Le tournage CNC est un processus d'usinage qui utilise la commande numérique par ordinateur (CNC) pour couper et façonner un matériau, généralement du métal, à l'aide d'un tour. Le tour CNC est programmé pour faire tourner le matériau tandis qu'un outil de coupe se déplace le long de son axe pour enlever le matériau et créer une forme et une taille précises.
Pendant le processus de tournage CNC, le matériau à usiner est solidement fixé sur la broche du tour. La broche fait ensuite tourner le matériau à une vitesse spécifiée, tandis que l'outil de coupe avance le long de l'axe du matériau. L'outil de coupe peut également se déplacer latéralement sur le matériau pour créer différentes formes et contours.
Précision et répétabilité
Les tours CNC sont programmés pour effectuer les mêmes tâches de manière répétée avec une grande précision. Le processus étant automatisé et contrôlé par un logiciel informatique, il peut produire des pièces très précises avec une variation minimale entre les lots. Cela garantit que chaque pièce produite répond aux mêmes normes rigoureuses, ce qui est essentiel pour les applications où la précision est critique, comme dans les industries aérospatiale et médicale.
Efficacité
Le tournage CNC est un processus d'usinage très efficace qui permet de produire de grandes quantités de pièces rapidement et avec précision. Les machines peuvent fonctionner en continu sans interruption et peuvent être programmées pour effectuer automatiquement plusieurs tâches, ce qui réduit les coûts de main-d'œuvre et augmente le débit. De plus, le processus étant automatisé, il y a moins de risques d’erreur humaine, ce qui peut entraîner du gaspillage et des retards.
Polyvalence
Les tours CNC peuvent produire une large gamme de formes et de tailles, des simples objets cylindriques aux formes plus complexes avec différents diamètres et longueurs. Cela les rend adaptés à un large éventail d’applications, notamment l’automobile, l’aérospatiale, le médical et la fabrication. Les machines peuvent également être équipées d'une variété d'outils et d'accessoires pour permettre une gamme d'opérations, telles que le perçage, le fraisage et le filetage.
Réduction des déchets
Les tours CNC peuvent être programmés pour maximiser l'utilisation des matériaux, ce qui réduit les déchets et les coûts des matériaux. Les machines peuvent également être configurées pour détecter et compenser toute variation de taille ou de forme du matériau, ce qui réduit encore davantage les déchets et garantit que chaque pièce répond aux spécifications requises.
Qualité améliorée
Les tours CNC peuvent produire des pièces avec des surfaces lisses et propres qui nécessitent peu ou pas de travaux de finition. Cela peut permettre d'économiser du temps et de l'argent en réduisant la quantité de travail manuel requis pour terminer les pièces. De plus, le processus étant automatisé, il y a moins de risques que des défauts ou des erreurs se produisent, ce qui peut améliorer la qualité globale des pièces produites.
Tournage CNC traditionnel
Il s’agit du type de tournage CNC le plus basique, dans lequel la pièce tourne autour d’un outil de coupe stationnaire. L'outil de coupe peut se déplacer le long de l'axe Z pour enlever de la matière et créer la forme et la taille souhaitées. Ce type de tournage convient à la production de pièces symétriques, telles que des arbres, des boulons et des vis.
Tournage CNC de type suisse
Ce type de tournage CNC est similaire au tournage traditionnel mais utilise une machine spécialisée qui permet de réaliser des pièces plus complexes et complexes. La pièce à usiner est maintenue dans une pince qui s'étend au-delà de la broche principale, permettant à l'outil de coupe d'accéder à toute la longueur de la pièce. Ce type de tournage est idéal pour produire des pièces longues et fines avec des tolérances serrées.
Tournage CNC multi-axes
Ce type de tournage combine plusieurs axes de mouvement pour créer des formes et des contours plus complexes. L'outil de coupe peut se déplacer non seulement le long de l'axe Z mais également dans les directions X et Y, ce qui permet une plus grande polyvalence et flexibilité dans la conception des pièces. Ce type de tournage convient à la production de pièces aux géométries complexes, telles que des engrenages, des cannelures et des pignons.
Tournage CNC robotisé
Ce type de tournage utilise des robots pour charger et décharger les pièces et les déplacer entre les machines pour plusieurs opérations. Cela permet une plus grande automatisation et productivité, ainsi qu’une réduction des coûts de main-d’œuvre. Le tournage robotisé convient aux séries de production à grand volume où la cohérence et la précision sont essentielles.
Tournage CNC pour outillage dynamique
Ce type de tournage utilise des outils capables à la fois de couper et de tourner, ce qui permet d'effectuer des opérations secondaires telles que le perçage, le fraisage et le filetage sur la pièce alors qu'elle est encore montée sur le tour. Cela peut réduire les délais de livraison et augmenter la productivité en éliminant le besoin d’équipements et de configurations supplémentaires.
Matériau de tournage CNC
Le tournage CNC peut être effectué sur une variété de matériaux, notamment les métaux, les plastiques et les composites. Le choix du matériau dépendra de l'application spécifique et des exigences de la pièce à fabriquer. Voici quelques-uns des matériaux les plus couramment utilisés en tournage CNC :
Les métaux:Le tournage CNC est couramment utilisé pour usiner une large gamme de métaux, notamment l'aluminium, le laiton, le cuivre, le bronze, l'acier inoxydable, le titane et les alliages à haute température tels que l'Inconel et l'Hastelloy. Les métaux peuvent être usinés sous leur forme solide ou sous forme de barres, qui sont une longue pièce de métal cylindrique utilisée comme ébauche pour l'usinage.
Plastiques :Le tournage CNC peut également être utilisé pour usiner une variété de plastiques, notamment l'acétal, le nylon, le polycarbonate, l'ABS, le PEEK et l'Ultem. Les plastiques sont souvent utilisés dans des applications où la légèreté et la résistance à la corrosion sont importantes, comme dans les secteurs médical, automobile et électronique.
Matériaux composites:Les matériaux composites, composés de deux ou plusieurs matériaux distincts, peuvent également être usinés par tournage CNC. Les matériaux composites courants comprennent la fibre de carbone, le Kevlar et la fibre de verre. Les composites sont souvent utilisés dans des applications où une résistance et une rigidité élevées sont requises, comme dans les industries de l'aérospatiale et des articles de sport.
Autres matériaux:Outre les métaux, les plastiques et les composites, le tournage CNC peut également être utilisé pour usiner d'autres matériaux tels que le bois, la céramique et les métaux précieux comme l'or et l'argent.
Le choix du matériau dépendra des exigences spécifiques de l’application, notamment de ses propriétés mécaniques, de son coût et de sa compatibilité avec le processus de production. Le matériau sélectionné affectera également le choix des outils de coupe et des lubrifiants utilisés dans le processus d'usinage, ainsi que l'état de surface et les tolérances pouvant être obtenues.
Application du tournage CNC
01.Industrie automobile
02.Industrie aérospatiale
03. Industrie médicale
04. Industrie de l'énergie
05.Industrie manufacturière
06.Industrie des produits de consommation
Conception et planification
La première étape du processus de production de tournage CNC consiste à concevoir et à planifier le composant à produire. Cela implique de créer un modèle CAO du composant, de déterminer les dimensions et les tolérances requises et de sélectionner le matériau approprié pour le composant.
La programmation
Une fois la phase de conception et de planification terminée, l'étape suivante consiste à programmer la machine CNC pour effectuer les opérations d'usinage nécessaires. Il s'agit d'écrire un programme dans un langage de programmation tel que le G-code, qui contrôle le mouvement des axes de la machine et de l'outil de coupe. Le programme spécifie la vitesse d'avance, la profondeur de coupe et d'autres paramètres requis pour produire le composant avec précision.
Installation
Une fois le programme écrit, l'étape suivante consiste à configurer la machine CNC pour l'opération d'usinage. Cela implique de charger la pièce sur la broche de la machine, de sélectionner l'outil de coupe approprié et d'ajuster les axes de la machine aux positions correctes.
Usinage
Une fois la machine configurée, l’opération d’usinage commence. La broche de la machine fait tourner la pièce et l'outil de coupe se déplace le long de l'axe Z pour enlever de la matière et créer la forme et la taille souhaitées du composant. L'outil de coupe peut également se déplacer dans les directions X et Y pour créer des formes et des contours plus complexes.
Finition
Une fois l'opération d'usinage terminée, le composant peut nécessiter des opérations de finition supplémentaires telles que l'ébavurage, le polissage ou le revêtement. Ces opérations sont effectuées pour améliorer l'apparence du composant et améliorer ses fonctionnalités.
Inspection
Enfin, le composant fini est inspecté pour garantir qu’il répond aux exigences spécifiées en matière de dimensions et de tolérance. Cela implique l'utilisation d'outils de mesure de précision tels que des micromètres, des pieds à coulisse et des cales étalons pour vérifier la taille et la forme du composant.
Broche
Il s'agit du composant principal du tour CNC où la pièce est maintenue et tournée à grande vitesse pour effectuer des opérations de coupe. La broche peut être horizontale ou verticale, selon le type de machine.
Mandrin
Il s'agit d'un dispositif qui maintient et sécurise la pièce sur la broche pendant le processus d'usinage. Il existe différents types de mandrins disponibles, tels que les mandrins à trois, quatre mors et à pinces, chacun étant conçu pour des applications spécifiques.
Poste d'outil
Il s'agit d'un dispositif qui maintient et positionne l'outil de coupe contre la pièce en rotation. Le poste à outils peut être déplacé dans différentes directions pour obtenir différentes profondeurs et angles de coupe.
Outil de coupe
Il s'agit d'un instrument tranchant qui enlève de la matière de la pièce pour créer la forme et la taille souhaitées. Il existe différents types d'outils de coupe, tels que des forets, des tarauds, des matrices et des fraises en bout, chacun étant conçu pour des applications spécifiques.
Façon de glisser
Il s'agit d'une paire de rails de guidage qui soutiennent le chariot et le porte-outil lorsqu'ils se déplacent le long du plateau de la machine. Le chemin coulissant assure des mouvements précis et précis du porte-outil pendant le processus de coupe.
Le chariot
Il s'agit d'un composant mobile qui supporte le porte-outil et lui permet de se déplacer le long du chemin de glissement. Le chariot peut être actionné manuellement ou automatiquement, selon le type de machine.
Système de contrôle
Il s'agit du système informatique qui contrôle les mouvements des axes de la machine et de l'outil de coupe. Le système de contrôle utilise le langage de programmation G-code pour interpréter les instructions et exécuter les opérations d'usinage nécessaires.
Système de refroidissement
Il s'agit d'un fluide utilisé pour refroidir la pièce et l'outil de coupe pendant le processus d'usinage. Le liquide de refroidissement aide à réduire l’accumulation de chaleur, à prévenir l’usure des outils et à améliorer la finition de surface.
Nettoyage régulier
Il est important de garder la machine propre et exempte de saletés et de débris. Utilisez un chiffon humide pour essuyer régulièrement la machine et nettoyer les réservoirs d'huile et de liquide de refroidissement. Nettoyez également les filtres et les bouches d’aération pour éviter toute surchauffe.
Lubrification
Lubrifiez régulièrement les pièces mobiles de la machine pour réduire la friction et l'usure. Vérifiez le niveau de lubrifiant et faites l'appoint si nécessaire. Utilisez le lubrifiant approprié comme spécifié dans le manuel de la machine.
Vérifiez la pression de l'air
La pression d'air de la machine doit être vérifiée régulièrement pour s'assurer qu'elle se situe dans la plage recommandée. Une faible pression d'air peut entraîner un dysfonctionnement de la machine, tandis qu'une pression d'air élevée peut endommager les composants de la machine.
Contrôles d'entretien réguliers
Des contrôles de maintenance réguliers doivent être effectués pour identifier tout problème potentiel avant qu'il ne devienne un problème important. Cela comprend la vérification de l'alignement de la machine, des roulements, des engrenages et d'autres composants.
Vérifier l'outillage
L'outillage doit être vérifié régulièrement pour détecter tout signe d'usure et de dommage. Remplacez tout outil usé ou endommagé pour garantir des opérations de coupe précises et efficaces.
Vérifiez les composants électriques
Les composants électriques, tels que le panneau de commande, le moteur et l'alimentation électrique, doivent être vérifiés régulièrement pour déceler tout signe de dommage ou d'usure. Vérifiez les câbles et les connexions pour déceler tout signe de corrosion ou de dommage.
Mises à jour régulières du logiciel
Des mises à jour logicielles régulières doivent être installées pour garantir que la machine fonctionne avec la dernière version du logiciel. Cela aidera à éviter tout bug ou problème susceptible d'affecter les performances de la machine.
Entraînement
Assurez-vous que tous les opérateurs sont correctement formés pour utiliser correctement la machine. Une formation appropriée peut aider à prévenir tout accident ou dommage à la machine.
Identifiez vos besoins
La première étape dans le choix d’un tour CNC est d’identifier vos besoins. Tenez compte de la taille et de la complexité des pièces que vous devez produire, du matériau avec lequel vous travaillerez et du volume de production. Cela vous donnera une idée du type de machine dont vous aurez besoin.
Budget
Déterminez votre budget avant de commencer à acheter un tour CNC. Gardez à l’esprit que les machines moins chères peuvent ne pas avoir les mêmes caractéristiques ou la même durabilité que les machines plus chères. Il est important de trouver un équilibre entre coût et capacité.
Type de machine
Il existe deux principaux types de tours CNC : les tours à moteur et les tours à tourelle. Les tours à moteur sont généralement utilisés pour des pièces plus petites et ont une poupée fixe et une contre-pointe. Les tours à tourelle, en revanche, ont une tourelle à outils rotative et sont mieux adaptés à la production en grand volume de pièces plus grandes. Réfléchissez au type de travail que vous effectuerez et choisissez la machine qui correspond le mieux à vos besoins.
Caractéristiques
Recherchez les fonctionnalités qui sont importantes pour vous, telles que les changeurs d'outils automatisés, les ravitailleurs de barres et les récupérateurs de pièces. Ces fonctionnalités peuvent augmenter la productivité et réduire les coûts de main-d’œuvre. Faites une liste des fonctionnalités indispensables et réfléchissez à celles sans lesquelles vous pouvez vivre.
Marque et modèle
Faites vos recherches et lisez les critiques de différentes marques et modèles de tours CNC. Recherchez des machines qui ont fait leurs preuves en matière de fiabilité et de performances. Tenez compte de la réputation du fabricant en matière de qualité et de service client.
Démo et essai
Avant de faire un achat, essayez d’organiser une démonstration ou un essai de la machine. Cela vous permettra de voir comment fonctionne la machine et si elle répond à vos attentes. Renseignez-vous auprès du fabricant ou du revendeur sur leur politique de retour au cas où la machine ne répondrait pas à vos besoins.
Formation et accompagnement
Assurez-vous que le fabricant ou le revendeur propose une formation et une assistance pour la machine. Une formation appropriée peut vous aider à tirer le meilleur parti de votre investissement et à réduire les risques d’accidents ou de dommages.
Comment fonctionne le tournage CNC
Le tournage CNC est un processus d'usinage qui utilise la commande numérique par ordinateur (CNC) pour retirer de la matière d'une pièce en rotation et produire une forme et une taille précises. Voici une explication plus détaillée du fonctionnement du tournage CNC :
La programmation:La première étape du processus de tournage CNC consiste à créer un programme qui indique à la machine comment couper la pièce. Ce programme est généralement écrit à l'aide d'un programme de conception assistée par ordinateur (CAO) et d'un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO). Le programme génère un code appelé G-code, qui est un ensemble d'instructions qui contrôlent les mouvements et les paramètres de coupe de la machine.
Chargement de la pièce :La pièce est chargée sur la broche du tour CNC. La pièce à usiner est généralement maintenue en place à l'aide d'un mandrin, ce qui permet un changement rapide et facile de la pièce. La broche fait tourner la pièce à grande vitesse, permettant un enlèvement de matière efficace.
Coupe:L'outil de coupe, qui est fixé au porte-outil, est mis en contact avec la pièce en rotation. Le poste à outils peut être déplacé dans différentes directions pour obtenir différentes profondeurs et angles de coupe. L'outil enlève la matière de la pièce en coupant l'excédent de matière jusqu'à ce que la forme et la taille souhaitées soient obtenues.
Changements d'outils :Selon la complexité de la pièce, plusieurs outils peuvent être nécessaires pour terminer le travail. Dans ce cas, le poste d'outil passera automatiquement à l'outil approprié pour continuer le processus de coupe.
Finition:Une fois la découpe terminée, la pièce peut subir des processus de finition supplémentaires tels que le polissage ou le ponçage pour obtenir la finition de surface souhaitée.
Le tournage CNC fonctionne en utilisant la programmation informatique pour contrôler les mouvements des axes de la machine et de l'outil de coupe. Le processus permet des opérations de découpe précises et efficaces sur une variété de matériaux et peut produire des formes et des tailles complexes avec une intervention humaine minimale. L'utilisation de la technologie CNC a révolutionné l'industrie de l'usinage en permettant une production automatisée et en grand volume avec une précision et une cohérence améliorées.
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