Tours expliqués : types, fonctions et applications

Qu'est-ce qu'un tour ?

Un tour est une machine-outil qui fait tourner une pièce autour d'un axe de rotation pour effectuer diverses opérations : coupe, meulage, moletage, perçage, déformation, surfacage, tournage. L'outil appliqué sur la pièce crée un objet symétrique par rapport à cet axe.

Utilisés en tournage sur bois, travail des métaux, repoussage métallique, projection thermique, remise en état de pièces, traitement du verre. Peuvent façonner la poterie (tour de potier). Tours métalliques bien équipés produisent solides de révolution, surfaces planes, filets et hélices.

Les tours d'ornement créent des corps tridimensionnels d'une grande complexité. La pièce est généralement maintenue par un ou deux centres, dont au moins un mobile horizontalement pour s'adapter à différentes longueurs.

Autres modes de serrage : mandrin ou poupée à collet pour serrage axial, ou plateau avec mors ou griffes.

Exemples de pièces : vis, chandeliers, canons, queues de billard, pieds de table, bols, battes de baseball, instruments de musique (bois surtout), vilebrequins.

Comment fonctionne un tour ?

Machine-outil principalement pour façonner métal ou bois. Fonctionne par rotation de la pièce autour d'un outil de coupe fixe. But principal : enlever la matière superflue pour obtenir la forme désirée.

Bien qu'il existe différents types de tours, tous utilisent la même méthode : pièce tournante contre outil fixe. La fraiseuse fonctionne à l'inverse : pièce fixe, outil tournant.

Le tour enlève de la matière en présentant la pièce à l'outil de coupe. La pièce est fixée, tourne et presse contre l'outil. Le mouvement de rotation permet un enlèvement rapide, efficace et précis.

Machines grandes et complexes à de nombreux composants. La tête fixe tient la pièce en rotation. La poupée mobile supporte l'autre extrémité, surtout pour pièces très longues ou lourdes.

Pièces principales du tour

1. Tête fixe (Headstock) : Généralement à gauche. Équipée d'engrenages, broche, mandrin, leviers de vitesse, commandes d'avance.
2. Poupée mobile (Tailstock) : Généralement à droite, soutient l'extrémité de la pièce.
3. Banc (Bed) : Pièce maîtresse, tous les organes y sont boulonnés : tête fixe, poupée mobile, guidages du chariot, etc.
4. Chariot (Carriage) : Entre tête fixe et poupée mobile. Contient tablier, berceau, porte-outil composé, chariot transversal, porte-outil.
5. Vis mère (Lead Screw) : Entraîne le chariot automatiquement pendant le filetage.
6. Barre d'avance (Feed Rod) : Déplace le chariot gauche/droite (hors filetage).
7. Bac à copeaux (Chip Pan) : Sous le tour, récupère les copeaux.
8. Volant (Hand Wheel) : Manœuvre manuelle du chariot transversal, chariot, poupée mobile, etc.
9. Mandrin (Chuck) : Serrage de pièces de forme complexe (non rondes, carrées, triangulaires).
10. Dispositif de refroidissement : Pompe à eau pour fluide de coupe vers zone de coupe, évacuation copeaux, baisse température. Améliore finition, durée outil, qualité pièce.
11. Pieds (Legs) : Supportent le poids total. Fonte, scellés au sol pour éviter vibrations.
12. Boîte de glissement (Slide Box) : Boîte de commande d'avance. Transforme mouvement rotatif (barre d'avance, vis mère) en mouvement linéaire du porte-outil.
13. Broche (Spindle) : Traverse la tête fixe ; passage barres pour arbres jusqu'à 2× distance entre pointes, usinage une extrémité à la fois.
14. Chariot transversal (Cross Slide) : Sur le chariot, volant pour avancer l'outil vers la pièce.
15. Tablier (Apron) : À l'avant du chariot, mécanismes et commandes de déplacement chariot et chariot transversal.

Types de tours

Principaux types de tours :

• Tour parallèle (Center lathe / Engine lathe)
• Tour à grande vitesse (Speed lathe)
• Tour à tourelle et tour à poupée mobile (Capstan and turret lathe)
• Tour de précision (Toolroom lathe)
• Tour d'établi (Bench lathe)
• Tour automatique (Automatic lathe)
• Tour spécial (Special lathe)
• Tour à commande numérique (CNC lathe)

Le tour est la machine-outil la plus courante, déclinée en types selon les conditions d'usinage pour le tournage.

1. Tour parallèle (Center lathe / Engine lathe)

Le plus utilisé actuellement. Opérations : tournage, surfacage, rainurage, moletage, filetage. L'avance permet le déplacement longitudinal et transversal de l'outil. Entraînements : courroie, moteur direct, réducteur.

2. Tour à grande vitesse / Tour à bois (Speed Lathe / Wood Lathe)

Type établi ou sur pied fonte. Ont la plupart des accessoires des autres tours mais sans avance motorisée. Vitesse 1200–3600 tr/min. Tournage, centrage, polissage, travail du bois. Pas d'engrenages, pas de chariot, pas de vis mère : outil manuel sur porte-outil ou support en T. Usages : tournage, polissage, centrage, repoussage métal.

3. Tour à tourelle et tour à poupée mobile (Capstan and turret lathe)

Amélioration du tour parallèle pour grosse production et grosses pièces. Tête hexagonale rotative pour changer d'opération sans intervention manuelle : tournage, surfacage, alésage, alésage de finition.

En savoir plus : Qu'est-ce qu'un tour à tourelle et tour à poupée mobile ?

4. Tour de précision (Toolroom lathe)

Même base que tour parallèle mais avec accessoires supplémentaires pour plus de précision : dispositif de tournage conique, lunette, collets, mandrins, etc. Banc plus court que tour parallèle motorisé standard. Longueurs courantes : 135–180 cm.

5. Tour d'établi (Bench lathe)

Très petit, monté sur établi ou armoire séparée. Travaux petits et précis, grande exactitude. Équipé comme un grand tour, effectue presque toutes les opérations d'un grand tour.

6. Tour automatique (Automatic lathe)

Améliore qualité et quantité. Tout le cycle de fabrication d'une pièce s'exécute automatiquement. Aucune intervention opérateur pendant l'usinage. Variante : semi-automatique (opérateur charge/décharge, usinage auto). Versions monobroche ou multibroches. Hautes performances, hautes vitesses, production de masse.

7. Tour spécial (Special lathe)

Opérations impossibles sur tours standards. Tours verticaux, tours à roue, tours en T, tours multiaxes, tours de production, tours duplex/de copiage, etc. : production lourde de pièces identiques.

8. Tour CNC (CNC lathe)

Commande par programme informatique. Programme entré une fois → production de masse haute précision, haute vitesse. Code opérationnel enregistré → réutilisable sans ressaisie. Tours les plus avancés aujourd'hui, tolérances extrêmement précises.

Opérations sur tour

Opérations courantes : tournage, surfacage, rainurage, tronçonnage, filetage, perçage, alésage, moletage, taraudage.

Pour opérer : connaître avances, vitesse de coupe, profondeur de passe, utilisation de l'outil. Chaque opération a ses paramètres à respecter pour éviter accidents et erreurs. Vitesse, profondeur, avance changent à chaque passe pour la précision.

Types d'opérations de tournage

Le fonctionnement change selon l'opération et la coupe voulue. Opérations courantes :

1. Tournage (Turning)

Opération la plus courante. Outil enlève matière sur diamètre extérieur de pièce tournante. Objectif : réduire le diamètre à la côte désirée. Deux types : ébauche et finition.

• Ébauche (Rough Turning) : Usiner jusqu'à une épaisseur prédéfinie, enlèvement maxi de matière en temps minimal, sans souci de précision ni état de surface.
• Finition (Finish Turning) : État de surface lisse et cotes finales exactes.

Différentes sections peuvent avoir des diamètres différents. Transitions entre diamètres : épaulement (step), conique (taper), chanfrein (chamfer), contour (contour). Plusieurs passes à faible profondeur radiale peuvent être nécessaires. Outils de forme : même contour en une passe.

• Tournage par échelons (Step Turning) : Deux surfaces avec changement brutal de diamètre → aspect d'échelon.
• Tournage conique (Taper Turning) : Mouvement incliné pièce/outil → transition en rampe entre deux diamètres.
• Tournage de contour (Contour Turning) : Outil suit chemin axial géométrie prédéfinie. Plusieurs passes nécessaires. Outils de forme : même contour en une passe.
• Chanfreinage (Chamfer Turning) : Transition angulaire entre deux diamètres (au lieu d'angle droit).
• Tournage de forme (Form Turning) : Outil de forme spéciale, pénétration radiale. Avance : radiale.

2. Surfacage (Facing)

Pièces légèrement plus longues que la cote finale. Usinage de l'extrémité perpendiculaire à l'axe de rotation. Outil avance le long du rayon pour obtenir la longueur finale et une face lisse par enlèvement d'une fine couche.

3. Tronçonnage (Parting)

Coupe de la pièce en fin de cycle. Outil de forme spécifique pénètre perpendiculairement à l'axe de rotation, coupe progressive pendant la rotation. Quand l'outil atteint le centre, la pièce tombe. Récupérateur de pièce souvent utilisé.

4. Rainurage (Grooving)

Création d'une étroite rainure (« gorge ») dans la pièce. Largeur = largeur de l'outil. Passes multiples pour rainures larges. Deux types : rainurage extérieur (outil pénètre radialement latéralement) et rainurage sur face (outil perce la face).

5. Filetage (Threading)

Outil avance le long de la pièce et coupe filets sur surface extérieure. Filet = gorge hélicoïdale uniforme à pas et longueur définis. Filets profonds = passes multiples.

6. Moletage (Knurling)

Crée motifs cannelés sur surface. Augmente adhérence et aspect visuel. Outil unique : une ou plusieurs molettes (knurls) cylindriques rotatives sur porte-outil. Dents roulent sur pièce → motifs cannelés. Motif losange le plus courant.

7. Alésage (Boring)

Outil pénètre axialement, enlève matière sur surface intérieure pour créer formes ou agrandir un trou existant.

8. Perçage (Drilling)

Enlève matière à l'intérieur de la pièce. Résultat : trou de diamètre = foret utilisé. Forets sur poupée mobile ou porte-outil du tour.

9. Alésage de finition (Reaming)

Opération d'étalonnage agrandissant le trou. Alésoir pénètre axialement par l'extrémité et élargit le trou à son diamètre. Enlève peu de matière, souvent après perçage pour diamètre plus précis et finition intérieure plus lisse.

10. Taraudage (Tapping)

Outil à fileter pénètre axialement et coupe filet dans trou existant. Trou correspond à taille de l'outil pour le filet désiré. Aussi : fabrication de filets sur écrous.

Outils de tour

Travail général : outil monopoint. Opérations spéciales : outils multipoints possibles.

Types d'outils de coupe pour tour

• Outil de tournage (Turning Tool)
• Barre d'alésage (Boring Bar)
• Outil de chanfreinage (Chamfering Tool)
• Outil de moletage (Knurling Tool)
• Outil de tronçonnage (Parting Tool)
• Outil de filetage (Thread Cutting Tool)
• Outil de surfacage (Facing Tool)
• Outil de rainurage (Grooving Tool)

Large gamme classable par matériaux, structures, usages.

• Outil de tournage : Enlève matière. Outil d'ébauche = enlèvement maxi. Outil de finition = peu de matière, bon état surface, précision.
• Barre d'alésage : Agrandir un trou existant. Pénètre facilement, élargit diamètre rapidement, calibre pour ajustement composants.
• Outil de chanfreinage : Chanfrein = arête de transition entre deux faces, forme de biseau. Crée biseau ou rainure sur pièce. Adoucit arêtes vives/dangereuses.
• Outil de moletage : Produit pièces moletées par création/pression d'un motif sur section ronde, sert de préhension (poignées), aussi sur fixations (écrous). Motif spécifique sur l'outil.
• Outil de tronçonnage : Outil à lame étroite pour tourner, raboter ou couper pièce en deux. Coupe pièces depuis corps principal usiné. Nombreuses formes.
• Outil de filetage : Coupe filet sur pièce. Filetage extérieur : pièce en mandrin ou entre deux centres. Filetage intérieur : pièce en mandrin, outil avance linéairement, enlève copeaux à chaque passe.
• Outil de surfacage : Surfacage sur tour : surface plane perpendiculaire à l'axe de rotation. Outil sur porte-outil reposant sur chariot. Avance perpendiculaire à l'axe de rotation.
• Outil de rainurage : Plaquette carbure sur porte-outil spécial. Multi-pointes, affûtée dimensions/formes requises : rainure, autres travaux.
• Outil de forme (Forming Tool) : Plat ou circulaire sur tour. Outils simples : arêtes affûtées selon forme de gorge, sous-coupe, filet.
• Outil pour épaulement (Shoulder Turning Tool) : Épaulement carré : outil à arête vive ou outil de surfacage. Épaulement biseauté : outil de tournage droit avec angle de coupe latéral et rayon de nez nul. Épaulement avec congée : outil droit avec rayon de nez = rayon de congée.
• Outil de suralésage (Counterboring Tool) : Suralésage par outil d'alésage ordinaire. Arête affûtée pour laisser épaulement. Suralésoir multi-arêtes courant.
• Outil de sous-coupe (Undercutting Tool) : Pointe et forme d'arête = forme de gorge requise. Angle de dépouille sur tous les côtés. Avance longitudinale pour gorge de recul. Angle de dépouille avant selon alésage pièce.

Applications du tour

• Pièces rondes ou partiellement rondes.
• Filets mâles et femelles.
• Tronçonnage.
• Alésage, perçage, moletage bouton.
• Polissage surface pièce conique, conicité d'arbre.
• Surfacage / dressage brut.
• Petits fraisages possibles : fraise en mandrin, pièce serrée sur porte-outil.
• Entraînement pompes hydrauliques sans moteur : sens et vitesse tout arbre entrant dans mandrin.
• Métal, plastique, bois — peu de limites pratiques aux matériaux.
• Alignement deux morceaux d'arbre brisé avant réparation.
• Chanfreinage d'arête.

Avantages du tour

• Précision très élevée (tours CNC vs tours conventionnels).
• Cadence de production élevée.
• Opérateur hautement qualifié non indispensable.
• Automatisation complète → travail plus facile, plus rapide.
• Usinage très rapide (tour et tour CNC).
• Grande polyvalence : création de toutes sortes de pièces et produits.

Inconvénients du tour

• Mauvaise maintenance → détérioration pièces par manque de lubrification.
• Usure rapide si opérateur insuffisamment compétent.
• Odeurs fortes à haute vitesse de coupe → impact santé.
• Plus chers que machines conventionnelles (presque toutes opérations possibles).

FAQ

Qu'est-ce qu'un tour ?

Machine-outil faisant tourner une pièce autour d'un axe pour effectuer coupe, meulage, moletage, perçage, déformation, surfacage, tournage avec outils appliqués → objet symétrique autour de l'axe.

Comment fonctionne un tour ?

Machine-outil pour façonner métal/bois. Rotation pièce autour outil fixe. But : enlever matière superflue → pièce bien formée.

Combien d'opérations un tour peut-il faire ?

Courantes : tournage, surfacage, rainurage, tronçonnage, filetage, perçage, alésage, moletage, taraudage.

Quels sont les outils de coupe de tour ?

1. Outil de tournage
2. Barre d'alésage
3. Outil de chanfreinage
4. Outil de moletage
5. Outil de tronçonnage
6. Outil de filetage
7. Outil de surfacage
8. Outil de rainurage

Quels sont les usages d'un tour ?

« Mère des machines-outils » : façonnage, perçage, ponçage, moletage, tournage, coupe, déformation. Polyvalence rare, base du travail métal/bois.

Quels sont les 3 types de tours ?

• Tour parallèle / tour à moteur
• Tour à grande vitesse
• Tour à tourelle et tour à poupée mobile
• Tour de précision
• Tour d'établi
• Tour automatique
• Tour spécial
• Tour CNC

Qu'est-ce que CNC et tour ?

Commande numérique (CNC) + instructions de conception précises. Tour CNC : pièce serrée et tournée par broche principale, outil de coupe monté et déplacé sur plusieurs axes.

Qu'est-ce qu'un tour de base ?

Tourne matériau cylindrique, touche outil de coupe, coupe matériau. Machine-outil la plus utilisée. Matériau fixé solidement au mandrin. Tour démarré → mandrin tourne.

Qu'est-ce qu'un travail sur tour ?

Machines qui façonnent, alèsent, ou coupent filet dans bois/métal. Opérateur tour : préparation, planification, exécution.

Qu'est-ce qu'un guidage de tour ?

Bancs en fonte fine. Surfaces usinées/rectifiées du banc où coulissent chariot et poupée mobile = guidages (ways). Tours haute qualité : guidages trempés par induction/flamme pour minimiser usure.

Combien d'axes sur un tour ?

Tour = machine 2 axes. Avec 3, 4, 5 axes → centres de tournage (turning centers).

Qu'est-ce que le tournage sur tour ?

Tournage = usinage sur tour. Machine utilise outil de tournage sur pièce tournante. Sur tour : forets, alésoirs, tarauds, filières, molettes aussi utilisables.

Comment devenir opérateur tour ?

Diplôme secondaire ou équivalent + expérience pertinente (formation sur le tas ou apprentissage).

Comment mesurer un tour ?

Hauteur du banc au centre broche × 2 = diamètre maxi (swing). Distance entre pointe broche et poupée mobile = longueur maxi pièce (distance entre pointes).

Qu'est-ce qu'un tour à usage spécial ?

Pour usages spéciaux : production lourde pièces identiques. Fonctions spécifiques impossibles sur tours standards.

Qui a inventé le tour ?

Jacques de Vaucanson, inventeur/artiste français, premier tour tout métal (~1751), crucial pour Révolution industrielle. Tour = « mère des machines-outils » : première machine-outil ayant conduit à l'invention des autres.

Qu'est-ce qu'un tour en construction ?

Latte (lath) : matériau fixé aux éléments structurels d'un bâtiment comme base pour enduit. Bois, métal, plâtre, panneau isolant. Anciennes maisons : lattes bois étroites.

Quand le tour à métal a-t-il été inventé ?

Premier tour à chariot tout métal documenté : Jacques de Vaucanson vers 1751.

Pourquoi des engrenages de renvoi (back gears) sur un tour ?

Mécanisme additionnel sur tour à courroie. Obtient gamme de vitesses broche plus lente et plus étendue. Engrenage monté à l'arrière de la tête fixe.

Le swing (diamètre maxi) est-il diamètre ou rayon ?

Swing = diamètre maximum de pièce pouvant entrer dans la machine. Valable tour bois et tour métal.

Qui est le père du tour ?

Henry Maudslay (1771–1831), ingénieur/inventeur britannique du tour à métal et autres dispositifs.

Quel outil utilise-t-on sur un tour ?

Classifications : Usage (tournage, alésage, chanfreinage, rainurage...), Matériau (acier rapide, carbure, diamant...).

Comment le premier tour a-t-il été fait ?

1800 : Maudslay construit premier tour tout métal pour tarauder vis, guidage broche central. Dix ans pour broche satisfaisante.

Pourquoi le tour n'est-il pas une machine ?

Traditionnellement : opération sur tour obligatoire pour tout produit mécanique, même pour fabriquer une autre machine-outil. Par sa capacité extrême, métallurgistes désignent tour comme « machine-outil ». Donc : tour n'est pas une machine, c'est une machine-outil.

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