Tournage mécanique - Guillaume Speurt

Tournage mécanique
1
Tournage mécanique
Le tournage est un procédé d'usinage par enlèvement de copeaux qui consiste à l'obtention de pièces de forme
cylindrique ou/et conique à l'aide d' outils coupants sur des machines appelées tours. La pièce à usiner est fixée dans
une pince, dans un mandrin, ou entre pointes. Il est également possible de percer sur un tour, même si ce n'est pas sa
fonction première.
En tournage, le mouvement de coupe
est obtenu par rotation de la pièce
serrée entre les mors d'un mandrin ou
dans une pince spécifique, tandis que
le mouvement d'avance est obtenu par
le déplacement de l'outil coupant. La
combinaison de ces deux mouvements
permet l'enlèvement de matière sous
forme de copeaux.
Un tour permet de fabriquer
principalement
des
pièces
de
révolution même si certaines machines
peuvent réaliser des formes très
complexes (tours de décolletage).
Ces pièces peuvent être :
• métalliques ou en plastique (tour
mécanique) ;
Tour conventionnel
• en bois (tour à bois) ;
• en terre (tour vertical de potier).
Les tours à bois et mécaniques conventionnels laissent aujourd'hui de plus en plus la place à des tours à commande
numérique, entièrement automatisés. Ces derniers peuvent aisément réaliser des opérations complexes de type
fraisage, polygonage, perçages radiaux, etc. La programmation de commande numérique est effectuée par des
instructions. Dans l'industrie les ouvriers tourneurs sont souvent aussi chargés du fraisage. On les appelle alors les
tourneurs-fraiseurs.
Tour à commande numérique
Tournage à commande numérique
Produit d'exercice
Tournage mécanique
Les différents types d'opérations
Tournage exterieur
•
•
•
•
•
•
Tournage longitudinal (chariotage), réalisation d'un diamètre
Tournage transversal (dressage), réalisation d'une face
Tournage par profilage ou contournage, réalisé par copiage ou utilisation d'une commande numérique
Tournage de gorges, dégagements
Filetage, réalisation d'un pas de vis
Tronçonnage
Tournage intérieur
•
•
•
•
•
•
Alésage
Dressage
Tournage intérieur par contournage
Tournage de dégagement, gorges
Taraudage, réalisation d'un pas de vis intérieur
chambrage
Matériaux utilisés pour les outils
• L'acier rapide, qui est un acier fortement allié, est très employé pour la production d'outils de coupe. Les
caractéristiques qui le rendent intéressant sont sa dureté d'environ 65 HRc et sa ténacité qui lui confère une bonne
longévité.
• les carbures métalliques. Rentrent dans cette catégorie les alliages composés de tungstène (60-90%), titane et
tantale (1-35%) et de cobalt ou nickel (5-15%), ainsi que d'autre matières en plus faibles quantités comme le
molybdène ou le vanadium. La fabrication du métal dur est réalisée par frittage, on en fait généralement des
plaquettes que l'on fixe sur le corps de l'outil par brasage, avec une vis ou aussi par bridage. Certains outils de
petites dimensions sont fabriqués entièrement en métal dur.
Revêtements
Souvent, les outils en acier rapide ou en métal dur sont revêtus d'une ou plusieurs couches, ils possèdent une durée
de vie plus longue et permettent une augmentation des vitesses d'usinage et un état de surface meilleur. Les différents
types de revêtement sont :
• Le nitrure de titane (TiN), matériau standard.
• Le carbonitrure de titane (TiCN), grande dureté, bonne résistance à l'abrasion.
• L'oxyde d'aluminium (Al2O3) et nitrure de silicium (Si3N4), appartiennent à la classe des céramiques, se sont deux
matériaux de base auxquelles on peut additionner différentes matières en fonction des caractéristiques recherchées
: oxyde de zirconium (ZrO2), carbure de titane (TiC) ou du carbure de silicium (SiC).
• Le diamant utilisé pour l'usinage de métaux non-ferreux et de non-métaux abrasifs tels que : carbone ou
céramique.
• Le nitrure de bore utilisé pour l'usinage de métaux ferreux trempés.
2
Tournage mécanique
Conditions de coupe
Vitesse de coupe
En tournage, la vitesse de coupe est la vitesse relative de l'outil par rapport à la pièce. Il s'agit donc de la vitesse
tangentielle au point de la pièce coïncident avec la pointe de l'outil. Cette vitesse qui s'exprime toujours en
mètres/minute (m/mn) se calcule ainsi:
avec:
•
: vitesse de coupe en m/min
• d : diamètre en mm au point d'usinage
• N : correspond à la fréquence de rotation de la pièce en tours/min
En permutant les termes de la formule précédente, on obtient :
Cette formule permet de faire le réglage de la machine, c'est-à-dire le réglage de la vitesse de rotation de la pièce en
fonction du travail à faire. Il faut donc connaître
dont la valeur est le plus souvent issue de méthodes empiriques.
Certains organismes, comme le CETIM pour l'industrie mécanique, ont établi des tableaux de référence.
La vitesse de coupe est déterminée en fonction de différents facteurs:
•
•
•
•
•
de la matière à usiner : en général plus elle est tendre et plus la vitesse est élevée
de la matière de l'outil de coupe
de la géométrie de l'outil de coupe
du type d'usinage: ébauche, finition, filetage, etc
du lubrifiant, qui permet une augmentation de la vitesse (qui ne s'utilise presque plus dans l'industrie moderne,
remplacé par l'UGV)
• de la qualité du tour : plus il est rigide, plus il supportera des vitesses élevées
Avance
En tournage, l'avance est la vitesse avec laquelle progresse l'outil suivant l'axe de rotation pendant une révolution de
la pièce, cette vitesse est déterminée expérimentalement en fonction des critères précédemment cités. Cela
correspond, en première approximation à l'épaisseur du copeau.
À ne pas confondre avec la formule de calcul de l'avance en fraisage, qui est:
Vf = avance en mm/min
fz = avance par dent en mm/(dent.tour)
Z = nombre de dents de la fraise
N = fréquence de rotation en tr/min
3
Tournage mécanique
Formations
En France, il existe, un BEP MPMI (Métiers de la Production Mécanique Informatisée), un Bac professionnel TU
(Technicien d'Usinage) et un bac sciences et technologies industrielles (STI) Génie mécanique et enfin un B.T.S.
I.P.M.(Brevet de technicien supérieur - Industrialisation des Produits Mécaniques). De nombreuses écoles
d'ingénieurs proposent des formations qui intègrent les procédés d'usinage dans leurs cours. (ENI,ENS...)
Voir aussi
•
•
•
•
•
•
Alésage, dressage, chariotage, centrage
Tour (outil)
Mise en position et maintien d'une pièce
Le tournage [1]
Simulation tournage [2]
Portail du génie mécanique
Références
[1] http:/ / robert. cireddu. free. fr/ Ressources/ Prod/ Le%20tournage/ index. htm
[2] http:/ / www. ange-softs. com/ index. php/ fastcnclathe. html
4
Sources et contributeurs de l’article
Sources et contributeurs de l’article
Tournage mécanique Source: http://fr.wikipedia.org/w/index.php?oldid=58488440 Contributeurs: Badmood, Cdang, Chaps the idol, CommonsDelinker, Daniel*D, Denisg, Dhatier, Dr Brains,
FELICO, Fabrice Ferrer, Fred.th, Gmp.sti, Greudin, Haha, JZ85, Jerome66, Kilom691, Laurent Nguyen, Lithium57, Litlok, Madrek, Michel c12, Nicolas Ray, Nono64, Pld, Ploum's, Rafan,
Randonaute, Romanc19s, Ruizo, Rémy, Saihtam, Seymour, Ske, Skiff, Stéphane33, ThomasDG, Titpom, Vdegroot, Wuyouyuan, Zedh, 46 modifications anonymes
Source des images, licences et contributeurs
Image:Conventional-lathe.jpg Source: http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Fichier:Conventional-lathe.jpg Licence: Public Domain Contributeurs: Original uploader was Greudin at
en.wikipedia
Image:tour_cn.jpg Source: http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Fichier:Tour_cn.jpg Licence: GNU General Public License Contributeurs: Joolz, Titpom, WikipediaMaster
Image:tournage_cn.jpg Source: http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Fichier:Tournage_cn.jpg Licence: GNU General Public License Contributeurs: Joolz, Titpom, Ussschrotti
Image:Doorslag_kraspen_centerpons.jpg Source: http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Fichier:Doorslag_kraspen_centerpons.jpg Licence: Creative Commons Attribution 2.5
Contributeurs: Jahobr, Koba-chan, Skipjack, Vdegroot
Fichier:Crankshaftrendering.png Source: http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Fichier:Crankshaftrendering.png Licence: Creative Commons Attribution-Sharealike 2.5 Contributeurs:
Boroski,
Licence
Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
http:/ / creativecommons. org/ licenses/ by-sa/ 3. 0/
5