Ces dernières années, l'usinage CNC a rapidement conquis l'industrie manufacturière grâce à sa précision et à sa réutilisation constante. Il existe de nombreuses options. différents types de technologie CNC Disponibles aujourd'hui, comprendre les bases de l'usinage CNC permet de les différencier. Le tournage CNC est l'un de ces nouveaux outils.
Le tournage CNC consiste à utiliser un outil de coupe non rotatif sur un centre de tournage ou un tour pour enlever de la matière d'une pièce rigide en rotation. Selon le type d'opération de tournage, le tournage CNC permet de créer des pièces de tailles et de formes variées.
Le concept peut paraître simple, mais le tournage CNC de haute qualité est complexe. Vous souhaitez comprendre ce processus de production et obtenir les meilleurs résultats ? Ce guide vous expliquera tout ce que vous devez savoir sur le tournage CNC.
Qu'est-ce que le tournage CNC ?
Similaire à un tour, le tournage CNC est une méthode très précise et rapide d'enlèvement de matière d'une pièce. Il consiste à presser un outil de coupe contre une pièce en rotation pour enlever de la matière et l'usiner selon la forme souhaitée.
Le centre de rotation (également appelé tour) reste fixe tandis que la pièce brute tourne rapidement. Un tour à commande numérique double déplace la pièce selon deux axes, et un outil de coupe à un seul point permet de façonner le matériau. Un logiciel informatique pilote le tour ou le centre de tournage, garantissant ainsi la fabrication de pièces de très haute précision.
On confond souvent le tournage CNC avec le fraisage, or ce sont deux procédés différents. En fraisage CNC, comme dans la plupart des procédés d'usinage soustractifs, la pièce est généralement fixée sur la table tandis qu'un outil se déplace pour la usiner. Le tournage CNC, quant à lui, fonctionne en sens inverse : la pièce tourne tandis que l'arête de coupe reste fixe.
Quelles formes de pièces nécessitent un tournage CNC ?
Le tournage CNC peut produire une large gamme de formes, selon le type de processus de tournage utilisé. Tours et centres de tournage Ils possèdent de nombreuses capacités, notamment le tournage rectiligne, le tournage conique, le tournage de gorges extérieures, le tournage de filetages, le tournage de moletages, l'alésage et le perçage.
Les tours, pour la plupart, ne peuvent effectuer que des opérations de tournage simples, comme le tournage droit, le rainurage extérieur, le filetage et le perçage. Les centres d'usinage, équipés d'une tourelle, peuvent réaliser toutes les opérations d'un tour. De plus, le tournage permet d'effectuer des opérations plus complexes, comme le perçage d'arbres rotatifs.
Le tournage CNC permet d'usiner de nombreuses formes à symétrie axiale. On peut citer par exemple des cônes, des cylindres, des disques ou une combinaison de ces formes. Certains centres de tournage peuvent même réaliser du tournage polygonal, c'est-à-dire utiliser des outils rotatifs spéciaux pour créer des formes, comme des hexagones, le long d'un axe de rotation.
Quelle est la différence entre le tournage CNC et le fraisage CNC ?
Si vous voulez choisir le bon processus d'usinage CNC Pour votre projet, il est important de comprendre la différence entre le tournage et le fraisage CNC. Chaque méthode possède ses propres atouts et capacités, qui peuvent avoir un impact considérable sur le résultat final de la pièce usinée.
Jetons un coup d'œil au Principales différences entre le tournage CNC et le fraisage CNC et vous fournir une règle empirique. Cela peut vous aider à choisir la méthode d'usinage appropriée.
Mouvement de la pièce : la différence fondamentale
La principale différence entre le tournage et le fraisage CNC réside dans le mouvement de la pièce. En tournage CNC, l'outil de coupe reste immobile pendant la rotation de la pièce. Cette méthode permet d'usiner des pièces alignées axialement avec une grande précision et des surfaces lisses.
En fraisage CNC, la pièce reste immobile tandis que l'outil de coupe se déplace dans plusieurs directions. Cette méthode permet d'usiner des pièces aux formes complexes et aux détails fins. Or, ce procédé devient irréalisable.
Il existe une variété d'options pour la géométrie des pièces
Le tournage et le fraisage CNC présentent une grande différence en termes de flexibilité, notamment en termes de forme des pièces. Le fraisage CNC permet d'usiner davantage de formes que le tournage CNC. Le tournage CNC, quant à lui, est particulièrement adapté à l'usinage de pièces à symétrie axiale, telles que les cylindres, les cônes et les disques.
Le fraisage CNC est la méthode idéale pour fabriquer des pièces aux motifs complexes. Il permet de créer des pièces aux formes complexes, avec des rainures, des fentes et des éléments tridimensionnels.
Comment obtenir une finition de surface parfaite
Le tournage et le fraisage CNC permettent tous deux d'obtenir un état de surface parfait, mais ils ne sont pas toujours identiques. De plus, avec le tournage CNC, la pièce est usinée en continu, ce qui permet généralement d'obtenir une surface plus lisse et plus polie.
Pour vous aider à évaluer la qualité de la surface, nous fournissons un tableau des finitions de surface pour vous permettre de vérifier et de sélectionner facilement différentes finitions afin de garantir que le produit fini répond à vos exigences.
En revanche, en fraisage CNC, des traces de fraise peuvent rester sur la pièce, ce qui dépend généralement de l'outil de coupe et de la technique de fraisage. Cependant, l'usinage CNC peut également produire un bon état de surface avec des outils et des réglages adaptés.
Outils et paramètres : facteurs de coût et de temps à prendre en compte
Dans la plupart des cas, le tournage CNC est supérieur en termes d'outillage et de réglage. Le réglage est généralement plus rapide et plus simple, car seuls quelques outils sont nécessaires. En revanche, le fraisage CNC peut nécessiter plusieurs outils pour créer les formes complexes requises, ce qui peut rallonger le temps de réglage et augmenter les coûts.
Il s’agit d’un point important à prendre en compte lorsque l’on recherche la méthode la plus efficace et la plus rentable pour fabriquer des pièces.
Avantages du tournage CNC
Le tournage CNC présente de nombreux avantages, notamment les suivants :
Précision
Grâce à des fichiers CAO ou FAO, les tours CNC permettent des mesures précises pour éviter les erreurs humaines. Qu'il s'agisse de fabriquer un prototype ou un cycle de production complet, les experts peuvent utiliser des machines de pointe pour atteindre des niveaux de précision exceptionnels. Chaque coupe est précise car la machine est conçue pour cela. Autrement dit, la dernière pièce coupée est identique à la première.
Flexibilité
Les centres de tournage existent en différentes tailles et peuvent donc être utilisés pour diverses tâches. Le réglage de cette machine est déjà effectué, ce qui facilite grandement son utilisation. L'opérateur n'a qu'à apporter les modifications nécessaires à la programmation dans le logiciel FAO pour réaliser l'usinage de la pièce ou fabriquer d'autres pièces. Ainsi, si vous avez besoin d'un grand nombre de pièces différentes, vous pouvez faire confiance à une entreprise spécialisée dans l'usinage CNC de précision.
Sécurité
Afin d'assurer la sécurité de tous, les entreprises qui fabriquent des articles respectent des règles et des lois de sécurité strictes. Les tours automatiques réduisent le travail à effectuer, l'opérateur se contentant de surveiller la machine. De même, le corps du tour est doté de dispositifs de sécurité entièrement ou partiellement fermés qui empêchent les projections de particules provenant des articles traités et préviennent les blessures du personnel.
Des vitesses plus rapides
Sur les tours et centres de tournage CNC, le risque d'erreur est réduit lorsque le travail est réalisé selon un programme. Ce type de machine permet une production plus rapide sans compromettre la qualité du résultat final. Enfin, vous pouvez obtenir les pièces dont vous avez besoin plus rapidement qu'avec d'autres options.
Comment fonctionne le tournage CNC ?
Le fonctionnement du tournage CNC peut être complexe. Nous allons toutefois simplifier le processus et vous accompagner pas à pas, de la planification à la production.
Voici les principales étapes du tournage CNC:
Étape 1 : Conversion de fichiers CAO en programmes CNC
La première étape consiste à convertir le fichier CAO en langage machine CNC. Cette opération ne nécessite aucun code complexe. Vous devez déjà disposer de dessins 2D de votre idée. Vous devrez ensuite les documenter électroniquement à l'aide de logiciels tels qu'AutoCAD ou SolidWorks.
Il est possible de convertir des dessins électroniques d'un fichier CAO au format FAO. Vous pouvez également envoyer des dessins au format FAO à l'aide des logiciels mentionnés précédemment. L'ingénieur de fabrication peut ensuite utiliser ces outils pour vérifier si la pièce est usinable.
Étape 2 : préparer la machine CNC
L'étape suivante est la configuration de la machine. Bien que la majeure partie du travail soit réalisée par automatisation, un opérateur est toujours nécessaire. Pour préparer le tour CNC, procédez comme suit :
- Assurez-vous que l'alimentation est coupéeL'utilisation d'une machine CNC peut être très dangereuse. Une prudence accrue est donc requise et l'interrupteur d'alimentation doit être vérifié avant utilisation.
- Fixez la pièce au blocGrâce au mandrin, la pièce reste en place pendant la rotation de la machine. Un chargement incorrect peut être dangereux et la pièce peut ne pas être de la bonne taille.
- Charger la tourelle à outilsDifférents outils sont utilisés lors du tournage ; il est donc important de choisir l'outil adapté à la finition souhaitée. Une tourelle vous permettra de maintenir simultanément un maximum d'outils pendant le travail.
- Assurer un étalonnage correctPour effectuer le travail correctement, vous devez régler l’outil et la pièce de la bonne manière.
- Télécharger le programme CNCLa saisie du code CNC dans la machine est la dernière chose que vous devez faire avant le début du travail.
À ce stade, vous devez garder deux éléments à l'esprit. Le premier est la vitesse de rotation, c'est-à-dire la vitesse à laquelle la pièce tourne. Le second facteur est l'avance, c'est-à-dire la vitesse de l'outil de coupe se déplaçant le long de la pièce en rotation.
Ces valeurs doivent être déterminées par un professionnel de la fabrication, car des estimations erronées peuvent fausser le résultat final. De plus, des estimations erronées pour certains matériaux peuvent entraîner des surfaces irrégulières ou des dommages irréparables.
Cela dit, pour « ébaucher » une forme, vous pouvez utiliser des vitesses de tournage faibles et des avances élevées. En revanche, des vitesses de tournage élevées et des avances faibles sont plus adaptées aux pièces nécessitant une finition lisse avec des tolérances très serrées.
Étape 3 : Fabriquer la pièce tournée CNC
La dernière étape consiste à fabriquer la pièce que vous souhaitez. Vous pouvez choisir différents procédés de tournage Cela dépend du résultat souhaité. Le nombre de tours dépend également de la complexité de la pièce. Le calculateur de temps de cycle vous indiquera la durée totale d'usinage de la pièce, information essentielle pour le calcul du coût.
Dans la plupart des cas, le temps de cycle de la variation comprend :
- Temps de chargementCela fait partie de la configuration, mais un cycle peut nécessiter une manière différente de placer la pièce sur la machine.
- Temps de coupeIl s'agit du temps nécessaire à la découpe de la pièce. Le temps de coupe dépend de l'avance et de la profondeur de coupe.
- Temps d'inactivitéTout travail n'impliquant pas de coupe est appelé travail à vide. Par exemple, modifier le mode de déplacement de l'outil, le réglage du centre de tournage, etc.
L'effet produit par la méthode de fabrication dépend de la matière première utilisée. Les pièces métalliques ont une surface plus lisse et fonctionnent différemment des pièces en plastique.
Types d'usinage CNC
Le tournage CNC utilise différents types d'outils de tour. Par conséquent, vous pouvez réaliser un diverses opérations de tournage CNC sur une seule pièce. Il existe deux types d'opérations : internes et externes. Les opérations externes permettent de modifier le diamètre extérieur de la pièce. Les opérations internes, quant à elles, permettent de modifier sa largeur intérieure.
Chaque opération est unique, car l'outil de coupe et le trajet d'enlèvement de matière sont différents. Voyons comment ils fonctionnent.
Opérations spécifiques de tournage (externes)
Tournant
Lors de cette étape, un outil de tournage monopointe se déplace le long de la pièce pour enlever de la matière et usiner différentes formes. Il peut usiner des formes telles que des cônes, des chanfreins, des marches et des contours. Ces caractéristiques sont généralement usinées avec une faible profondeur de coupe radiale et sont usinées plusieurs fois pour obtenir la largeur finale.
En diminuant ou en augmentant progressivement la largeur d'une pièce cylindrique, le tournage conique peut usiner une surface qui ressemble à un cône.
Tournage dur
Les matériaux d'une dureté Rockwell C supérieure à 45 peuvent être tournés par cette méthode. Il est important de traiter thermiquement la pièce avant de commencer ce processus. Le tournage dur vise à réduire, voire à éliminer, le besoin de meulage. Utilisé pour l'enlèvement de matière, il est aussi efficace que le meulage d'ébauche. Cependant, pour les tâches où la taille et la forme sont cruciales, le tournage dur peut se révéler moins efficace.
Parement
Lors de cette étape, un outil de tournage monopoint est déplacé vers l'extérieur, le long de l'extrémité de la pièce. De fines couches de matière sont ainsi retirées, laissant une surface plane et lisse. La profondeur de la surface est généralement très faible et peut être réalisée en une seule passe.
Rainurage
Lors de ce procédé, l'outil de tournage monopointe se déplace radialement sur le côté de la pièce. Il crée ainsi une rainure de même largeur que l'outil de coupe. Il est également possible d'effectuer plusieurs coupes pour créer une ligne plus large que l'outil. De plus, certains fabricants utilisent des outils spécifiques pour créer des rainures de formes différentes.
Séparation
L'outil de coupe coupe radialement le côté de la pièce, comme une rainure. Un outil à pointe unique coupe jusqu'au centre ou sur le bord intérieur de la pièce. Il coupe ainsi une pièce de matière première.
Opérations non spécifiques (internes)
Outils d'alésage
Les outils d'alésage pénètrent dans la pièce à usiner et coupent le long de sa surface intérieure pour produire des formes telles que des marches, des courbes, des cônes et des chanfreins. La tête d'alésage est réglable et permet de régler l'outil à la largeur de coupe souhaitée.
Après avoir percé des trous dans la pièce, il peut être utile d'effectuer quelques opérations de perçage. Cela permettra d'obtenir des dimensions plus précises.
Forage
À l'aide d'un foret ordinaire, le perçage enlève de la matière à l'intérieur de la pièce. La tourelle ou la contre-pointe du centre de tournage maintient ces forets en place.
Enfilage
Pour ce travail, on utilise un outil de filetage monopointe avec un angle de 60 degrés à la pointe. Cet outil se déplace axialement le long de la pièce et réalise des filetages à l'extérieur. L'opérateur peut réaliser des filetages à une longueur spécifique, mais certains filetages peuvent nécessiter plusieurs coupes.
Moletage
Dans ce procédé, un outil de moletage spécial est utilisé pour découper un motif dentelé sur la surface de la pièce. Ce motif peut servir à améliorer l'apparence ou à créer une poignée.
Alésage
Lors de l'opération de calibrage, une petite quantité de métal est retirée d'un trou perforé. Il peut être utile de percer des trous de même taille à l'intérieur. Par exemple, il est facile de lire la taille exacte lors du perçage d'un trou de 6 mm avec un foret de 5,98 mm.
Types de tours CNC
Il existe quatre principaux types de tours CNC vous pouvez les utiliser pour votre projet. Ils comprennent :
Centres de tournage horizontaux
Ce groupe de machines est étanche pour le perçage et le fraisage. Sur les centres de tournage, l'outil de coupe est placé au-dessus de la pièce en rotation et la broche est horizontale. Comme pour l'usinage, l'outil de coupe coupe la matière et les copeaux tombent au sol. Ils s'enfoncent dans le banc pour faciliter leur évacuation.
Centres de tournage verticaux
Les centres de tournage horizontaux et les fraiseuses CNC font tous partie d'un centre de tournage vertical. De par leur conception, le mandrin rotatif repose à plat sur le sol, ce qui permet d'usiner des pièces de grandes dimensions à un régime plus lent. Dans ce cas, le lanceur d'outils est accessible latéralement. Il existe également des centres de tournage verticaux inversés, ce qui signifie que la broche et le mandrin ne sont pas correctement positionnés.
Tours horizontaux
Les tours horizontaux sont en tous points identiques aux tours ordinaires. La seule différence réside dans le fait qu'ils sont pilotés par un programme informatique. De plus, leurs principales fonctions sont le tournage et l'alésage.
Tour vertical
Les tours verticaux maintiennent la pièce par le bas avant de la faire tourner, tandis que les tours horizontaux la maintiennent par le haut. C'est un bon choix pour les ateliers d'usinage disposant de peu d'espace. De plus, les tours verticaux sont la meilleure option pour l'usinage de pièces de grandes dimensions.
Conclusion
Le tournage CNC joue un rôle essentiel dans la fabrication, offrant précision et adaptabilité pour produire en grande série une large gamme de pièces de haute qualité. Ses avantages uniques en font un procédé incontournable pour de nombreux secteurs industriels.
Chez Yonglihao Machinery, nous proposons des services de tournage CNC de haute qualité, alliant outils de tournage de pointe, technologies avancées et savoir-faire de nos techniciens qualifiés pour vous offrir des solutions d'usinage sur mesure exceptionnelles. Grâce à un contrôle qualité rigoureux, nous garantissons que chaque pièce répondra parfaitement à vos exigences.
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