Choisir un tour CNC peut s'avérer complexe lorsqu'on ignore le rôle précis de chaque composant. Pourquoi une machine utilise-t-elle une configuration de broche, de tourelle ou de guidage différente ? Et quel impact cela aura-t-il sur l'usinage ?
Comprendre les pièces et le fonctionnement d'un tour à commande numérique facilite la réponse à ces questions. Du banc à la broche, en passant par le mandrin, la tourelle, le système d'asservissement et la commande numérique, chaque composant joue un rôle spécifique dans la stabilité d'usinage, la capacité de coupe et la productivité.
A tour CNC Il s'agit d'une machine-outil à commande numérique principalement utilisée pour la production de pièces cylindriques. Lors de l'usinage, la pièce est maintenue par un mandrin et mise en rotation par la broche, tandis que l'outil de coupe se déplace le long d'axes programmés pour enlever de la matière.
Contrairement à un tour manuel, un tour à commande numérique (CNC) contrôle automatiquement la vitesse de broche, le déplacement de l'outil, l'avance et les changements d'outils grâce à un programme CNC. Cela lui permet d'effectuer des opérations telles que :
Le tout avec des résultats constants.
Pour comprendre comment ces opérations sont réalisées, l'étape suivante consiste à examiner les principales pièces de la machine de tour CNC et leurs fonctions.
Un tour à commande numérique (CNC) est composé de plusieurs éléments mécaniques, d'entraînement et de commande qui fonctionnent de concert lors de l'usinage. Comprendre ces pièces et leurs fonctions facilite l'évaluation de la structure, des performances et de la configuration de la machine.
Pièce de tour CNC | Fonction principale |
Lit de machine | Soutenir la structure de la machine et fournir une base stable pour l'usinage. |
Tête | Supporter et entraîner la broche principale. |
Broche principale | Faire tourner la pièce à la vitesse et au couple requis. |
Mandrin | Fixez, centrez et maintenez la pièce à usiner pendant l'usinage. |
Tourelle à outils | Maintien et changement automatique des outils de coupe. |
Contre-pointe | Fournir un support supplémentaire pour les pièces longues et réduire la déformation pendant la coupe. |
Voies de guidage | Guider un mouvement d'axe précis et stable. |
Vis à billes et servomoteurs | Convertir les commandes CNC en mouvements d'axes linéaires contrôlés. |
Système de commande CNC | Contrôler et coordonner l'ensemble du processus d'usinage. |
Système de refroidissement | Refroidir et lubrifier la zone de coupe tout en facilitant l'évacuation des copeaux. |
Convoyeur à copeaux | Évacuation automatique des copeaux d'usinage de la machine. |
Système d'enceinte et de sécurité de la machine | Contenir les copeaux et le liquide de refroidissement et offrir un environnement de fonctionnement plus sûr. |
Le banc de la machine constitue la structure de base principale d'un tour à commande numérique. Il supporte la poupée fixe, la tourelle, la contre-poupée et les glissières tout en absorbant les forces de coupe et les vibrations.
Un banc rigide contribue à maintenir la stabilité d'usinage, notamment lors d'opérations de coupe importantes ou lors de l'usinage de pièces de grande taille. Les bancs des tours CNC sont généralement fabriqués en fonte à haute résistance en raison de sa rigidité et de ses propriétés d'amortissement des vibrations.
Fonction principale : Soutenir la structure de la machine et fournir une base stable pour l'usinage.
La poupée fixe est généralement située à une extrémité du banc de la machine et abrite des composants importants tels que la broche principale, les roulements et le système d'entraînement de la broche.
Son rôle est de supporter et d'entraîner la broche tout en assurant une rotation stable de la pièce à usiner. La rigidité et la conception de la poupée fixe sont particulièrement importantes lorsque des couples élevés ou des opérations de coupe importantes sont requis.
Fonction principale : Supporter et entraîner la broche principale.
La broche principale transmet la puissance de rotation au mandrin et à la pièce à usiner. Sa vitesse, sa puissance et son couple déterminent les types de matériaux, les dimensions des pièces et les conditions de coupe que le tour CNC peut traiter.
Les vitesses de broche élevées sont utiles pour les petites pièces et la finition, tandis qu'un couple plus élevé est plus important pour les grands diamètres et l'enlèvement important de matière.
Fonction principale : Faire tourner la pièce à la vitesse et au couple requis.
Le mandrin est monté sur la broche et maintient fermement la pièce à usiner pendant l'usinage. Un serrage correct est essentiel car un maintien instable peut entraîner des vibrations, un mauvais état de surface ou des erreurs d'usinage.
Les options courantes comprennent :
Fonction principale : Fixez, centrez et maintenez la pièce à usiner pendant l'usinage.
Le porte-outils peut contenir plusieurs outils de coupe et positionne automatiquement l'outil requis pour l'usinage. Cela permet à un tour CNC d'effectuer plusieurs opérations sans changement d'outil manuel.
Selon la configuration de la machine, la tourelle peut porter des outils pour le tournage, l'alésage, le rainurage, le filetage et le perçage. centres de tournage peut également utiliser des outils motorisés pour le fraisage et le taraudage.
Fonction principale : Maintien et changement automatique des outils de coupe.
La contre-pointe soutient l'extrémité libre des pièces longues ou minces. Sans un support suffisant, ces pièces risquent de se tordre ou de vibrer sous l'effet des forces de coupe.
Il peut également accueillir des outils tels que des forets ou des centres, selon la conception de la machine.
Fonction principale : Fournir un support supplémentaire pour les pièces longues et réduire la déformation pendant la coupe.
Les glissières assurent le déplacement contrôlé de la tourelle et des autres composants mobiles. Sur un tour CNC classique, elles guident les mouvements selon les axes X et Z.
voies de guidage linéaires sont souvent choisis pour leur rapidité de déplacement et leur réactivité, tandis que les guidages caissonnés sont couramment utilisés lorsqu'une rigidité plus élevée et une capacité de coupe importante sont requises.
Fonction principale : Guider un mouvement d'axe précis et stable.
Les servomoteurs et les vis à billes constituent un élément essentiel du système d'avance du tour à commande numérique. La commande numérique envoie des instructions aux servomoteurs, qui actionnent les vis à billes et déplacent la tourelle le long des axes programmés.
Ce système contrôle la position de l'outil, le mouvement d'avance et la trajectoire d'usinage.
Fonction principale : Convertir les commandes CNC en mouvements d'axes linéaires contrôlés.
Le système de commande numérique (CNC) fait office de centre de contrôle de la machine. Il lit le programme d'usinage et les coordonnées :
Les opérateurs utilisent également le panneau de commande pour saisir des programmes, ajuster les paramètres d'usinage, surveiller l'état de la machine et gérer les alarmes.
Fonction principale : Contrôler et coordonner l'ensemble du processus d'usinage.
Le système de refroidissement achemine le fluide de coupe vers la zone d'usinage. Il contribue à contrôler la température de coupe, à lubrifier la zone de coupe et à évacuer les copeaux de l'outil et de la pièce.
Un refroidissement efficace devient particulièrement important lors de la découpe en continu et de la production à grand volume.
Fonction principale : Refroidir et lubrifier la zone de coupe tout en facilitant l'évacuation des copeaux.
Les opérations de tournage peuvent générer de grandes quantités de copeaux longs ou fragmentés. Le convoyeur à copeaux évacue en continu ces copeaux de la zone d'usinage et les transfère vers un conteneur de collecte.
Cela réduit le nettoyage manuel et contribue à maintenir la zone d'usinage dégagée pendant la production continue.
Fonction principale : Évacuation automatique des copeaux d'usinage de la machine.
Le carter de la machine retient les copeaux et le liquide de refroidissement à l'intérieur de la zone d'usinage, tandis que les caractéristiques suivantes contribuent à protéger l'opérateur :
Sur les tours CNC modernes, le système de sécurité peut empêcher le démarrage de l'usinage lorsque la porte de la machine est ouverte.
Fonction principale : Contenir les copeaux et le liquide de refroidissement et offrir un environnement de fonctionnement plus sûr.
Chaque composant d'un tour à commande numérique (CNC) a une fonction spécifique, mais l'usinage repose sur la coordination de ces pièces. Du bridage de la pièce à usiner au contrôle de l'outil de coupe et à l'évacuation des copeaux, l'ensemble du processus est géré par le système CNC.
Le mandrin serre et centre la pièce à usiner, tandis que la broche principale et la poupée fixe assurent la rotation nécessaire à la coupe. Le système CNC contrôle la vitesse de broche en fonction des conditions d'usinage programmées.
La commande numérique envoie des instructions aux servomoteurs, qui actionnent les vis à billes et déplacent la tourelle le long des glissières. La tourelle positionne l'outil de coupe nécessaire pour effectuer des opérations de tournage, de dressage, de rainurage, de filetage ou autres.
Pour les pièces longues ou fines, la contre-pointe offre un support supplémentaire afin de réduire les vibrations et la déformation de la pièce pendant la coupe.
Pendant l'usinage, le système de refroidissement fournit un fluide de coupe pour contrôler la chaleur, lubrifier la zone de coupe et faciliter l'évacuation des copeaux. Le convoyeur à copeaux évacue ensuite les copeaux accumulés de la zone d'usinage.
Ensemble, ces éléments de tour CNC créent un processus continu de serrage → rotation → positionnement de l'outil → coupe → refroidissement → évacuation des copeaux, permettant à la machine de produire des pièces de manière efficace et constante.
Les tours à commande numérique (CNC) n'utilisent pas tous la même configuration de composants. Le réglage optimal dépend de la complexité des pièces, des opérations requises et du volume de production. Comprendre ces différences vous permettra d'éviter de payer pour des fonctions inutiles ou de choisir une machine inadaptée à vos pièces.
Configuration | Composants clés | Idéal pour |
Tour CNC standard à 2 axes | Broche principale, mandrin, système d'axes X/Z, tourelle porte-outils | Arbres, manchons, brides et autres pièces usinées relativement simples |
Tour CNC avec outils motorisés | Ajoute des outils motorisés et un axe C | Pièces nécessitant à la fois le tournage et l'usinage secondaire en une seule opération |
Centre de tournage CNC avec contre-broche | Ajoute une contre-broche, généralement combinée à un outillage motorisé. | Pièces complexes et production en grande série où la réduction des temps de réglage et de manutention est importante |
Un tour CNC standard à 2 axes comprend généralement une broche principale, un mandrin, un système d'axes X/Z et un porte-outils. Il est conçu pour les opérations courantes telles que le tournage, le dressage, le rainurage, le filetage et l'alésage.
Cette configuration est un choix pratique pour les arbres, les manchons, les brides et autres pièces usinées relativement simples.
L'ajout d'outils motorisés et d'un axe C permet à la machine d'effectuer des opérations allant au-delà du tournage conventionnel. Les outils motorisés peuvent tourner indépendamment pour réaliser des opérations de perçage, de taraudage et de fraisage léger, tandis que l'axe C contrôle la position angulaire de la pièce.
Cette configuration convient aux pièces nécessitant à la fois le tournage et l'usinage secondaire en une seule opération.
Une contre-broche travaille de concert avec la broche principale pour usiner les deux extrémités d'une pièce. Une fois la première face usinée, la contre-broche peut saisir la pièce pour des opérations secondaires sans avoir à la resserrer manuellement.
Associée à l'outillage motorisé, cette configuration est parfaitement adaptée aux pièces complexes et à la production en grande série, où la réduction des temps de réglage et de manutention est importante.
En résumé, un plus grand nombre de pièces pour un tour CNC ne signifie pas automatiquement une meilleure machine. L'essentiel est d'adapter la broche, la tourelle, les axes et les fonctions auxiliaires à vos besoins d'usinage réels.
Un entretien régulier permet de réduire les temps d'arrêt imprévus et d'assurer le bon fonctionnement des pièces essentielles des tours à commande numérique. Il convient de porter une attention particulière aux composants soumis à des mouvements fréquents, à des charges de coupe importantes ou à une contamination par les copeaux et le liquide de refroidissement.
Vérifiez que la broche ne présente aucun bruit anormal, vibration ou variation de température. Maintenez le mandrin propre et inspectez régulièrement les mors et le mécanisme de serrage afin de garantir un maintien sûr de la pièce.
Veillez à ce que les glissières et les vis à billes soient propres et correctement lubrifiées. Contrôlez régulièrement le système de lubrification, car une lubrification insuffisante peut accélérer l'usure et affecter le mouvement des axes.
Éliminez les copeaux de la tourelle et des porte-outils et vérifiez l'usure, le jeu et le bon montage des outils. Si l'indexation devient lente ou imprécise, la tourelle doit être inspectée avant toute nouvelle opération d'usinage.
Contrôlez régulièrement le niveau et l'état du liquide de refroidissement et nettoyez les filtres si nécessaire. Éliminez les copeaux accumulés et inspectez le convoyeur à copeaux afin d'éviter les blocages, notamment en production continue.
Un simple programme d'entretien préventif peut prolonger la durée de vie des composants et aider le tour CNC à maintenir des performances stables sur le long terme.
Quelles sont les principales parties d'un tour CNC ?
Les principaux composants d'un tour à commande numérique (CNC) comprennent le banc, la poupée fixe, la broche, le mandrin, le porte-outils, la contre-poupée, les glissières, les vis à billes, les servomoteurs, le système de commande numérique, le système d'arrosage et le convoyeur à copeaux. Chaque composant intervient à une étape précise du processus d'usinage.
Quelle est la partie la plus importante d'un tour CNC ?
Il n'existe pas de pièce unique plus importante que les autres, car les composants fonctionnent comme un système. Cependant, la broche, le bâti, les glissières, la tourelle et le système de commande numérique ont une influence majeure sur la capacité de coupe, la stabilité et la productivité.
Quel est le rôle d'une tourelle de tour CNC ?
La tourelle porte-outils peut accueillir plusieurs outils de coupe et positionne automatiquement l'outil requis pour l'usinage. Elle permet au tour CNC d'effectuer des opérations de tournage, d'alésage, de rainurage, de filetage et autres sans changement d'outil manuel.
Quelle est la différence entre une broche et un mandrin ?
La broche assure le mouvement de rotation, tandis que le mandrin, monté sur la broche, serre la pièce. En résumé, la broche assure la rotation et le mandrin maintient la pièce.
Pourquoi un tour CNC a-t-il besoin d'une contre-pointe ?
Une contre-pointe supporte les pièces longues ou minces pendant l'usinage. Ce support supplémentaire contribue à réduire les vibrations et les déformations causées par les forces de coupe.
Quelle est la différence entre les pièces d'un tour CNC et celles d'un centre de tournage CNC ?
Un tour CNC de base comporte généralement une broche principale, des axes X et Z, et un porte-outils. Un centre de tournage CNC peut ajouter des outils motorisés, un axe C, un axe Y ou une contre-broche, permettant ainsi de réaliser les opérations de tournage, de fraisage, de perçage et de taraudage en moins de réglages.
Lors du choix d'un tour CNC, privilégiez les pièces et les fonctions réellement nécessaires à votre pièce plutôt que de simplement sélectionner un maximum d'options. Une configuration adaptée de la broche, de la tourelle, des glissières et des axes vous permettra de réduire les coûts superflus tout en répondant à vos besoins de production.
Si vous n'êtes pas certain de la configuration de tour CNC adaptée à vos pièces, YANGSEN peut vous aider à évaluer votre pièce, votre processus d'usinage et vos exigences de production afin de vous recommander une solution machine appropriée.
