière enlevée et la régularité de la surface. Les passes d'ébauche enlèvent rapidement de grandes quantités de matériau. Les passes de finition sont plus légères et se concentrent sur la qualité et la précision de la surface. La direction du mouvement de l'outil est également importante. Il peut couper sur la longueur de la pièce (tournage longitudinal), sur sa face (surfaçage) ou à l'intérieur (alésage).
Le liquide de refroidissement circule souvent pendant le tournage pour réduire la chaleur, protéger l'outil et améliorer la finition de la surface. Des copeaux, c'est-à-dire de la matière coupée, se forment au cours du processus. Ces copeaux doivent être gérés avec soin pour des raisons de sécurité et d'efficacité. Les tours CNC modernes utilisent des convoyeurs de copeaux et des systèmes d'arrosage automatisés pour assurer la fluidité et la sécurité des opérations.
Types d'opérations de virage
Les opérations de tournage se présentent sous de nombreuses formes, chacune étant conçue dans un but spécifique. La compréhension de ces types d'opérations aide les ingénieurs et les fabricants à choisir la méthode la plus efficace pour leur projet.
Tournant
Tournant coupe l'extérieur d'une pièce en rotation pour créer des formes cylindriques. Les outils comprennent généralement des plaquettes en carbure ou en acier rapide à pointe unique et des porte-outils indexables. Les machines vont des tours manuels aux centres de tournage à commande numérique.
Réglez la vitesse de la broche et l'avance en fonction du matériau. Pour l'ébauche, utilisez une grande profondeur et une avance plus importante, et pour la finition, une faible profondeur et une avance fine. Les brise-copeaux ou les coupes segmentées permettent de contrôler la forme des copeaux. Fixez les pièces longues à l'aide d'un mandrin, d'une pince de serrage ou d'une lunette.
Le tournage peut être utilisé pour fabriquer des arbres, des diamètres étagés, des cônes ou des profils sur des pièces rondes. Lorsqu'il est correctement réglé, il permet un bon contrôle dimensionnel et un enlèvement rapide de la matière.
Tapotement
Tapotement coupe des filets internes dans un trou pré-percé. Les outils les plus courants sont les tarauds coniques, les tarauds à bouchon et les tarauds à fond. Sur les machines à commande numérique, les cycles de taraudage rigides ou synchrones offrent une meilleure qualité de filetage et une plus longue durée de vie de l'outil. Le taraudage à la main ou en contre-pointe fonctionne pour les pièces uniques.
Commencez toujours par percer la taille de taraud correcte. Utiliser un liquide de coupe pour réduire les frottements. Rétractez fréquemment les tarauds dans les trous borgnes pour dégager les copeaux. Les tarauds à pointe hélicoïdale poussent les copeaux vers l'avant dans les trous. Les tarauds de fond atteignent le fond des trous borgnes. Utilisez le taraudage lorsque vous avez besoin de filets intérieurs solides rapidement.
Enfilage
Enfilage crée des filets de vis externes ou internes. Le filetage monopoint sur un tour utilise un outil qui suit une avance synchronisée avec la broche. Les filières et les fraises à fileter offrent une certaine flexibilité pour les filetages extérieurs. Le roulage de filets forme des filets en travaillant le matériau à froid pour obtenir des résultats plus solides.
Contrôlez le pas en adaptant l'avance de l'outil à la vitesse de la broche. Effectuer plusieurs passes et augmenter progressivement la profondeur. Inspecter les filets pour s'assurer qu'ils ont une forme correcte. Des angles d'outils appropriés évitent le grippage. Le filetage par enlèvement de copeaux convient aux petites séries ou aux filets sur mesure. Le roulage des filets est idéal pour les gros volumes et les filets plus résistants.
Ennuyeux
Ennuyeux agrandit et termine un trou existant à un diamètre précis. Les outils comprennent des barres d'alésage à point unique, des têtes réglables et des plaquettes indexables.
Garder les barres d'alésage courtes pour réduire le broutage. Pour les trous profonds, utilisez un arrosage interne ou à travers l'outil. Commencez par ébaucher, puis terminez par une coupe légère. Vérifiez l'alignement à l'aide d'un comparateur ou d'un micromètre. L'alésage est la meilleure solution lorsque vous avez besoin de dimensions internes précises, de concentricité ou d'une surface lisse.
Molette
Le moletage crée un motif texturé sur une surface cylindrique à des fins de préhension ou de décoration. Des molettes trempées s'enfoncent dans la pièce en rotation. Les motifs les plus courants sont les molettes en diamant ou les molettes droites.
Adapter le pas de la molette au diamètre de la pièce. Appliquer une pression constante et une avance régulière par tour. Éviter les passes ou les forces excessives. Vérifier que le diamètre ajouté respecte les tolérances. Utiliser le moletage pour les poignées, les boutons ou les vis à oreilles.
Alésage
Alésage améliore la taille du trou et l'état de surface. Les alésoirs de machine ou de mandrin sont légèrement plus grands que le trou percé. Étant donné que les alésoirs n'alésent qu'une petite quantité de matériau, il faut d'abord percer à une taille proche de la taille finale.
Travaillez à une vitesse modérée et à une avance régulière. Maintenir l'outil aligné. Utilisez la lubrification pour réduire l'usure et améliorer la finition. Les chanfreins d'entrée aident l'alésoir à entrer en douceur. Tirez tout droit vers l'extérieur ; ne faites jamais marche arrière dans le trou. L'alésage est le meilleur moyen d'obtenir des trous précis, des tolérances serrées et des finitions lisses pour les goupilles, les roulements ou les chevilles.
Forage
Forage fait le trou initial. Commencez par une perceuse centrale ou ponctuelle pour éviter de marcher. Pour les trous de grande taille, utilisez d'abord un foret pilote. Selon le matériau, utilisez des forets hélicoïdaux, des mèches au cobalt ou au carbure.
Utiliser des cycles de perçage pour les trous profonds. Appliquer du liquide de refroidissement pour contrôler la chaleur et prolonger la durée de vie de l'outil. Vérifiez l'avance, la vitesse et la rectitude du trou. Percez lorsque vous avez besoin d'un trou de départ pour le taraudage, l'alésage ou le perçage.
Face
Le surfaçage consiste à couper l'extrémité d'une pièce pour obtenir une face plane et carrée. Utilisez le bon rayon de nez de l'outil pour votre finition. Déplacez l'outil du centre vers l'extérieur. Utilisez des coupes de finition légères pour améliorer la planéité.
Serrez bien la pièce à usiner. Évitez les coupes lourdes qui risquent d'arracher la pièce. Utilisez un comparateur si l'équerrage est essentiel. Le dressage est utilisé pour équarrir les extrémités, régler la longueur de la pièce et préparer les surfaces pour l'assemblage.
Rainurage
Rainurage découpe des fentes ou des canaux étroits sur une pièce. Utiliser des inserts et des supports spécifiques. Les outils doivent être minces, rigides et présenter un dépassement minimal.
Régler la profondeur avec précision pour les joints toriques, les anneaux d'arrêt ou les reliefs. Effectuer des coupes peu profondes pour éviter de casser les outils. Contrôlez soigneusement le flux des copeaux. Pour les rainures internes, surveillez attentivement la déviation de la barre. Le rainurage est idéal pour les joints, les caractéristiques d'encliquetage ou les reliefs.
Tronçonnage (tronçonnage)
Le tronçonnage sépare la pièce finie du stock. Utilisez des lames fines ou des plaquettes conçues pour le tronçonnage. Monter avec un support solide et un débordement minimal. Avancer régulièrement jusqu'à la séparation.
Utiliser du liquide de refroidissement pour réduire la chaleur et évacuer les copeaux si l'outil se bloque. Soutenir le stock restant pour éviter les risques. Protéger les mains et la zone de travail. Le tronçonnage est l'étape finale qui permet de retirer proprement et en toute sécurité les pièces terminées.
| Fonctionnement | Description | Outils communs | Principales utilisations |
|---|---|---|---|
| Tournant | Coupe des surfaces cylindriques externes par enlèvement de matière à l'aide d'un outil | Outils à pointe unique, plaquettes en carbure | Arbres, tiges, diamètres étagés, cônes |
| Tapotement | Crée des filets internes dans des trous pré-percés | Tarauds (coniques, à bouchon, à fond), cycles de taraudage rigides | Trous filetés pour boulons, fixations, boîtiers |
| Enfilage | Forme des filetages externes ou internes | Outils de filetage monopoint, filières, peignes à filets, filières de roulage de filets | Vis, boulons, raccords de tuyauterie, filetages sur mesure |
| Ennuyeux | Agrandissement et finition des trous existants avec une grande précision | Barres d'alésage, têtes d'alésage indexables | Cylindres de moteurs, carters, diamètres internes de précision |
| Molette | Forme des motifs texturés sur la surface pour une meilleure adhérence | Roues de moletage, porte-outils de moletage | Poignées, boutons, vis à oreilles |
| Alésage | Améliore la précision de la taille du trou et la finition de la surface | Alésoirs (à mandrin, machine, à main) | Trous de précision pour les goupilles, les chevilles et les roulements |
| Forage | Création de trous initiaux dans un matériau solide | Forets hélicoïdaux, forets étagés, forets en carbure | Trous de départ pour le taraudage, l'alésage ou le perçage |
| Face | Produit une surface plane à l'extrémité d'une pièce à usiner | Outils à surfacer avec rayon de nez | Équerrage des extrémités, réglage de la longueur, préparation des surfaces |
| Rainurage | Découpe de canaux étroits sur des surfaces internes ou externes | Plaquettes de rainurage, barres d'alésage/de rainurage | Sièges de joints toriques, rainures de joncs d'arrêt, reliefs |
| Séparation | Découpe d'une pièce finie à partir d'un stock | Lames de tronçonnage, plaquettes de tronçonnage | Séparation des pièces, étape finale de l'usinage |
Comment choisir la bonne opération de retournement？
Pour choisir la bonne méthode de tournage, il faut d'abord comprendre les besoins de la pièce. Chaque décision est influencée par la conception, le matériau et les objectifs de production.
Analyse du plan de pièce
Le plan indique tous les détails nécessaires à l'usinage. Vérifiez soigneusement les dimensions, les tolérances et les exigences en matière de finition de surface.
Le tournage et le surfaçage de base peuvent suffire si la pièce présente de longs arbres, des caractéristiques externes ou des diamètres multiples. Si la conception comprend des rainures, des filetages ou des profils complexes, il faut recourir au filetage, au rainurage ou au tournage de contour. Les caractéristiques internes telles que les trous, les alésages ou les ajustements serrés nécessitent un perçage, un alésage ou un alésage.
Évaluation du matériau de la pièce
Le type de matériau influe fortement sur le processus de tournage. Les matériaux tendres comme l'aluminium permettent des vitesses plus élevées et une pression d'outil plus légère. Les matériaux durs comme l'acier inoxydable ou le titane nécessitent des vitesses plus lentes, un outillage rigide et des plaquettes de coupe résistantes.
Les matériaux fragiles comme la fonte nécessitent des outils tranchants et un contrôle minutieux des copeaux pour éviter les cassures. Certains matériaux se prêtent mieux aux opérations de formage, comme le roulage de filets, tandis que d'autres se coupent proprement avec des outils à pointe unique. Il faut toujours vérifier la dureté, l'usinabilité et la résistance à la chaleur avant de choisir l'opération.
Volume et efficacité de la production
Le choix de l'opération dépend du nombre de pièces à produire. Le tournage monopoint et les montages manuels sont souvent les meilleurs pour les prototypes ou les petites séries parce qu'ils sont flexibles et rentables.
Le tournage CNC avec des outils spécialisés améliore la vitesse, la répétabilité et l'état de surface pour les grandes séries. Le roulage des filets et le moletage sont plus rapides et plus cohérents pour la production de masse que le découpage. L'efficacité dépend également de la durée de vie de l'outil et du temps de préparation.
Conclusion
Les opérations de tournage sont essentielles pour l'usinage des pièces cylindriques. Chaque type d'opération - tournage, dressage, filetage, taraudage, alésage, rainurage, moletage, alésage, perçage et tronçonnage - a un objectif spécifique. Le choix de la bonne opération dépend de la conception de la pièce, du matériau et du volume de production. Le bon choix garantit des dimensions précises, des surfaces lisses et un usinage efficace.
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Hey, je suis Kevin Lee
Au cours des dix dernières années, j'ai été immergé dans diverses formes de fabrication de tôles, partageant ici des idées intéressantes tirées de mes expériences dans divers ateliers.
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Kevin Lee
J'ai plus de dix ans d'expérience professionnelle dans la fabrication de tôles, avec une spécialisation dans la découpe au laser, le pliage, le soudage et les techniques de traitement de surface. En tant que directeur technique chez Shengen, je m'engage à résoudre des problèmes de fabrication complexes et à favoriser l'innovation et la qualité dans chaque projet.
