Types d'opérations de tournage

Les tours CNC sont des outils polyvalents pouvant effectuer plusieurs opérations destinées à fabriquer des pièces ou des composants pour plusieurs industries. Bien que le tournage soit le processus le plus courant associé aux tours, les tours CNC ne se limitent pas au tournage uniquement, mais constituent un système de processus de fabrication qui implique le filage. Les variations qui se produisent lors des opérations de tournage sont dues aux variations de la géométrie de l'outil de coupe et à l'interaction de l'outil avec la pièce. Chaque opération a sa manière de produire les exigences de conception requises, permettant aux fabricants de développer des conceptions spécifiques aux projets. Les différentes catégories d'opérations de tournage doivent être différenciées afin que le processus approprié puisse être utilisé en production.

Cet article se concentre sur les dix principaux types d'opérations de tournage CNC, leurs utilisations et sur la manière de sélectionner l'opération appropriée pour une tâche donnée. Alors, allons plus loin.

Tournage droit CNC

Le tournage droit est l’opération la plus simple en CNC. Il s'agit de faire tourner l'outil de coupe dans un plan parallèle à l'axe de la pièce pour réduire ses dimensions à une taille spécifique. Cette opération est essentielle pour réaliser des pièces à épaisseur de section constante et de forme symétrique, telles que des cylindres.

Détails du processus :

Le processus de tournage droit CNC utilise le porte-outil du tour pour déplacer l'outil de coupe sur la longueur de la pièce. Des facteurs tels que la vitesse de broche, l'avance et le contrôle de la profondeur de coupe coordonnent le mouvement de l'outil. Par exemple, une profondeur de coupe peut être réglée à 1 mm avec une avance de 0,2 mm/tour, ce qui convient aux vitesses de coupe élevées du matériau accompagnées d'une forte usure des outils.

Contrôle dimensionnel :

La précision obtenue grâce au tournage droit CNC peut atteindre ±0,1 mm, selon le type de machine et le matériau usiné. Le processus présente également une répétabilité élevée dans les cycles de production par lots, un avantage supplémentaire.

Applications :

Cette opération est standard dans les industries qui produisent des pièces telles que des essieux, des arbres et des fixations, car elle permet de produire de longs articles cylindriques d'épaisseur de paroi égale pour les applications automobiles et aérospatiales.

2. Séparation CNC (coupure)

L'opération de séparation CNC sépare l'outil de coupe du reste du matériau de la pièce. Elle est réalisée avec une grande précision afin que la pièce finale soit séparée avec précision et ait les dimensions correctes.

Mécanique opérationnelle :

Lors du découpage CNC, un outil fin, qui peut être un outil en forme de lame, est inséré dans la pièce en rotation. Pour des résultats optimaux, le processus doit être alimenté à une vitesse d'avance lente et à une vitesse de coupe faible pour briser l'outil de coupe et obtenir la bonne coupe. Certains paramètres courants, tels qu'une vitesse d'avance de 0,4 IPS et une vitesse de broche de 1 500 tr/min, peuvent devoir être pris en compte. Ceux-ci peuvent varier en fonction du type de matériau usiné.

Gestion de l'usure des outils :

L'usure de l'outil affecte fortement les pièces CNC puisque l'outil mince est utilisé sous contrainte. La majorité des tours CNC modernes disposent d'une fonction de compensation de l'usure des outils qui permet à la machine de corriger la trajectoire de l'outil en cours de fonctionnement.

Applications :

Le tronçonnage CNC est largement utilisé dans la production d'anneaux, de colliers et d'autres produits cylindriques à partir de barres. Il est également utilisé pour créer des rainures ou des marches sur les pièces où la séparation est effectuée avec un degré de précision défini. De plus, la pièce CNC est précise dans la mesure où les dernières pièces sont de la bonne longueur et ne nécessitent qu'un peu de finition.

Alésage CNC

Ennuyeux est une opération de tournage dans laquelle la taille d'un trou déjà présent dans la pièce est agrandie. L'alésage CNC est précis au sens dimensionnel car il peut produire des trous d'un diamètre et d'une finition de surface précis.

Exécution technique :

En CNC, une barre d'alésage est utilisée pour couper du matériau de l'intérieur d'un trou. L'avance et la profondeur de coupe sont incluses dans le programme CNC qui définit le mouvement de la barre. Les tailles de trous peuvent être réalisées avec une précision allant jusqu'à 0,005 mm et conviennent aux applications où une haute précision est nécessaire.

Optimisation de la finition de surface :

L'état de surface lors du perçage est critique, principalement si le trou est utilisé comme surface d'appui ou comme guide. La rugosité de surface du matériau coupé dépend de la géométrie de l'outil et du matériau coupé et se situe dans la plage de Ra 2 à 8 µm.

Face CNC

Le surfaçage CNC est une opération de tournage simple qui fournit une surface plane et finie à l'extrémité d'une pièce cylindrique. Cela permet de façonner la pièce pour d'autres opérations sur lesquelles elle doit être parallèle à l'axe de rotation.

Aperçu technique :

En dressage CNC, l'outil de coupe se déplace radialement sur la surface d'extrémité de la pièce et un code G dirige le mouvement. L'opération de surfaçage est généralement effectuée à une faible profondeur à tout moment pour éviter d'enlever un excès de matériau à la fois. La vitesse de broche, qui est en tours par minute, et la vitesse d'avance, qui est en millimètres par tour, varient pour donner une finition de surface de qualité.

Finition de surface et tolérances :

La finition de surface fournie en surfaçage CNC peut être de Ra 4 µm avec variation en fonction du matériau à couper et de la géométrie des outils de coupe. Les tolérances sont généralement de l'ordre de ±0. 01mm. Par conséquent, il est préférable de l’utiliser dans les applications exigeant de la précision.

Applications :

Le revêtement CNC est utilisé pour le tournage, le perçage ou le filetage. Il est utilisé lorsque la face d'extrémité est utilisée comme face de référence pour d'autres opérations, telles que la fabrication de brides, de roulements et d'arbres.

Tournage conique CNC

Le tournage conique CNC est utilisé dans l’usinage de pièces cylindriques. La conicité signifie qu'une extrémité de la pièce a un diamètre plus grand que l'autre. Cette opération est indispensable pour emboîter des pièces dans différentes pièces avec un cône.

Précision technique :

Dans le tournage conique CNC, l’outil de coupe est avancé incliné par rapport à l’axe de rotation de la pièce. L'angle de conicité est régulé par le programme CNC et le coulisseau composé est contrôlé à l'aide d'un accessoire conique. Par exemple, un angle de conicité conventionnel peut être de 5 degrés, avec une tolérance de ± 0,02 degrés.

Considérations sur la finition de surface :

Le tournage conique permet de produire des pièces ou des produits finis de haute qualité. La vitesse de broche et l'avance sont des paramètres critiques qui doivent être définis pour obtenir les meilleurs résultats. La rugosité de surface conventionnelle peut aller de Ra 0,8 à 1,6 µm, bien que cela puisse varier en fonction de l'outillage et du matériau de traitement utilisé pour produire la microstructure.

Applications :

Le tournage conique est principalement utilisé pour fabriquer des pièces telles que les cônes Morse, qui contiennent des outils pour usiner des broches, des filetages de tuyaux et des broches coniques. Les machines CNC produisent des cônes très précis nécessitant des normes et spécifications d'application sensibles.

Taraudage CNC

Le taraudage CNC est un processus de coupe de filetages internes dans une pièce. Cette opération permet d'obtenir la bonne taille des trous nécessaires à la réalisation des fixations mécaniques et des joints. Le taraudage CNC utilise un outil censé créer des filetages à travers des trous avec une grande précision et en peu de temps.

Paramètres de taraudage :

Les machines CNC régulent également avec précision la vitesse, l’avance et la profondeur du processus de taraudage. Les tolérances de filetage se situent généralement dans la plage de ± 0,01 mm, les filetages internes sont donc d'un niveau très élevé. Ceux-ci sont programmés dans la machine afin que l’enfilage soit effectué de manière appropriée et égale.

Intégrité des surfaces :

La surface filetée doit toujours être propre et exempte de tout type de dommage. Un filetage incorrect, la formation de bavures et les défauts sont éliminés par une orientation correcte de l'outil de taraudage et des conditions de coupe appropriées. Le matériau utilisé dans la fabrication des outils de taraudage et de la lubrification détermine également la douceur et la qualité du filetage produit.

Applications :

Le taraudage CNC est largement utilisé dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de l'électronique et d'autres industries. Elle produit des pièces telles que des bâtis de machines, des plaques de support, des carters d'engrenages, etc.

Contournage CNC

Une autre opération de tournage CNC est le contourage, qui produit différentes formes courbes sur la pièce. Cela implique l'utilisation de parcours d'outils programmés pour imiter des formes géométriques pour couper des matériaux. Cette technique est particulièrement pertinente lorsque des changements brusques de gradient et de courbure sont nécessaires pour améliorer les caractéristiques esthétiques et fonctionnelles.

Paramètres de contour :

La machine CNC est sensible à la trajectoire de l'outil, à la courbure et à la profondeur de coupe. Cette précision est essentielle pour créer des formes adaptées, difficiles à mouler. Traditionnellement, les tolérances de contour sont de l'ordre de ±0,05 mm, ce qui permet d'atteindre un haut niveau de conformité à la conception.

Intégrité des surfaces :

Des outils de qualité et la vitesse de coupe la plus élevée sont nécessaires pour contrer le travail afin d'éviter des problèmes tels que les marques d'outils et la non-uniformité de la surface incurvée.

Applications :

Le contournage CNC est appliqué là où des courbes sont nécessaires pour créer des formes, comme dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile et du médical.

Filetage CNC

L'opération de filetage CNC consiste à produire des filetages à l'aide de rainures hélicoïdales réalisées sur la surface cylindrique d'une pièce. Ce processus est utile dans la fabrication de pièces filetées avec des tolérances étroites et un haut degré de précision.

Filetage de précision :

Les machines CNC peuvent également produire des filetages internes et externes en fonction de la taille et de la forme requises. Le programme CNC régule le pas, la profondeur et le profil des filetages ; la tolérance peut être aussi faible que plus/moins 0,01 mm. Par exemple, une taille de filetage ordinaire de M10×1,5 (filetage métrique) peut être produite avec la même qualité, que ce soit pour le premier, le deuxième ou tout autre cycle.

Outillage et temps de cycle :

Le filetage CNC implique des outils de filetage et des temps de cycle, qui sont très importants. Les plaquettes en carbure sont préférées en raison de leur résistance à l'usure et de la conservation de leurs caractéristiques de pointe, permettant une coupe efficace et rapide et des filetages lisses.

Applications :

Ils étaient largement utilisés pour la fabrication de vis, de boulons et d'écrous. Il est également utilisé dans la fabrication de filetages internes dans des pièces telles que des raccords de tuyauterie et des corps de vannes, où la géométrie du filetage est importante pour l'assemblage et l'étanchéité.

Rainurage CNC

Une opération de rainurage consiste à découper un canal ou une rainure étroite dans un matériau à l'aide d'un outil à pointe en carbure ou HSS. Le rainurage CNC permet de découper des caractéristiques spéciales dans le matériau et convient aux pièces comportant des fentes.

Paramètres de rainurage :

La machine CNC régule la largeur, la profondeur et la position de la rainure avec un très haut degré de précision. Selon l'utilisation de l'appareil, les largeurs de rainures devraient varier de 5 mm à quelques millimètres. Le contrôle de la profondeur dans les opérations sous-marines est également précis, comme c'est souvent le cas, à plus ou moins 0,2 mm. La largeur de la rainure est de 0,2 mm et la rainure est conforme à la conception.

Intégrité des surfaces :

Lors du rainurage, la surface de la pièce doit être protégée afin de ne pas être endommagée. Ainsi, pour éviter la formation de bavures et obtenir une surface lisse de la rainure, l'outil de coupe doit rester affûté et la vitesse de coupe et l'avance doivent être sélectionnées de manière appropriée.

Applications :

CNC Grooving fabrique des sièges de joints toriques, des rainures pour circlips et d'autres pièces fraisées. Il est également utilisé pour créer des pièces pour d'autres opérations CNC, telles que le filetage ou le soudage ; des rainures sont nécessaires pour un bon ajustement.

Moletage CNC

Le moletage est une opération de tournage dans laquelle un motif est réalisé sur la surface de la pièce. Le moletage CNC est crucial dans les cas où l'adhérence ou l'apparence de la pièce pose problème car il assure la précision.

Création de motifs :

Le moletage CNC consiste à faire tourner l'outil d'impression contre la pièce pour créer plusieurs moletages. Le programme CNC développé à cet effet contrôle la profondeur et le pas du motif de moletage, qui se situe généralement entre 0,5 mm et 2,0 mm, afin que le motif de moletage sur la surface du manche soit symétrique.

Considérations matérielles :

Le matériau moleté est également essentiel dans ce processus. Par exemple, l'aluminium doit contrôler la pression de l'outil afin qu'il ne se plie pas, tandis que l'acier a besoin de vitesses d'avance lentes pour éviter une usure rapide de l'outil.

Applications :

Le moletage CNC est utilisé dans la production de poignées d'outils, de fixations et de boutons, qui nécessitent une meilleure adhérence. Il est également utilisé dans des fonctions esthétiques où l'aspect du motif moleté est précieux dans le produit. L’autre avantage du moletage CNC est qu’il est très précis et que la surface moletée de chaque pièce sera comme l’autre.

Conclusion

Le tournage CNC est un processus polyvalent d’usinage CNC présentant plusieurs avantages. En tant que pionnier du changement et de l'amélioration de l'ingénierie de précision, CNC Yangsen utilise les dernières technologies avancées. Avec des machines CNC de pointe, CNC Yangsen offre précision et cohérence dans une variété de processus de tournage. Leur technologie s'étend du dressage le plus simple et du tournage droit aux opérations complexes telles que le filetage et le rainurage, permettant la production de composants avec une précision et une exactitude dimensionnelles élevées.