Machines de tournage suisses : artisanat de précision pour l'horlogerie

Le principe suisse a été développé en Suisse dans les années 1800 pour le tournage de pièces de montre très petites, complexes et longues. L'industrie horlogère a été très importante pour le peuple suisse pendant longtemps, donc ils ont inventé le tour suisse qui fabriquait de petites pièces qui ne pouvaient pas être faites sur un tour conventionnel « à broche fixe ». Cela était dû au ratio extrême longueur/diamètre trouvé dans de nombreuses pièces de montre ainsi qu'aux petits diamètres qui nécessitaient une finesse de tournage avec des petits outils spécialisés.

Tournage à broche fixe

Le principe de broche fixe a la tendance pour la pièce à déflecter sous la pression de l'outil quand le ratio de longueur à diamètre dépasse 4:1. C'était normalement la limite sur un tour conventionnel où la pièce était sortie à la longueur et puis la barre était tournée à un diamètre donné. Dans certains cas, vous pouviez aller au-delà de 4:1 selon la taille du stock, la longueur et le diamètre à tourner, et le nombre de passes appliquées pour compléter le diamètre de finition.

L'utilisation d'une contre-pointe peut aider la capacité de tourner des longueurs plus longues, tout comme un porte-outil fixe, mais ces deux caractéristiques ne sont efficaces que sur des pièces plus grosses. Dans les diamètres où les machines suisses entrent en jeu, nous regardons généralement des tailles de barre jusqu'à 38 mm — et la plus grande utilisation sous 25,4 mm (1") diamètres de barre.

L'automatique suisse est appelé plusieurs noms différents tels que Type Suisse, Machine à vis suisse, Tour à broche coulissante, etc. Les machines à commande numérique par ordinateur (CNC) suisses sont utilisées dans plusieurs industries où rien d'autre ne serait aussi efficace — comme les instruments médicaux, vis osseuses, implants dentaires, broches de contact de connecteurs électriques, pièces de montre et beaucoup d'autres pièces petites, complexes ou complexes toujours faites à partir de barres.

Les tours automatiques suisses sont conçus spécifiquement pour faire fonctionner des barres et utilisent normalement des barres de 3,6 m (12') de long. Dans de nombreux cas, ces machines ont des chargeurs de barres à magasin automatique qui peuvent ranger plusieurs barres qui sont automatiquement rechargées une fois qu'une barre est utilisée. La production à haut volume est une pratique courante avec les machines CNC suisses.

C'est un cas très rare où un suisse est utilisé pour un travail d'opération secondaire où une pièce tournée est re-serrée dans la broche principale pour faire un travail additionnel sur une pièce.

Pièces suisses typiques

Le facteur clé qui rend la machine de tournage suisse si efficace pour tourner des pièces longues et minces à partir d'une barre est l'utilisation d'une bague de guidage. La bague de guidage est montée dans la coulée de la broche et le DI de la bague est dimensionné au diamètre de la barre dans les dixièmes. La barre est serrée dans un cône situé dans la broche coulissante derrière la bague de guidage. La barre est poussée à travers la bague de guidage (Axe Z) et les outils de tournage, situés juste devant la bague de guidage, se déplacent vers un diamètre donné (Axe X) et le tournage a lieu avec une déflexion presque nulle de la pièce.

Dans les premiers jours des automatiques suisses à cames, la bague de guidage était non-rotative. Donc, la barre devait être rectifiée sans centre et avec une tolérance très serrée pour qu'un ajustement serré au DI de la bague de guidage reste constant. Parce que la barre tournait dans une bague non-rotative, une friction élevée pouvait se produire ; cela exigeait que l'huile de coupe soit dirigée vers la bague de guidage ainsi que vers les outils de coupe.

Aujourd'hui, presque tous les constructeurs de machines de tournage suisses incluent une bague de guidage synchrone entraînée qui tourne 1:1 avec le cône de la broche, ce qui élimine beaucoup de la tendance à la friction et à la chaleur. Cela dit, la plupart des ateliers suisses utilisent encore de l'huile de coupe par opposition au fluide de coupe hydrosoluble. L'utilisation d'huile de coupe aide à garder la machine lubrifiée et exempte de rouille et d'usure prématurée. Les machines suisses d'occasion perdent beaucoup de leur valeur quand un liquide de refroidissement à base d'eau a été utilisé et deviennent très difficiles à revendre quand cette information est connue d'un acheteur potentiel.

Les machines automatiques CNC suisses d'aujourd'hui ont progressé depuis l'automatique suisse à cames original qui était strictement une machine de tournage. Aujourd'hui, presque toutes les machines suisses ont deux broches — principale et secondaire — chacune équipée d'un axe « C » indépendant, d'outils vivants pour chaque broche, et d'un axe « Y » qui permet à un outil vivant de se déplacer au-dessus et au-dessous de la ligne centrale. De nombreux constructeurs incluent aussi un axe « B » ou de rotation pour un banc d'outillage capable d'effectuer des caractéristiques complètes sur une pièce.

Au-delà de toutes ces avancées modernes dans les machines de tournage suisses, vous pouvez aussi trouver des modèles hybrides de plusieurs constructeurs qui offrent leurs machines entièrement équipées qui peuvent fonctionner avec ou sans la bague de guidage. Cela est utilisé quand une série de pièces à faire tourner est relativement courte et qu'il devient plus pratique de faire tourner la série sans la bague de guidage. Pour fonctionner sans la bague de guidage, le support de bague est retiré, permettant au cône de la broche de protruder dans la coulée de la broche, ce qui permet à la machine de fonctionner comme un tour à broche fixe avec un axe Z linéaire. Maintenant, le stock peut être du matériau de laminage normal avec quelque variation dans le DE.

Les dessins ci-dessous montrent la différence entre une broche coulissante avec la bague de guidage et la même machine avec la bague de guidage retirée pour que la pièce puisse être tournée directement depuis le cône de la broche. Cette capacité de changer d'un mode à l'autre n'est disponible que sur certaines marques et modèles au sein de ces marques.

Les machines suisses d'occasion sont généralement encore en excellent état de fonctionnement après 8-10 ans de production à haut volume. L'utilisation d'huile de coupe prolonge grandement la vie de la partie mécanique de la machine — comme les rails de guidage linéaires trouvés sur la plupart des tours suisses. Aussi, les pièces petites et souvent délicates tendent à ne pas taxer la machine, comme ce serait plus le cas sur un tour à mandrin de 200 ou 250 mm (8" ou 10").

Les machines suisses les plus populaires sont de Star, Citizen et Tsugami — mais il y en a plusieurs autres qui prennent une part plus petite du marché (comme Tornos, Hanwha et Nexturn). Normalement, trouver une grande marque qui a 4 ou 5 ans est rare car les gens ont tendance à garder un suisse bien équipé jusqu'à ce qu'ils voient des changements majeurs dans la technologie avant même de considérer de mettre la machine en vente.