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Tournage CNC (également connu sous le nom de Tournage CNC) est une opération d'usinage soustractif courante sur les tours CNC, définie comme une opération de tournage sur une machine CNC où la broche serre et fait tourner une barre solide tandis que des outils de coupe fixes enlèvent l'excès de matière pour fabriquer des composants finis ronds.
Le tournage CNC, l'un des principaux processus d'usinage CNC, offre une tolérance dimensionnelle étroite et une précision reproductible. Il est largement utilisé pour les arbres, les bagues et les pièces rotatives dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de la marine et de la machinerie agricole. Ce guide explique en détail le fonctionnement du tournage CNC, l'équipement de base, les opérations de tournage courantes, les matériaux utilisables, ainsi que les avantages et les inconvénients des composants tournés CNC.
Principaux enseignements
- Le tournage CNC en bref : Il fabrique des pièces automobiles et aérospatiales de précision tournées à la CNC par le biais d'une coupe en couches sur un stock brut en rotation.
- Le processus complet de tournage CNC couvre la préparation des matières premières, la conception CAO, la programmation FAO, l'usinage au tour et l'inspection CQ en plusieurs étapes pour garantir des dimensions finies homogènes.
- Les tours horizontaux et verticaux à commande numérique rationalisent l'usinage composite multiprocessus et réduisent le délai de production global ; le contrôle de l'ensemble du processus permet d'éviter les défauts de tolérance dimensionnelle.
- Le tournage CNC prend en charge des matières premières diversifiées, allant des alliages métalliques courants aux plastiques techniques, pour répondre aux demandes d'usinage industriel polyvalent.
Processus de tournage CNC
Comment fonctionne le tournage CNC
Le tournage est une méthode de fabrication de pièces par enlèvement de matière. Dans le tournage CNC, la machine-outil enlève de la matière d'une pièce circulaire. La pièce tourne à grande vitesse. L'outil de coupe se déplace sur la surface de la pièce, enlevant la matière couche par couche. La pièce est ainsi transformée à la taille et à la forme souhaitées. Le tournage CNC utilise un ordinateur pour contrôler le mouvement de la machine-outil. L'ordinateur suit un programme préétabli, indiquant à la machine-outil ce qu'elle doit faire.
Le tournage CNC peut utiliser une grande variété de matériaux. Les métaux tels que l'acier au carbone, l'acier inoxydable et l'aluminium sont largement utilisés. Les plastiques et le bois peuvent également être utilisés dans ce processus. Chaque matériau nécessite des outils de coupe et des réglages de machine-outil spécifiques. La machine-outil ajuste sa vitesse et sa force de coupe en fonction des différents matériaux. Cela permet d'éviter d'endommager les matériaux et de garantir la précision des pièces.
KEMING utilise des tours CNC modernes pour les opérations de tournage. Leurs machines respectent strictement les normes de qualité, garantissant que chaque pièce est conforme aux normes internationales. L'usine utilise des outils tels que des machines à mesurer tridimensionnelles, des pieds à coulisse et des micromètres pour contrôler les dimensions et la forme de chaque pièce. Les ouvriers de Keming inspectent les pièces pendant et après l'usinage, en utilisant à la fois des machines et des outils manuels pour détecter les erreurs. L'équipe chargée de la qualité procède à l'inspection finale à l'aide de plaques et de cales d'épaisseur.
Étapes du flux de travail
Le processus de tournage CNC comprend plusieurs étapes, chacune contribuant à la production de pièces correctes et de haute qualité. Ces étapes commencent par la sélection des matériaux et se terminent par l'achèvement et la livraison de la pièce finie.
- Sélection et préparation des matériaux : L'équipe sélectionne les matériaux appropriés pour les pièces. Les métaux tels que l'acier au carbone, l'acier inoxydable, le fer et l'aluminium sont largement utilisés.
- Conception CAO : Les ingénieurs utilisent des ordinateurs pour créer des dessins numériques des pièces.
- Programmation FAO : Le logiciel traduit les dessins en instructions pour la Machine CNC l'outil.
- Installation de la machine : Les ouvriers placent la matière première sur le tour CNC.
- L'usinage : La machine-outil fait tourner la pièce et l'outil de coupe la façonne. Les procédés d'usinage courants sont le tournage, le surfaçage, le filetage et l'alésage.
- Contrôle de la qualité : Les inspecteurs vérifient les pièces pendant et après l'usinage. Ils utilisent des outils tels que des pieds à coulisse, des micromètres et des machines à mesurer les coordonnées.
- Post-traitement : Si nécessaire, les ouvriers nettoient, polissent ou finissent les pièces.
- Assemblage ou intégration : Si nécessaire, les pièces finies sont assemblées avec d'autres pièces.
- Emballage et livraison : L'équipe emballe les pièces et les expédie au client.
Le tournage CNC permet d'usiner différents matériaux. Les métaux tels que l'aluminium, l'acier au carbone et l'acier inoxydable nécessitent des vitesses et des outils spéciaux. Les plastiques et le bois nécessitent des outils plus souples et des vitesses plus faibles. Les étapes d'usinage varient en fonction du matériau.
Les fabricants professionnels de produits de précision mettent en œuvre une gestion de la qualité tout au long du processus, y compris la vérification des matières premières, les essais de dureté et l'inspection non destructive par rayons X, afin de stabiliser la qualité des composants finis.
Conseil : Le tournage CNC permet de produire des pièces d'une très grande précision et d'obtenir des résultats constants à chaque fois. Les contrôles de qualité effectués à chaque étape permettent d'éviter les erreurs et de garantir des résultats stables.
Équipement de tournage CNC
Centres de tournage CNC
Les centres de tournage CNC sont essentiels dans les usines d'aujourd'hui. Ces machines permettent l'usinage assisté par ordinateur des métaux et autres matériaux. Les usines choisissent différents centres de tournage CNC en fonction de leurs besoins spécifiques en matière d'usinage. Les types les plus courants sont les suivants :
- Tours horizontaux à commande numérique
- Tours verticaux à commande numérique
- Centres de tournage horizontaux
- Centres de tournage verticaux
Chaque type de centre de tournage CNC présente ses propres avantages. Les tours CNC horizontaux conviennent mieux à l'usinage de pièces longues. Les tours verticaux à commande numérique conviennent à l'usinage de pièces lourdes et de grande taille. Les centres de tournage peuvent effectuer simultanément plusieurs opérations d'usinage, telles que le tournage, le fraisage et le perçage. Cela permet de gagner du temps et d'améliorer la précision des pièces. Les ateliers de transformation modernes utilisent des centres de tournage CNC modernes pour réaliser des opérations composites de tournage, de fraisage et de perçage et fournir des composants usinés de haute qualité dans diverses industries.
Principaux éléments
Les centres de tournage CNC sont constitués de nombreux composants importants. Chacun d'entre eux assure un fonctionnement efficace de la machine et une coupe précise. Le tableau suivant énumère les principaux composants et leurs fonctions :
| Composant | Fonction |
|---|---|
| Poupée | La broche et le moteur font tourner rapidement la pièce à usiner. |
| Tourelle | Contient de nombreux outils de tournage CNC et les change selon les besoins. |
| Chariot | Se déplace sur le banc du tour CNC pour placer les outils au bon endroit. |
| Contre-pointe | Maintient les pièces longues et arrête les secousses lors des coupes profondes. |
| Contrôle CNC | Lire le programme et déplacer le tour à commande numérique selon les besoins. |
| CAD/CAM | Transforme les dessins en 3D en étapes pour le tourneur à commande numérique. |
Outils de coupe
Les outils de tournage CNC façonnent les pièces en coupant la matière. Le choix de l'outil dépend de la tâche d'usinage et du matériau. Les outils de tournage CNC les plus courants sont les plaquettes, les barres d'alésage et les outils de filetage. Ces outils doivent être tranchants et robustes pour couper des métaux tels que l'acier au carbone, l'acier inoxydable et l'aluminium.
Types d'usinage par tournage CNC
Types d'usinage courants
Le tournage CNC transforme les matières premières en pièces finies. Chaque type de tournage CNC a sa propre fonction. Le tableau ci-dessous énumère quelques procédés courants de tournage CNC et leurs fonctions :
| Fonctionnement | Caractéristiques | Applications |
|---|---|---|
| Filetage | Réalise des filetages intérieurs ou extérieurs ; peut être métrique ou impérial. | Nécessaire dans les voitures et les bâtiments pour les attaches ; utilisé dans les tuyaux pour des connexions solides. |
| Taraudage | Réalise des filetages intérieurs ; obtient la bonne taille de filetage. | Utilisé dans les machines et l'électronique pour des connexions solides ; important pour la fabrication de pièces qui s'alignent. |
| Tournage | Enlève de la matière pour faire des formes rondes ; très précis. | Bon pour la fabrication d'arbres et de bagues ; nécessaire pour les pièces principales des moteurs et des turbines. |
| Face | Coupe en travers de l'extrémité pour obtenir une surface plane ; s'assure que la pièce est de la bonne longueur. | Utilisé pour préparer les pièces telles que les brides et les engrenages ; permet d'obtenir des surfaces lisses pour l'assemblage. |
| Ennuyeux | Les trous sont plus grands ; la taille de l'intérieur est parfaite. | Utilisé dans les voitures et les avions pour les pièces de moteur ; important pour créer des emplacements pour les roulements. |
Le tournage CNC, tel que le dressage, le filetage et l'alésage, aide les machinistes à fabriquer des pièces de formes et de dimensions précises. Ces processus de tournage CNC garantissent que chaque pièce s'assemble correctement et fonctionne correctement.
Pièces produites
Le tournage CNC permet de produire une grande variété de pièces. Les usines utilisent le tournage CNC pour fabriquer des arbres, des bagues, des fixations et des brides. Ces pièces sont utilisées dans des équipements tels que les moteurs, les boîtes de vitesses et les pompes. Les fabricants qualifiés produisent des pièces tournées CNC, notamment des composants de moteurs et des boîtiers résistants pour les machines automobiles, marines, ferroviaires et agricoles, en respectant des spécifications de sécurité industrielles strictes.
Conseil : Le tournage CNC permet aux entreprises de fabriquer un large éventail de pièces simples et complexes avec une grande précision.
Matériaux applicables
Le tournage CNC convient à une grande variété de matériaux. Voici quelques-uns des meilleurs matériaux pour le tournage CNC :
- Aluminium : Léger, facile à usiner et résistant à la rouille. Il est couramment utilisé dans les pièces tournées CNC pour l'aéronautique et l'automobile.
- Acier inoxydable : Solide, durable et résistant à la rouille. Convient aux pièces usinées par CNC dans les secteurs alimentaire, médical et maritime.
- Laiton : Facile à couper et sans étincelles. Utilisé pour les raccords et les pièces de précision usinées par CNC.
- Titane : haute résistance et légèreté. Utilisé pour les pièces usinées par CNC dans l'industrie aéronautique et médicale.
Avantages et limites du tournage CNC
Avantages
Le tournage CNC offre de nombreux avantages dans l'industrie manufacturière d'aujourd'hui. Les usines utilisent le tournage CNC pour fabriquer des pièces d'une extrême précision. Ces machines peuvent atteindre une précision de ±0,0001 pouce. Une telle précision est difficile à obtenir avec le tournage manuel. Une fois programmée, la machine peut produire la même pièce à chaque fois. Cela permet aux entreprises de maintenir une production de haute qualité, même en cas de commandes importantes.
Le tournage CNC contribue également à améliorer la productivité de l'usine. Ces machines peuvent fonctionner pendant de longues périodes avec une intervention humaine minimale et ont un taux d'erreur inférieur à celui du tournage manuel. Le tournage CNC permet d'usiner des formes difficiles à réaliser à la main. Ce procédé permet d'obtenir des surfaces lisses, ce qui élimine généralement la nécessité d'un polissage supplémentaire.
Les centres de tournage CNC fonctionnent bien avec les logiciels de CAO et de FAO, ce qui accélère et simplifie l'ensemble du processus, de la conception à la pièce finie. Le tournage CNC garantit également la sécurité des travailleurs, qui sont moins en contact avec les machines. Les ateliers de transformation qualifiés effectuent des tests stricts sur les produits finis au moyen d'une MMT et d'un contrôle non destructif par rayons X avant la livraison des produits.
Les principaux avantages du tournage CNC sont : la haute précision, la répétabilité des mêmes pièces et l'usinage rapide de formes complexes.
Défis
Le tournage CNC présente également quelques difficultés. Les machines et les logiciels sont coûteux et nécessitent un investissement initial important. L'utilisation et la programmation des tours CNC requièrent des travailleurs qualifiés. Parfois, une pénurie de personnel qualifié peut réduire la productivité.
Apprendre à programmer les tours à commande numérique peut s'avérer difficile. Si le programme fonctionne mal, la machine tombe en panne. Un mauvais serrage de la pièce ou une sélection incorrecte de l'outil peuvent entraîner des problèmes tels que des surfaces rugueuses ou des imprécisions dimensionnelles. Une inspection régulière et l'utilisation d'outils de coupe appropriés permettent d'éviter ces problèmes.
Applications
Le tournage CNC est largement utilisé dans diverses industries. Les constructeurs automobiles utilisent le tournage CNC pour fabriquer des pièces de moteur et des arbres. L'industrie de la construction navale utilise le tournage CNC pour fabriquer des pièces résistantes à la rouille. Les chemins de fer ont besoin de pièces robustes et précises fabriquées à l'aide du tournage CNC. Les agriculteurs utilisent des machines équipées de pièces tournées en CNC pour fabriquer des tracteurs et des moissonneuses.
Le tournage CNC est également respectueux de l'environnement. Les nouveaux centres de tournage CNC consomment moins d'énergie et produisent moins de déchets. L'usine recycle les copeaux de métal et utilise des machines plus silencieuses. Le traitement par lots permet aux usines de produire rapidement de grandes quantités de pièces, ce qui permet d'économiser des ressources.
| Processus de contrôle de la qualité | Outils utilisés | Objectif |
|---|---|---|
| Inspection des matières premières | N/A | S'assurer de la qualité du matériel |
| Contrôles en cours | MMT, jauges spéciales | Vérifier la taille et la précision pendant la fabrication |
| Inspections finales | Comparateurs optiques, testeurs de surface | S'assurer que les pièces sont en bon état avant l'expédition |
| Essais non destructifs | Essais par ultrasons, rayons X, magnétoscopie | Trouver les problèmes sans blesser la pièce |
Le tournage CNC permet de fabriquer des pièces en découpant le matériau avec une extrême précision. Ce processus fait appel à des machines-outils à commande numérique fonctionnant strictement selon des règles établies. Le tournage CNC aide les usines à produire des pièces aux dimensions précises, ce qui est essentiel pour la fabrication d'automobiles et d'avions. Le processus produit des pièces avec des tolérances dimensionnelles minimales, garantissant que la taille et la forme de chaque pièce répondent parfaitement aux exigences. Le tournage CNC permet d'éviter les erreurs et de maintenir un niveau de qualité élevé.
FAQ
Quelles sont les principales utilisations du tournage CNC ?
En tant qu'opération de tournage courante dans les machines CNC, le tournage CNC produit des composants ronds tournés CNC de précision, tels que des arbres, des douilles et des fixations, largement utilisés dans de nombreux domaines industriels.
Quelles sont les industries qui utilisent le plus souvent le tournage CNC ?
Les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de la marine, des chemins de fer et des machines agricoles font largement appel au tournage CNC pour la fabrication de pièces mécaniques rotatives de haute précision.
Quels sont les matériaux que les tours à commande numérique peuvent usiner ?
Le tournage CNC standard traite les métaux ferreux, les alliages non ferreux, notamment l'aluminium, le laiton, le titane et divers plastiques techniques.
Comment le tournage CNC garantit-il la qualité des pièces ?
Les fabricants mettent en œuvre un contrôle des matières premières, un contrôle dimensionnel en cours de fabrication à l'aide d'un pied à coulisse ou d'une MMT et des essais non destructifs finaux afin d'éliminer les défauts d'usinage.
Que fait un tourneur CNC ?
Un tourneur CNC effectue le réglage du tour, le chargement du programme FAO, la sélection des outils de coupe et le suivi de la production en temps réel pour l'ensemble du processus de tournage CNC.
