Tournage de précision : fonctionnement, avantages et applications

« Le tournage de précision permet d'obtenir des composants de haute précision en façonnant les matériaux avec des mesures exactes. C'est un procédé essentiel pour produire des pièces complexes aux détails fins. »

Tournage CNC Il s'agit d'un processus précis et complexe de création de pièces et de composants sur un tour à l'aide d'instructions contrôlées par ordinateur. Ce processus comprend des opérations de tournage conventionnelles et une commande numérique par ordinateur (CNC), qui trouve ses racines dans la civilisation égyptienne. Dans le tournage de précision d'aujourd'hui, un tour CNC est une machine-outil qui fait tourner la matière première appelée stock à grande vitesse sur plusieurs axes. 

In Tournage CNC, la pièce reste dans un état de révolution élevée et un outil de coupe à pointe unique ou émoussé fournit la forme requise. Le tournage de précision CNC est un processus crucial dans l'industrie manufacturière d'aujourd'hui car il peut créer des formes complexes et des tolérances étroites de ± 0.001 pouce (± 0.025 mm) ou mieux. 

Qu'est-ce que le tournage de précision CNC ?

Tournage de précision CNC

Le tournage CNC est une opération d'usinage de précision qui consiste à retirer la matière de la pièce en rotation sur son axe. Dans le cas du fraisage CNC, l'outil est fixe et la pièce est déplacée autour de lui, tandis que dans le cas du tournage CNC, la pièce tourne autour d'un outil fixe ou trace un chemin spécifique sur la pièce. Cette méthode est particulièrement adaptée à la fabrication de pièces arrondies, telles que des pièces cylindriques, avec une grande précision. Cela rend cette méthode meilleure que le fraisage CNC pour certaines formes. 

Dans le tournage CNC, les outils sont installés sur une tourelle qui les déplace vers la position requise selon un programme informatique et transforme progressivement le matériau en produit final en 3D. Cette configuration permet au fabricant de produire des prototypes ou des pièces finales de haute qualité.

Étapes du processus de tournage CNC

Processus de tournage CNC

CNC opérations de tournage Il s'agit d'un processus de haute précision dans lequel un outil de coupe fait tourner et usine la pièce. Vous trouverez ci-dessous un processus étape par étape pour la fabrication de pièces tournées de précision CNC. 

1. Sélection de l'outil de coupe 

La première étape consiste à sélectionner l'outil de coupe adéquat pour couper le type de matériau et le design à réaliser. Cette sélection est importante car elle contribue à obtenir la pièce finie avec les bonnes propriétés. 

2. Installation de l'outil de coupe 

L'outil de coupe est ensuite inséré dans le support pour assurer sa bonne fixation. L'usinage est un processus très délicat, une installation est donc nécessaire. 

3. Chargement de la pièce 

La pièce est placée dans le mandrin de la machine ou dans tout autre outil de maintien utilisé dans le processus. Il faut donc qu'elle soit bien centrée pour obtenir le résultat souhaité sur le tissu.

4. Configuration de l'appareil 

Le fonctionnement de la machine est contrôlé par l'introduction de valeurs dans le système CNC, telles que la vitesse de broche, la vitesse d'avance et la profondeur de coupe. Ces paramètres doivent être bien réglés pour que le processus de tournage puisse se dérouler sans entrave.  

5. Démarrage du processus de tournage 

Une fois tous ces réglages effectués, la machine est mise en marche et l'outil de coupe commence à découper le matériau en rotation. Il glisse sur la pièce et coupe la pièce en couches sur son passage pour lui donner la forme et la taille souhaitées. 

7. Inspection de la pièce finale 

Une fois le processus terminé, la pièce est tournée dans le sens inverse, le mandrin est ouvert et la pièce est examinée pour s'assurer qu'elle répond aux normes requises. Il s'agit d'une étape importante pour garantir que la pièce a été produite conformément aux normes attendues d'une pièce finie. 

Comparaison entre le fraisage CNC et le tournage de précision

Dans les fraiseuses CNC, les outils de coupe tournent sur la pièce à usiner alors que celle-ci reste immobile et ils sont amenés à tourner à grande vitesse. La broche maintient la fraise ou l'outil de coupe qui tourne rapidement et enlève de la matière. Selon les besoins, l'outil de coupe peut avoir 2 à 150 arêtes de coupe ou plus. 

D'autre part, une CNC usinage au tour La machine est équipée d'un outil de serrage (un mandrin) qui maintient la barre cylindrique en place. Une broche fait tourner l'outil de serrage et le matériau à une vitesse programmée, et un outil de coupe est stationnaire pour raser la pièce.

Les opérations de fraisage sont adaptées aux surfaces planes sur des blocs de matériau rectangulaires. L'outil de coupe utilisé dans la procédure est intermittent ; le fraisage CNC utilise un outil de coupe multipoint appelé fraise. Dans le tournage CNC, il n'y a qu'un seul point d'outil de coupe. Certains tours CNC ont des limitations de diamètre extérieur et l'outillage et les broches sont disponibles en option. 

De nombreux tours CNC produisent des formes rondes, mais peuvent également travailler sur des barres hexagonales. La plupart des centres de tournage CNC ne disposent que d'une seule broche, ce qui leur permet d'usiner une pièce d'un seul côté. D'autres centres de tournage disposent d'une broche centrale et d'une sous-broche pour une utilisation auxiliaire. Cela permet aux deux broches de fonctionner sur une pièce, créant ainsi de l'espace pour des fonctions supplémentaires si nécessaire.

Différences techniques entre les tours conventionnels et les centres de tournage

Les tours et les centres de tournage sont deux classes différentes d'outils d'usinage. Ils sont similaires dans leurs caractéristiques et leurs attributs, mais pas identiques. De plus, ils se distinguent par des différences fonctionnelles.

Tours traditionnels, qu'ils soient manuels ou Tour CNC tournant, fonctionnent généralement sur deux axes : X et Z. Ces machines ne peuvent effectuer que des opérations simples telles que le tournage, le surfaçage, le filetage, le moletage, le perçage à l'aide de la contre-pointe, l'alésage, l'alésage et tournage coniqueIls utilisent une seule broche et sont recommandés pour une utilisation où il n'y a que des mouvements le long de l'axe et des opérations de coupe simples. 

Les centres de tournage sont néanmoins une catégorie de machines-outils plus évoluées que les tours conventionnels. Ils peuvent avoir trois, quatre ou même cinq axes, ce qui les rend plus précis. Ces machines multi-axes peuvent effectuer des opérations que les tours conventionnels ne peuvent pas effectuer. Les centres de tournage sont équipés de tourelles d'outils de coupe grâce auxquelles le changement d'outil peut être effectué automatiquement, et bon nombre d'entre eux sont équipés d'outils motorisés pour le fraisage et le perçage. 

Les autres caractéristiques comprennent des sous-broches qui permettent un usinage simultané et réduisent ainsi le nombre d'opérations sur d'autres machines. Elles sont équipées d'un boîtier entièrement fermé pour la sécurité et le refroidissement, d'un système d'évacuation des copeaux et d'un système de refroidissement à grande vitesse pour des conditions de travail efficaces. L'idée de ce type de configuration est de pouvoir traiter simultanément des composants plus complexes, améliorant ainsi l'efficacité et la qualité. 

Tournage CNC vs tournage suisse

Voici une comparaison entre Tournage suisse vs tournage CNC.

Tournage CNC 

Dans le tournage CNC, la pièce ne bouge pas pendant qu'elle tourne à grande vitesse, tandis que l'outil de coupe se déplace dans les directions X et Z. Il est avantageux pour la production de pièces cylindriques avec de petites dimensions de tolérance et des surfaces lisses. Le tournage CNC est polyvalent ; il accepte divers matériaux et tailles et convient à la fabrication de pièces avec des fentes, des filetages et des cônes. La méthode peut être appliquée à d'autres matériaux, notamment les métaux, les plastiques et les composites, ce qui la rend polyvalente pour différentes industries. Le tournage CNC est le processus le plus efficace de fabrication de pièces rondes et cylindriques avec diverses sections transversales, telles que des arbres, des bagues et d'autres pièces. 

Tournage suisse 

Installation de tournage suisse

Le tournage suisse ou de type suisse permet de fabriquer des pièces de précision de petite taille avec une tolérance serrée. Contrairement au tournage CNC conventionnel, la pièce à usiner dans le tournage suisse peut également se déplacer le long de l'axe Z pendant l'usinage. La pièce à usiner est guidée par une douille de guidage, ce qui réduit la déflexion, ce qui rend cette méthode adaptée aux pièces longues et fines. Les machines suisses peuvent effectuer plusieurs opérations, telles que le tournage, le fraisage et le perçage, en un seul cycle, ce qui accélère le processus. Les composants fabriqués par tournage suisse peuvent n'avoir besoin que d'une finition minimale, ce qui réduit le temps global du processus. 

Avantages du tournage CNC de précision

Le tournage CNC est l'une des techniques les plus couramment utilisées dans la fabrication en raison de son efficacité, de sa grande précision et de son coût relativement faible. Voici les principaux avantages de cette méthode :

Précision et exactitude supérieures 

Le tournage CNC est idéal pour produire des produits cylindriques de taille très précise, interconnectés et fonctionnant au mieux de leurs capacités. 

Répétabilité constante 

Cela permet de fabriquer plusieurs unités de pièces similaires dans un court laps de temps avec un compromis minimal ou nul sur la qualité des pièces, ce qui est crucial dans les industries qui nécessitent une standardisation des pièces. 

Une grande polyvalence 

Le tournage CNC peut traiter des pièces variées, des formes complexes et différents types de matériaux. Grâce à cette flexibilité, il est largement applicable dans de nombreux secteurs.

Efficacité accrue 

Le tournage CNC peut être réalisé à grande vitesse car des outils de coupe sophistiqués et des tours automatiques permettent l'usinage simultané de plusieurs pièces. 

Automatisation et productivité 

Les tours CNC sont programmables et peuvent fonctionner de manière autonome, ce qui nécessite une intervention minimale. Cette automatisation améliore l'efficacité et réduit les dépenses en ressources humaines. 

Production rentable 

Le tournage CNC est également bon marché car la technologie offre une précision et une reproductibilité élevées ; par conséquent, peu de matériau est gaspillé et peu de main-d'œuvre est nécessaire. 

Fabrication de pièces complexes 

Le tournage CNC peut générer des contours complexes qui peuvent être difficiles à développer avec d'autres méthodes d'usinage, et il le fait avec précision. 

Idéal pour la production à haut volume 

Cette méthode est la mieux adaptée aux processus de production car elle permet de produire de nombreuses pièces similaires à la fois, ce qui est utile pour les processus en cours.

Outils de coupe standard utilisés dans le tournage CNC

Le tournage de précision CNC nécessite des outils de coupe appropriés pour produire des pièces de qualité et précises. Les outils de coupe sont choisis en fonction du type de matériau à usiner et de la géométrie du produit final. Voici la liste des outils de coupe standard utilisés dans le tournage CNC, les matériaux avec lesquels ils sont compatibles, les formes qu'ils produisent souvent et les conditions dans lesquelles ils sont les plus utiles.

• Inserts en carbure:pour les formes droites, courbes et effilées.
• Outils diamantés:Pour les angles vifs et les détails fins 
• Outils en acier rapide (HSS):Pour les formes droites, courbes et coniques nécessitant des dimensions exactes.
• Inserts Cermet:Pour des formes droites, courbes et nettes avec une grande précision.
• Plaquettes en diamant polycristallin (PCD):Pour les formes droites, courbes et effilées avec des angles vifs et des détails fins

Pièces tournées de précision CNC

Les pièces tournées de précision CNC sont utilisées dans presque tous les secteurs, notamment l'automobile, l'aérospatiale, l'électronique, le médical et le contrôle des fluides. Ces pièces se caractérisent généralement par leur grande précision, leur fiabilité et leur conformité à des normes spécifiques. 

Exemples de pièces tournées CNC

Les pièces tournées de précision CNC couramment produites comprennent : 

• Connecteurs personnalisés
• Éléments de soupape
• Arbres et axes
• Implants médicaux
• Attaches filetées
• Boîtiers optiques : 
• Boîtiers de capteurs
• Bagues et roulements : 
• Buses et raccords.
• Prototypes pour la R&D

Types d'opérations de tournage de précision

Plusieurs opérations de tournage sont utilisées dans les industries manufacturières pour fabriquer des pièces mécaniques. Voici quelques types d'opérations courantes :

• Filetage de précision : Le filetage Le procédé permet de former des rainures en spirale sur une pièce à l'aide d'un outil de filetage. L'outil se déplace le long de l'axe longitudinal de la pièce et les filetages sont produits en passant l'outil sur la surface plusieurs fois. Le réglage de la machine est essentiel pour obtenir la profondeur et l'emplacement de filetage appropriés. 
• Alésage de précision : L'alésage permet d'augmenter la taille d'un trou déjà réalisé ou de le rendre plus précis à l'aide d'un outil de coupe à pointe unique. Il modifie la taille et la forme du trou ainsi que la finition de la surface et améliore les contours internes. L'alésage ne peut pas initier un trou mais est utile pour effectuer des réglages précis.  
• Taraudage de précision : Le taraudage consiste à couper des filets dans un trou pré-percé à l'aide d'un taraud. Le taraud, qui a un diamètre égal aux trous, est ensuite inséré et tourné pour réaliser des filets. Ce processus est souvent effectué sur une plaque frontale pour la rendre stable.  
• Moletage de précision : Le moletage produit un motif sur la surface de la pièce, le plus souvent en forme de losange. Cette opération améliore la prise et la finition de la surface grâce à un outil de moletage qui creuse et tourne autour de la pièce en rotation.

Tournage de précision : application dans différents domaines

Le tournage CNC est l'une des technologies de production les plus influentes dans la fabrication de pièces précises et complexes. En raison de sa capacité à fournir des tolérances serrées et des formes complexes, il est essentiel pour de nombreuses utilisations. Voici comment le tournage CNC de précision sert différents secteurs :  

Industrie aerospatiale 

Dans l'industrie aéronautique, le tournage CNC de haute précision est utilisé pour fabriquer des pièces aux géométries complexes nécessitant des niveaux de précision élevés. Il est utilisé pour produire des pièces telles que des arbres, des sondes, des arbres creux excentriques et certaines pièces de train d'atterrissage. Chaque pièce doit être conforme à des normes spécifiques pour garantir la fiabilité et la sécurité des opérations aériennes. 

Automobile 

L'industrie automobile a tout à gagner du tournage CNC de précision, car il permet de produire des pièces de haute précision essentielles aux performances des véhicules. Des pièces telles que des engrenages, des arbres à cames, des éléments de transmission, des soupapes hydrauliques, etc. sont fabriquées selon des normes très strictes. Cette technologie permet de satisfaire les exigences de l'industrie en matière de pièces de haute qualité et durables qui fonctionneront comme prévu dans différentes circonstances. 

Électronique 

Le tournage CNC de précision est essentiel pour créer des pièces de haute qualité dans l'industrie électronique. Les exemples courants incluent les boîtiers d'écouteurs, les panneaux d'ordinateur, les broches conductrices et les composants tournés avec précision en laiton, qui sont sensibles au toucher. Le haut niveau de précision garantit que les appareils électroniques fonctionnent correctement et répondent aux critères de performance.  

Droit médical 

Le tournage CNC de précision est essentiel pour la production de pièces et d'accessoires pour les équipements médicaux et dentaires du secteur de la santé. Il est utilisé pour fabriquer des pièces telles que des produits d'emballage, des pièces mécaniques, des pièces de rechange pour équipements et des outils et matrices médicaux. Le tournage CNC est précis, ce qui est essentiel pour produire ces composants avec une grande précision afin de répondre aux normes requises pour les applications médicales.  

Mécaniques 

Le tournage de haute précision est largement utilisé dans l'industrie mécanique pour produire des pièces aux exigences techniques particulières. Une meilleure précision permet d'obtenir les meilleurs résultats et une meilleure efficacité des systèmes mécaniques, tels que les arbres de moteur, les joints de connecteur et les raccords hydrauliques.

Prolean Tech – Un chef de file en matière d’ingénierie de précision

Prolean Tech fait partie des meilleures entreprises de tournage de précision au monde. Le tournage de précision exige à la fois des compétences et une technologie moderne. Chez Prolean Tech, nous visons à acquérir les meilleurs équipements de qualité, tels que des machines à commande numérique par ordinateur (CNC) entièrement automatisées. Ces instruments sophistiqués offrent une précision et une uniformité sans égal, nous permettant de fabriquer uniquement des pièces de la plus haute qualité. 

Nous intégrons également les meilleurs outils logiciels et méthodologies de conception dans nos processus de fabrication afin de réduire le temps de cycle et de maximiser l'efficacité. Cet engagement envers l'innovation et la qualité a placé Prolean Tech à l'avant-garde de la précision CNC service de tournage fournisseurs dans le monde entier.