10 types d'opérations de tournage : Connaître les opérations sur les tours

Les opérations de tournage jouent un rôle crucial dans la fabrication de composants mécaniques de haute précision pour diverses industries d'usinage CNC. Plusieurs opérations de tournage permettent de transformer la matière première en pièces aux formes souhaitées, telles que des manchons, des engrenages, etc. La connaissance de ces opérations de tournage est essentielle pour choisir le procédé le plus adapté aux résultats escomptés. C'est pourquoi, dans ce guide, nous allons explorer 10 types d'opérations sur un tour, du tournage direct au dressage. Poursuivez votre lecture pour découvrir plus en détail ces opérations de tournage CNC.

Qu'est-ce qu'une opération de tournage ?

Tournant Le tournage est un procédé de fabrication bien connu permettant d'obtenir des composants à l'état de surface remarquable grâce à l'utilisation d'un tour et d'un outil de coupe à un seul point. Les tours sont des machines rotatives qui font tourner la pièce autour de son axe tandis qu'un outil de coupe enlève de la matière. Le tournage peut être manuel ou assisté par commande numérique (CNC) pour une précision et une répétabilité accrues. Il est utilisé dans des secteurs où la précision, la résistance et la répétabilité sont essentielles, comme l'aérospatiale, l'automobile et la fabrication de machines industrielles.

Quelle est la différence entre les opérations de fraisage et de tournage ?

Pour sélectionner le procédé d'usinage approprié entre fraisage et tournageIl est donc essentiel de comprendre les différences entre les deux. Il faut tenir compte de la géométrie du produit, de son coût et des besoins de production. Fondamentalement, les deux procédés diffèrent du point de vue du processus de production :

En usinage, la pièce est fixée sur un tour qui tourne, et un outil de coupe se déplaçant linéairement enlève de la matière pour obtenir la forme souhaitée. En fraisage, la pièce reste immobile ou se déplace linéairement, tandis qu'un outil de coupe multipoints rotatif (fraise) effectue la découpe.

Nous avons compilé les informations concernant le tournage et le fraisage afin de vous permettre de comprendre les différences fondamentales entre ces deux procédés et de choisir celui qui vous convient le mieux :

Comment fonctionne le tournage ?

Lors d'une opération de tournage, la pièce est fixée sur un tour et mise en rotation à une vitesse spécifiée tout en se déplaçant linéairement le long d'un ou plusieurs axes afin d'enlever de la matière. L'outil suit le contour extérieur jusqu'à l'obtention du diamètre et de la géométrie souhaités. Tournage CNC (Commande numérique par ordinateur) Le fonctionnement est automatisé grâce à des instructions préprogrammées garantissant précision et répétabilité. En revanche, le tournage manuel requiert un opérateur expert pour contrôler les vitesses de rotation et de coupe en fonction de la forme et de la géométrie souhaitées.

1. Virage droit

Le tournage plan est l'un des procédés de tournage fondamentaux utilisés pour la fabrication de pièces généralement longues, minces et cylindriques. Lors du tournage plan, l'outil de coupe se déplace longitudinalement dans la pièce à usiner afin de réduire son diamètre jusqu'à l'obtention d'un diamètre constant requis.

Pièces typiques de tournage droit

Le tournage rectiligne est spécifiquement utilisé pour la fabrication de composants cylindriques, tels que des arbres, des goupilles, des tiges, des manchons, des supports, des essieux et des broches.

Caractéristiques principales

Le tournage cylindrique utilise un procédé de tournage longitudinal où un outil de coupe à un seul point est placé à 90°.⁰ Le centre de la pièce est prélevé. Le bloc de laminoir rotatif est avancé jusqu'à l'obtention de l'épaisseur souhaitée. La vitesse de coupe, la profondeur de passe et l'avance sont alors réglées en fonction du diamètre désiré.

Avantages des virages en ligne droite

• Le tournage extérieur permet d'obtenir des pièces à surface lisse, nécessitant peu ou pas d'usinage secondaire.
• Elle est réputée pour la production de composants aux tolérances serrées et d'une grande précision.
• L'un de ses atouts remarquables est sa capacité à traiter des composants fabriqués à partir de divers matériaux, qu'il s'agisse de métaux ou de composites.
• Associée à la commande numérique par ordinateur (CNC), elle permet de fabriquer des composants de haute précision à grande échelle.
• Considéré comme idéal pour les formes rondes, longues et simples.

2. Tournage par étapes

Le tournage étagé, également appelé tournage d'épaulement, est utilisé pour fabriquer des arbres à épaulement vif, parfaitement adaptés au montage de roulements et d'engrenages. Ces pièces ne s'ajustent qu'à des diamètres précis ; chaque épaulement doit donc être parfaitement dimensionné.

Pièces typiques de tournage étagé

• Entretoise : généralement utilisée dans les assemblages pour maintenir des écarts précis entre les pièces.
• Rondelle : Utilisée dans la répartition des charges, les supports de roulements et les raccords de précision.

Principales caractéristiques de la rotation des épaules

En tournage étagé, un outil de coupe ou de tronçonnage droit est utilisé pour enlever de la matière et obtenir un diamètre plus petit. Ce procédé permet de produire des arbres de diamètres précis et variés. Les transitions étagées perpendiculaires entre les diamètres assurent un positionnement précis des pièces s'assemblant.

Avantages des opérations de tournage par étapes

• Le tournage par étapes est considéré comme adapté à la production de pièces longues en raison de son efficacité lorsqu'il est combiné à une commande numérique par ordinateur (CNC).
• Le tournage d'épaulement permet de produire des arbres de diamètre complexe et de haute précision adaptés à divers équipements tels que les moteurs, les moteurs thermiques et les boîtes de vitesses.
• Le tournage par étapes est plus rapide et moins coûteux que la rectification pour les prototypes ou les petites séries.

3. Tournage conique

Le tournage conique est généralement utilisé pour produire des pièces cylindriques à structure conique de diamètres variables. Il nécessite un outil et un montage spécifiques par rapport aux autres opérations de tournage et peut être réalisé de différentes manières :

Décalage de la contre-pointe : cette méthode consiste à déplacer latéralement la contre-pointe pour former un axe incliné. Simple mais moins précise, elle est principalement utilisée sur les tours manuels pour réaliser des cônes longs.

Méthode de rotation à angle de conicité variable : le porte-outil est mis en rotation selon un angle de conicité précis ; l’outil de coupe suit ainsi un angle de coupe particulier. Cette méthode convient aux faibles conicités, comme celles des assemblages à tenon et mortaise.

Tournage conique CNC : Fonctionne selon une méthode d'interpolation programmée.

Applications typiques sur les arbres

Le tournage conique trouve son application dans la fabrication d'outils tels que des porte-outils, des arbres de liaison et des pièces de moules dans les industries aérospatiales, automobiles et énergétiques.

Caractéristiques principales

• Produit une variation progressive du diamètre sur toute la longueur d'une pièce cylindrique, formant une surface conique.
• L'outil de coupe se déplace selon un angle précis par rapport à l'axe de rotation.
• Peut être réalisé en décalant la contre-pointe, en utilisant un chariot composé ou en employant un dispositif conique.

Avantages du tournage conique

Elle garantit la précision dimensionnelle et améliore la durabilité des pièces assemblées. De plus, la méthode de compensation de la contre-pointe est simple et adaptée aux opérations rapides et non critiques. Un autre avantage remarquable du tournage conique CNC est la production de pièces d'une grande précision et d'une grande régularité, idéales pour les industries exigeant des tolérances serrées.

Tournage par étapes vs. tournage conique

Le tournage étagé et le tournage conique consistent tous deux à usiner l'outil le long de son diamètre pour obtenir des pièces de diamètres variables. C'est pourquoi on les confond parfois. Voici un tableau récapitulatif de leurs principales différences :

4. Profil (Forme) Tournant

Le tournage de profilage utilise un outil spécialisé appelé « outil de formage », qui enlève de la matière de la pièce jusqu'à l'obtention du contour ou du profil souhaité. Le tournage de profilage peut être réalisé sur les diamètres intérieurs, frontaux et extérieurs de la pièce. C'est pourquoi on le divise en trois types.

Types de tournage de profil

• Tournage de profil intérieur : Il est utilisé pour former une forme complexe à l'intérieur de l'alésage.
• Réglage de la forme externe : Dans ce mode de réalisation, les parties externes des composants sont façonnées en enlevant le surplus de matière.
• Usinage de profil de face : La face du composant est usinée pour obtenir la géométrie souhaitée.

Pièces typiques de tournage de profil

Grâce au tournage conique, les fabricants peuvent produire des arbres aux contours complexes, ainsi que des brides et des colliers. De nombreux fabricants privilégient également le tournage de profils pour la fabrication de raccords et de composants mécaniques sur mesure de haute précision.

5. Opérations face

Tourner le visage ou usinage de surfaçage Le surfaçage est utilisé pour usiner la surface d'extrémité d'une pièce afin d'obtenir une face plane et lisse. Cette opération est généralement employée pour les brides et les composants nécessitant des extrémités de surface précises.

Principales caractéristiques de l'orientation

Dans ce procédé, l'outil de coupe se déplace perpendiculairement à l'axe de la pièce. Ce procédé est reconnu pour obtenir un état de surface précis et un diamètre contrôlé.

Pièces typiques de tournage frontal

Le tournage de face est utilisé pour produire des pièces cylindriques nécessitant des arêtes de surface précises. Ces composants comprennent des manchons, des disques, des arbres et notamment des dents de scie.

Quels sont les avantages du tournage de la face ?

Ces procédés sont réputés pour offrir une grande précision, une meilleure qualité de surface et un enlèvement de matière efficace pour la finition de la face d'extrémité.

6. Séparation et Gorges

Le tronçonnage et le rainurage sont des opérations de tournage spécialisées dans lesquelles une partie considérable de la pièce est enlevée, la séparant du reste du matériau.

Principales caractéristiques du procédé de tronçonnage et de rainurage

Ces deux procédés se caractérisent principalement par l'utilisation d'outils spécialisés permettant de réaliser les opérations requises. Par exemple, le tronçonnage consiste à créer des rainures étroites sur la pièce jusqu'à son centre. Le rainurage, quant à lui, consiste à graver de petites rainures sur les diamètres intérieur ou extérieur de composants tels que des bagues de retenue et des logements de joints toriques.

Types de séparation

Applications du tronçonnage et du rainurage

Ces opérations de tournage sont appliquées aux arbres, axes, colliers et anneaux. Ce procédé permet une réalisation précise des rainures, une séparation efficace des pièces et une réduction des déchets de matière.

7. Filetage et taraudage

Threading

Le filetage est principalement connu pour la création de rainures hélicoïdales de haute précision sur une pièce cylindrique. Il peut être interne ou externe. Il est utilisé pour la fabrication de filetages destinés à la fixation. Le filetage garantit un ajustement précis et une fixation fiable dans les assemblages mécaniques.

Caractéristiques du filetage

Lors d'un tournage taraudé classique, des trous taraudés sont créés dans la pièce à usiner pour permettre l'insertion de vis, de boulons ou d'autres composants filetés.

Avantages du filetage

Voici quelques avantages du filetage :

• Produit des rainures hélicoïdales précises et robustes pour une fixation fiable.
• Permet des connexions mécaniques sécurisées dans les assemblages.
• Convient aux filetages internes ou externes sur une variété de composants.

Tapotement

Le taraudage utilise un taraud, un outil rigide en forme de vis doté de cannelures droites ou hélicoïdales qui créent des arêtes de coupe pour former un filetage. La précision est essentielle pour garantir des assemblages filetés sûrs, robustes et fonctionnels, car les composants filetés doivent résister aux forces de cisaillement exercées par les fixations.

Pourquoi choisir la technologie Tapping ?

Les ingénieurs et les fabricants adoptent le taraudage pour les raisons suivantes :

Il offre des connexions filetées fiables

Il crée des filetages nets et précis.

L'enfilage convient aux opérations manuelles et automatisées.

Pièces typiques de filetage et de taraudage

Filetage : Boulons, vis, écrous, tiges filetées, fixations, goujons

Taraudage : Blocs-moteurs, brides, carters, composants nécessitant des trous taraudés pour vis ou boulons

8. Alésage (Tournage intérieur)

L'alésage ou le réglage interne est effectué pour rendre le trou déjà formé plus précis et plus grand pour les surfaces d'ébavurage.

Comment et quand aléser des pièces ?

Dans ce procédé, une barre d'alésage est placée dans un trou préformé, et une grande partie du matériau est d'abord enlevée pour atteindre le diamètre souhaité. La barre d'alésage est ensuite placée à l'intérieur de la pièce rotative pour lui donner une finition lisse. Ce procédé est utilisé lorsque le foret standard ne permet pas d'obtenir la précision requise.

Avantages des pièces d'alésage

L'alésage garantit que la précision, la longueur et la largeur du trou sont conformes aux exigences.

Comparé à d'autres procédés comme le perçage, il offre un meilleur contrôle de la précision et du résultat des trous.

Application du forage

Les trous produits par perçage et moulage sont finis avec une grande précision par alésage.

9. Forage et alésage sur le tour

Le perçage et l'alésage sont également des opérations d'usinage sur tour qui permettent de créer des trous et d'obtenir la finition requise pour un trou préformé. Le perçage forme le trou initial à l'aide d'un foret, tandis que l'alésage agrandit et lisse le trou pour obtenir un diamètre et un état de surface précis.

Quand utiliser le perçage et l'alésage ?

Lorsqu'un trou précis est nécessaire pour l'assemblage ou la fixation.

Agrandir un trou existant tout en améliorant la précision dimensionnelle.

Pour la réalisation de trous nécessitant une tolérance serrée et des finitions lisses.

Avantages de l'utilisation du perçage et de l'alésage

Ces procédés permettent d'obtenir des diamètres de perçage précis et constants et d'améliorer l'état de surface à l'intérieur du trou. Leur utilisation réduit le besoin de finitions secondaires.

10. Opérations de moletage

Le moletage est un procédé de finition permettant de créer différents motifs sur la surface de pièces cylindriques ou même sur des surfaces planes. Ce procédé consiste à presser la molette de moletage sur une pièce en rotation afin de déplacer la matière et de créer le motif souhaité. Il existe trois types courants de moletage.

Types de motifs de moletage courants

Diamond

Le moletage en losange consiste en des lignes diagonales croisées formant un motif quadrillé. Il offre une meilleure prise en main grâce à la friction entre les mains et la surface.

Cheveux lisses

Le moletage droit présente des lignes parallèles le long de son axe. Il est considéré comme idéal pour les applications d'emmanchement forcé.

Boucles Spiral

Elle crée un motif hélicoïdal sur la surface, alliant esthétique et adhérence fonctionnelle.

Où ajouter des motifs moletés

Les motifs moletés sont généralement ajoutés aux poignées, boutons, tiges et composants manuels lorsqu'une meilleure adhérence ou friction est nécessaire.

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Comment choisir les matériaux de tournage

Le choix du matériau de tournage approprié dépend généralement des exigences mécaniques, de l'usinabilité et des applications finales. Selon nos experts :

Les métaux comme l'acier inoxydable, l'aluminium et le laiton sont couramment utilisés pour leur robustesse et leur facilité d'usinage. Parallèlement, on peut opter pour des matériaux à base de plastique pour des pièces légères ou résistantes à la corrosion.

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Conclusion

En résumé, le tournage est un procédé essentiel à la production de composants de haute précision. Il permet d'usiner divers matériaux, notamment les métaux, les céramiques et les plastiques. La maîtrise des différents types de tournage est indispensable pour fabriquer des composants conformes aux spécifications. Les techniques avancées, telles que le tournage CNC, ont permis d'améliorer encore la précision, la répétabilité et la productivité.