Tournage CNC Expliqué : Processus, Applications et Avantages

Si vous souhaitez fabriquer des pièces dans un atelier d'usinage CNC, mais n'êtes pas sûr du bon processus, cela peut causer de la confusion. Surtout si vous n'êtes pas familier avec les services d'usinage CNC.

Pour commencer, rappelez-vous que les machinistes utilisent certaines techniques d'automatisation pour fabriquer des pièces. Les plus courantes sont le fraisage CNC et le tournage CNC. Les deux ont leur but spécifique, et il n'y a pas de compétition entre les deux. Cela signifie que comprendre le tournage CNC est aussi important que comprendre le fraisage CNC.

Puisque cet article traite du tournage CNC, comprenons ce qui le rend si important pour la fabrication.

Qu'est-ce que le Tournage CNC ?

Le tournage à commande numérique par ordinateur (également connu sous le nom de tournage CNC) est un processus d'usinage de précision qui utilise une machine de tournage CNC pour couper une pièce de manière linéaire tout en la faisant tourner pour former une pièce cylindrique.

Le processus est réalisé à l'aide d'un tour mécanique, qui réduit essentiellement le diamètre de la pièce en une forme spécifique selon une dimension donnée, obtenant ainsi une pièce finie polie. Bien que le matériau de départ soit généralement rond, il peut également avoir d'autres formes, telles que carrée ou hexagonale.

Comment Fonctionne le Tournage CNC ?

Le processus de tournage est effectué dans un atelier de tournage CNC dédié. Que le tour utilisé dans ce processus soit horizontal ou vertical dépend du poids et de la plage de tolérance de la pièce usinée.

Dans le processus de tournage CNC, la pièce (matériau à traiter) est placée sur un instrument appelé "mandrin", qui tourne à un régime spécifié. En même temps, l'outil est avancé dans la pièce pour enlever de la matière et former la forme désirée. La tourelle avec accessoires d'outils est programmée pour se déplacer vers la barre de matière et enlever la matière pour produire le résultat programmé. Comme cela implique l'enlèvement de matière, ce qui est différent de "l'impression 3D" (addition), on l'appelle aussi "usinage par enlèvement". Si le centre a à la fois des fonctions de tournage et de fraisage, vous pouvez arrêter la rotation de la barre et ajouter d'autres fonctions, telles que le perçage, les rainures et le fraisage de surfaces.

Les outils du tour CNC ou du centre de tournage sont montés sur une tourelle contrôlée par ordinateur. Plus la tourelle peut contenir d'outils, plus la complexité des pièces est élevée.

Il existe de nombreux types différents de centres de tournage CNC. Ils ont divers types d'options d'outils, d'options de broche, de limites de diamètre extérieur, et de fonctions de puissance et de vitesse, qui affectent tous le prix des pièces tournées.

La Différence Entre le Fraisage CNC et le Tournage CNC

En général, le tournage et le fraisage sont souvent appelés "usinage CNC" - nos clients demandent souvent l'usinage CNC au lieu du tournage ou du fraisage comme le nom l'indique. Bien sûr, c'est notre travail de garantir que le processus le plus approprié est utilisé à chaque fois.

En bref, la différence entre ces deux processus se résume à l'endroit où la pièce bouge - généralement la pièce ou la machine.

Grâce au tournage CNC, la pièce métallique est introduite dans le tour et tournée à grande vitesse, tandis que l'outil de coupe à pointe unique enlève une partie du métal pour former la forme désirée. Lors du fraisage, la pièce reste généralement stationnaire et l'outil de coupe multipoint tourne autour d'elle. (Article connexe : Quelle est la Différence Entre le Fraisage CNC et le Tournage CNC)

Quels Sont les Types de Tournage CNC ?

Il existe une variété d'opérations de tournage qui peuvent être utilisées pour couper différentes formes de pièces, telles que droites, courbes ou rainurées.

1. Tournage conique

Dans le tournage conique, une surface standard est créée en réduisant ou augmentant progressivement le diamètre total de la pièce d'une partie à l'autre.

Les éléments coniques sont principalement utilisés pour les structures mécaniques, et peuvent être internes ou externes.

2. Tournage dur

Essentiellement, le tournage dur désigne un processus dans lequel la résistance du tournage de la pièce dépasse 45 HRC (Rockwell C). Principalement après le traitement thermique des pièces, le tournage dur est généralement utilisé à la place de l'opération de meulage.

3. Tournage de face

Lors du tournage de face, il s'agit de l'enlèvement de matière en faisant en sorte que l'outil de coupe et l'axe de la pièce tournante soient à un angle approprié pour produire une surface plane.

Vous pouvez également utiliser un mandrin à quatre mors dans le tournage de face pour créer différentes formes non cylindriques.

4. Tournage sphérique

Dans le tournage sphérique, au fur et à mesure que la matière est progressivement réduite, une surface sphérique ou en forme de sphère est formée sur la pièce.

Il est principalement adapté aux engrenages, au moulage par injection et aux composants hydrauliques et autres équipements.

5. Alésage

L'alésage est essentiellement le processus d'agrandissement d'un trou dans une pièce en enlevant de la matière à l'aide d'une pointe de coupe à pointe unique.

Il est principalement utilisé pour couper des trous avec des dimensions précises et des trous coniques dans des matériaux tels que les cylindres ou les tuyaux.

6. Tronçonnage

Comme son nom l'indique, le tronçonnage consiste à enlever une partie d'une longueur spécifique en insérant un outil de coupe en forme de lame dans le brut d'origine.

7. Rainurage

Similaire au tronçonnage, le rainurage peut couper un morceau de matière première à une certaine profondeur au lieu de le couper complètement.

Il peut être effectué dans les zones internes et externes du travail.

8. Perçage

Le perçage est essentiellement le processus de création d'un trou rond à l'intérieur de la pièce pour enlever la matière.

L'opération de perçage est réalisée en fixant fermement la perceuse standard dans la tourelle du tour et en l'alimentant directement dans la pièce.

9. Moletage

Le moletage est un processus de tournage spécial dans lequel un motif droit ou en losange est pressé sur la surface de la pièce pour offrir une meilleure apparence et adhérence. Cela se fait à l'aide d'outils uniques.

Séparément, aucune de ces opérations n'est magnifique. Cependant, si vous les mélangez et les associez tous et incorporez la précision de la programmation informatique, des pièces de haute qualité incroyables sont développées.

Comment Améliorer le Tournage CNC

Aucun atelier ne veut voir ses pièces détruites ou mises au rebut à la fin du tournage CNC. Bien que la bonne technologie et les bons outils puissent être combinés pour terminer le travail à temps, il y a d'autres variables à considérer avant d'atteindre l'étape de finition. Vous pouvez prendre les mesures suivantes pour obtenir la meilleure finition de surface :

Augmenter la Vitesse

Cela est en fait le plus applicable lors de l'utilisation d'outils en carbure cémenté. Lors de l'augmentation des pieds de surface par minute (SFM), cela garantira que la matière est en contact avec la pointe de l'outil pendant une période plus courte, et cela réduira également l'accumulation de bord sur l'outil, résultant en une mauvaise finition de surface.

Réduire le Taux d'Avance

La réduction de la vitesse d'avance aide à améliorer la finition de surface. Cela aidera également à réduire l'usure du flanc et à prolonger la durée de vie de la lame. De plus, doubler le rayon de nez aidera à améliorer la finition de surface. Pour les applications d'ébauche, il est préférable d'utiliser un outil avec un taux d'avance élevé pour enlever rapidement la matière. Pour la finition, il est préférable de réduire la vitesse d'avance et de réduire l'angle de coupe.

Utiliser un Brise-Copeaux

Une mauvaise rupture de copeaux, l'arrêt pour enlever les copeaux, et l'augmentation de la température du bord de coupe de l'outil peuvent également entraîner une mauvaise finition de surface. Le brise-copeaux peut produire des copeaux plus petits, qui peuvent être rapidement enlevés de la zone de coupe. Et comme il n'est plus nécessaire d'enlever le copeau à la main, la sécurité est améliorée.

Si le brise-copeaux peut couper les copeaux à une longueur suffisante, la vibration sera minimisée ; les copeaux ne s'enrouleront pas autour de la pièce et l'outil ne sera pas endommagé. Le brise-copeaux réduit également la résistance de coupe et peut éviter l'écaillage ou les dommages au bord de coupe. Une résistance de coupe plus faible réduit la chaleur et retarde l'usure de l'outil.

Utiliser la Bonne Technique

Ce que vous voulez, c'est créer des copeaux de mince à mince. Votre technique est essentielle pour obtenir une finition de surface lisse. Choisissez un outil plus petit que le rayon de nez pour le programmer afin d'obtenir une transition lisse de ligne à ligne.

Lors de la coupe finale, non seulement vérifiez la pièce, mais faites aussi tout votre possible. Vous devriez aussi lire vos copeaux. Les caractéristiques du copeau dicteront quels réglages d'usinage ou ajustements d'outil doivent être faits.

Utiliser Différents Outils Pour l'Ébauche et la Finition

On pourrait dire que le même insert peut être utilisé pour l'ébauche et la finition. Mais il est préférable d'utiliser des lames séparées, une pour l'ébauche et l'autre pour la finition. Lors de l'ébauche, vous pouvez utiliser une fraise à pas croisé avec un grand rayon de nez et un grand angle de rake et un taux d'avance rapide. Pour la finition, vous pouvez utiliser des outils de finition à pas fin avec un angle de dépouille approprié et un lisseur plat pour fournir une meilleure finition de surface.

Évacuer les Copeaux

L'utilisation ou non de liquide de refroidissement dans les applications de fraisage est controversée. Mais tout dépend du type de travail que vous effectuez, comme le fraisage de cavités profondes, le type de matériau, et l'insert que vous utilisez. Dans certains cas, l'utilisation de liquides de refroidissement doit être évitée. Cela peut causer des fissures thermiques et raccourcir la durée de vie de l'outil, et peut avoir un impact négatif sur la finition de surface. Mais pour l'aluminium, l'acier doux ou les alliages à base de nickel, l'utilisation de liquide de refroidissement empêchera l'outil de coller à la pièce.

Vérifier Vos Outils et Serrage de Pièce

C'est une bonne idée de vérifier l'état du porte-outil. Les porte-outils vieux et usés peuvent causer le mouvement de la lame. Cela peut provoquer des vibrations et affecter négativement la finition de surface de la pièce. Vous avez aussi besoin d'un serrage stable et rigide, surtout avec un taux d'enlèvement de métal élevé.