Choisir le bon outillage : Porte-outils linéaire vs Tourelle pour tours suisses

Le porte-outils linéaire (gang) offre un usinage rapide, précis et rentable sur tours de type suisse. Le porte-outils tourelle offre flexibilité et configuration facile. Quel type d'outillage est le bon pour le travail ?

Précédemment, nous avons discuté des 5 différences clés entre tour de type suisse et tours conventionnels. Les machines de type suisse utilisent plusieurs outils pour effectuer des opérations sur la pièce à l'intérieur d'un cycle. Les outils de coupe sont changés et mis en contact avec la pièce grâce au mécanisme d'outillage.

Dans cet article, nous parlerons de l'importance de sélectionner le bon type d'outillage. Lisez la suite pour découvrir les détails des types d'outillage disponibles et leur impact sur la qualité et le coût du produit final.

Dans la plupart des tours modernes, les mécanismes d'outillage se présentent en deux configurations distinctes

Type tourelle

Le porte-outils tourelle maintient un ensemble d'outils d'usinage sur un porte-outil rotatif à indexation. Les outils sont sélectionnés en faisant tourner le mécanisme jusqu'à ce que le bon outil soit en place.

Type porte-outils linéaire (gang)

Le porte-outils linéaire inclut une rangée d'outils sur un curseur linéaire. Les outils sont sélectionnés en déplaçant linéairement le curseur.

Quel type d'outillage est le bon pour le travail ?

Pour répondre à cette question, nous devons tenir compte de la nature de l'application et de la pièce à usiner. Avant de plonger dans une analyse détaillée de chaque type d'outillage, gardons à l'esprit les règles empiriques simplifiées.

• Utilisez le porte-outils linéaire pour usiner des pièces plus courtes avec un petit diamètre en utilisant un nombre limité d'outils — focus sur la vitesse et la productivité.
• Utilisez le porte-outils tourelle pour usiner des pièces longues ou de grand diamètre qui nécessitent un support de contre-pointe — focus sur la flexibilité.

Principaux facteurs à considérer lors du choix de l'outillage

1. Vitesse

   Le cycle d'usinage est plus court sur le tour utilisant un porte-outils linéaire que sur celui utilisant un porte-outils tourelle.

   Pendant le cycle d'usinage, les outils changent selon l'opération à effectuer. Les outils sont remplacés comme suit :

   1. Rétracter le mécanisme d'outillage loin de la pièce ;
   2. Faire glisser (linéaire) ou faire tourner (tourelle) le mécanisme d'outillage jusqu'à ce que le bon outil soit en place ;
   3. Remettre l'outil en contact avec la pièce.

   Dans cette séquence d'opérations, le porte-outils linéaire est significativement plus rapide.

2. Complexité et coût

   Le porte-outils linéaire est simple en construction, a moins de pièces mobiles, et coûte moins cher qu'un porte-outils tourelle.

   Le porte-outils tourelle incorpore beaucoup de pièces mobiles dans sa construction. Généralement, il est plus difficile de transmettre la puissance rotative aux positions d'outil sur une tourelle rotative. Les tourelles ont tendance à être plus volumineuses que le type linéaire. La complexité de construction, le nombre de pièces différentes et l'utilisation des matériaux rendent le porte-outils tourelle plus cher.

3. Changement de série (changeover)

   Le changement de série est plus rapide pour le porte-outils linéaire.

   Sur un porte-outils linéaire, les outils sont plus accessibles à l'opérateur humain. Il est plus facile et plus commode de changer les outils sur le porte-outil. Même quand les fraises doivent être remplacées à l'intérieur du cycle d'usinage, cela prend beaucoup moins de temps pour basculer entre l'outillage en type linéaire que en type tourelle. Comme avantage supplémentaire, le bloc entier d'outils peut être retiré et réutilisé lors de la réalisation de commandes récurrentes.

4. Précision

   La simplicité de la construction du porte-outils linéaire empêche l'empilement des tolérances dû aux composants mobiles, permettant l'usinage avec une plus grande précision que le porte-outils tourelle.

   De nombreux facteurs dictent la précision. Certains de ces facteurs sont typiquement liés à l'outillage, à savoir : le nombre de pièces mobiles dans la construction de l'outillage et la distance parcourue pendant le changement d'outil. L'outil doit entrer en contact avec la pièce à un emplacement précis le long de l'axe Y pour atteindre la précision maximale. Chaque pièce mobile additionnelle à l'intérieur de la configuration mécanique de l'outillage introduit des jeux et du retour qui détériorent la précision. De même, l'outil devrait parcourir la distance la plus courte possible avant d'entrer en contact avec la pièce pour réduire les erreurs de positionnement induites.

   Le porte-outils tourelle augmente la flexibilité d'usinage :

   1. Les tourelles peuvent contenir un grand nombre d'outils ;
   2. Les outils peuvent être reprogrammés pour couper différentes pièces ;
   3. Il est possible d'utiliser une contre-pointe pour l'usinage de pièces longues et minces ;
   4. Des pièces avec un diamètre plus grand peuvent être usinées.

5. Programmation et configuration initiale

   Le porte-outils tourelle est plus simple à programmer et plus facile à configurer initialement.

   Le porte-outils linéaire nécessite une considération attentive du dégagement lors de la programmation du changement d'outil. Cette disposition d'outils augmente le risque d'écraser l'outil dans la pièce lors de l'usinage de sections différentes avec des diamètres différents.

   La configuration initiale sur porte-outils linéaire est compliquée. Chaque fois qu'il y a un nouvel outil impliqué, le machiniste doit positionner les outils, les palper et faire un essai de coupe. Alors qu'avec l'outillage tourelle, il suffit de charger les machines et de les configurer simplement avec un prérégleur d'outils.

Conclusion

Alors que les objectifs des fabricants pour une productivité accrue continuent de grimper, nous nous efforçons continuellement vers des solutions qui peuvent fournir un usinage plus rapide et de meilleure qualité. Des broches plus rapides, une meilleure construction mécanique et l'avancement des commandes ont drastiquement augmenté le taux d'enlèvement de matière des tours de type suisse.

Les avancées les plus récentes en technologie d'outillage ont en plus diminué les temps de cycle en employant le porte-outils linéaire. Le porte-outils linéaire raccourcit le temps de cycle d'usinage en réduisant le temps nécessaire pour passer d'un outil à un autre. Une capacité de changement de série rapide augmente encore la productivité en permettant au jeu complet d'outils d'être rapidement interchangeable avec un autre bloc d'outils pour un travail prédéfini et récurrent. Le porte-outils linéaire a une construction simple et peu de pièces mobiles, ce qui le rend hautement précis et rentable.

D'un autre côté, pour des applications qui sont plus dans le domaine des tours conventionnels, le porte-outils tourelle offre des avantages de flexibilité et de configuration initiale rapide. Les pièces longues et minces qui ont besoin du support de la contre-pointe, ainsi que les pièces avec un diamètre plus grand, peuvent être facilement usinées en utilisant le porte-outils tourelle.