De nos jours, il existe différents types d'outils de tournage utilisés dans les tours à commande numérique par ordinateur (CNC). Chaque outil est conçu pour des applications spécifiques et offre différentes fonctions. Ces machines-outils de tournage présentent des structures, des compositions de matériaux et des fonctions diverses, contribuant à une large gamme d'applications dans la fabrication de pièces.
Qu'est-ce qu'un tour ?
Qu'est-ce qu'un tour ? Un tour est un outil d'usinage qui fait tourner une pièce autour de son axe, permettant des opérations de précision telles que le tournage, le dressage, l'alésage, le filetage et le perçage. L'essence d'un tour à outils réside dans sa capacité à façonner les matériaux en retirant sélectivement l'excès de matière, ce qui permet d'obtenir un produit fini de la forme et des dimensions souhaitées.
Les composants de base d'un tour Machine cnc Les tours comprennent la broche principale, qui fait tourner la pièce, et l'outil de coupe, responsable de l'enlèvement de matière. Les pièces sont fixées en place par un mécanisme de serrage pour assurer la stabilité pendant le processus d'usinage. Les tours peuvent varier en taille et en complexité, des petits tours d'établi aux grands tours industriels CNC qui automatisent et améliorent le processus d'usinage.
Pièces, types et configurations de tour CNC
Comme mentionné ci-dessus, le tour CNC est un type d'outil d'usinage qui utilise la technologie de contrôle numérique par ordinateur pour contrôler le mouvement et les actions des outils de coupe et des pièces. La machine est capable d'exécuter diverses opérations de tournage telles que le tournage, le surfaçage, le perçage, le taraudage et le rainurage. Les tours CNC peuvent produire des pièces précises et complexes en fonction de la conception et des dimensions spécifiées par un programme informatique, démontrant ainsi une efficacité et une précision élevées.
Les tours CNC sont disponibles avec une variété de composants, de types et de configurations, qui dépendent de facteurs tels que leur forme, leurs matériaux, leur direction et leur structure. Différents tours CNC offrent des avantages distincts et trouvent des applications dans divers domaines.
Principales parties d'une machine à tour
Un tour à commande numérique est constitué de composants qui, collectivement, facilitent l'usinage de précision. Ces pièces principales comprennent :
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Tête : Positionnée sur le côté gauche de la machine.
Au cœur de l'action principale, il abrite la broche principale où est appliquée la puissance générée par le moteur.
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Contre-pointe : Située sur le côté droit de la machine.
Se déplace le long du lit, fournissant un support crucial à la pièce et assurant la stabilité pendant l'usinage.
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Lit : Forme la base du tour.
Sert de base pour la fixation de tous les outils de coupe du tour.
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Broches : Intégrées à la poupée fixe, où est logée la broche principale.
Joue un rôle clé dans la rotation de la pièce.
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Moteur : Positionné sous le lit, près de la poupée.
Génère l'énergie nécessaire aux opérations du tour. Elle peut être électrique (commune) ou hydraulique.
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Repose-outil : Responsable du réglage de la hauteur et de la rotation du tour.
Un élément essentiel pour soutenir et manœuvrer les outils de coupe pendant le processus d'usinage.
Types de tours CNC
Les tours englobent différents types, chacun étant adapté à des besoins d'usinage spécifiques. Les catégories notables comprennent les tours CNC, les tours rapides, les tours à tourelle et les tours à moteur.
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Tours CNC :
Automatisés pour plus de précision et d'efficacité, les tours CNC offrent des processus d'usinage contrôlés, trouvant de larges applications dans tous les secteurs.
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Tours rapides :
Conçus pour des tâches plus légères, les tours Speed excellent par leur simplicité, ce qui les rend idéaux pour les applications de travail du bois.
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Tours à moteur :
Polyvalents et polyvalents, les tours à moteur s'adaptent à diverses applications et se révèlent fiables dans diverses tâches d'usinage.
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Tours à tourelle :
Connus pour leurs changements d'outils rapides, les tours à tourelle sont efficaces dans la production à grand volume et aptes à gérer des conceptions complexes.
Configurations des tours CNC
Les différentes configurations de tours CNC répondent également à des exigences d'usinage spécifiques, offrant polyvalence et précision dans les processus de fabrication. Parmi les exemples notables, citons :
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Tour CNC à 2 axes :
Il est souvent doté d'axes X et Z et exécute des opérations telles que l'usinage de diamètres extérieurs/intérieurs, le surfaçage, le perçage et le taraudage. Il utilise pleinement un outil de coupe monté sur tourelle.
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Tour CNC à 3 axes :
Il intègre les axes X, Z et C et effectue des opérations de fraisage, d'alésage et de tournage. Il utilise un système d'outils motorisés pour la rotation de l'outil.
Il intègre les axes X, Z, C et Y et facilite les opérations décentrées telles que le perçage, le taraudage et le fraisage excentriques. Il utilise souvent un système d'outils motorisés pour la rotation.
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Tour CNC multibroche :
Il est équipé de plusieurs broches pour la rotation simultanée de différentes pièces. Il utilise plusieurs tourelles pour divers mouvements d'outils et permet des opérations d'usinage simultanées sur diverses pièces dans une seule configuration pour une meilleure productivité et efficacité.
Classifications des outils de tournage
Les outils de tournage CNC peuvent produire des pièces précises et complexes avec une efficacité et une précision élevées. Il existe de nombreuses classifications d'outils de tournage CNC, en fonction de leur forme, de leur matériau, de leur direction et de leur structure. Différents types d'outils de tournage CNC présentent différents avantages et applications dans l'usinage CNC.
Classé par les types de base d'outils de tour
Les outils de tournage jouent un rôle essentiel dans le façonnage des pièces pendant le processus d'usinage.
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Outils de tournage :
Les outils de tournage sont les bêtes de somme du tournage, chargés d'enlever de la matière sur toute la longueur d'une pièce en rotation. Cela permet d'obtenir le résultat souhaité, à savoir une pièce finale dont le diamètre est méticuleusement réduit. Ces outils se déclinent en différentes formes et tailles, s'adaptant aux subtilités des différentes opérations de tournage.
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Outils de revêtement :
La précision dans la création de surfaces lisses ou texturées est le point fort des outils de surfaçage. Spécialement conçus pour les opérations de surfaçage, ces outils excellent dans l'élimination systématique des couches de matière. Le résultat est une finition de surface conforme aux spécifications, qu'elle soit lisse pour un attrait esthétique ou rugueuse pour une meilleure adhérence.
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Outils d'alésage :
Les outils d'alésage, équipés d'une barre d'alésage et d'un outil de coupe, effectuent la tâche cruciale d'agrandir les trous existants ou de façonner les formes internes d'une pièce. Leur conception garantit précision et efficacité, ce qui les rend indispensables pour les applications exigeant une précision des dimensions internes.
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Outils de chanfreinage :
La création de chanfreins, ces bords inclinés sur les coins des pièces, est le domaine des outils à chanfreiner. Fabriqués en acier rapide ou en carbure, ces outils apportent de la finesse aux bords de la pièce, améliorant à la fois l'esthétique et la fonctionnalité.
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Outils de coupe de filetage :
Dans le domaine des pièces cylindriques, les outils de filetage entrent en jeu, créant des motifs de filetage en spirale complexes. La détermination des angles de filetage repose sur les angles de nez de ces outils, ce qui les rend indispensables pour créer des composants filetés tels que des boulons, des écrous et des vis.
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Outils de moletage :
Pour ajouter de la texture et de l'adhérence aux surfaces des pièces, les outils de moletage utilisent deux ou plusieurs molettes métalliques avec des motifs en relief. Ces molettes créent méticuleusement des motifs en relief, améliorant à la fois l'attrait visuel et la fonctionnalité de la pièce usinée.
Classé par spécialisation des outils de coupe de tour
Certains outils de coupe de tour sont conçus pour des usages ou des applications spécifiques, tels que le rainurage, le tronçonnage, le filetage, etc. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des types courants d'outils de coupe de tour classés en fonction de leur spécialisation.
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Outils de formage :
Les outils de formage combinent tournage et rainurage pour façonner des pièces complexes avec précision.
Applications : Essentiel dans l'usinage de précision CNC, notamment pour le contournage de formes concaves ou convexes comme les engrenages.
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Outils de tournage conique :
Ils sont conçus pour l'usinage de surfaces coniques, essentielles pour créer des éléments coniques.
Applications : Largement utilisé dans l'automobile et la fabrication pour la fabrication de composants tels que des arbres, des cônes et des buses.
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Outils de rainurage :
Ils créent des rainures sur des surfaces cylindriques, avec des variations en forme de V et de coupe carrée.
Applications : Convient pour la réalisation de fentes, de rainures ou de tronçonnages à des profondeurs de coupe spécifiques. L'évacuation efficace des copeaux améliore les performances.
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Outils de séparation :
Les outils de séparation aident à couper les pièces du corps principal, ce qui est essentiel pour séparer les pièces finies de la barre.
Applications : Différents types, y compris des outils de tronçonnage standard, coudés et à inserts, répondent à divers besoins de coupe.
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Outils de filetage :
Les outils de filetage peuvent créer des filetages externes ou internes à l'aide du tour à outils de filetage, couramment utilisé dans les boulons, les écrous et les vis.
Applications : Différents types, tels que les tarauds à pointe unique, les tarauds à pointes multiples et les matrices, répondent à diverses exigences de filetage.
Classé par matériaux des outils de tour CNC
Les outils de tournage CNC sont fabriqués à partir de divers matériaux, chacun sélectionné en fonction des caractéristiques de la pièce, des opérations d'usinage et des résultats souhaités. Il existe plusieurs types de matériaux pour les outils de tournage CNC. Les plus courants sont les suivants :
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Acier rapide (HSS) :
Composition : Éléments d'alliage comme le tungstène, le carbone, le vanadium et le chrome.
Avantages :
1. Dureté, résistance et résistance à l'usure élevées ;
2. Convient pour l'usinage grossier et semi-fini de métaux tels que l'acier, l'aluminium et la fonte ;
3. Facile à affûter avec une longue durée de vie de l'outil.
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Carbure:
Composition : Particules dures de carbure de tungstène liées à des métaux comme le cobalt ou le nickel.
Avantages :
1. Très dur et résistant à l’usure ;
2. Convient pour couper presque tous les matériaux, y compris les métaux durs comme l'acier inoxydable et le titane ;
3. Fonctionne à des vitesses élevées avec une durée de vie de l'outil plus longue.
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diamond:
Composition : Cristaux de diamant synthétiques cultivés sous haute pression et température.
Avantages :
1. Les outils les plus durs et les plus résistants à l’usure ;
2. Convient pour couper des matériaux extrêmement durs comme le verre ou la céramique ;
3. Offre une excellente finition de surface. Fonctionne à grande vitesse avec une longue durée de vie de l'outil.
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Céramique:
Composition : Composés céramiques comme l'oxyde d'aluminium ou le nitrure de silicium.
Avantages :
1. Très dur et résistant à la chaleur ;
2. Convient pour couper des métaux durs comme la fonte et les alliages résistants à la chaleur ;
3. Idéal pour la découpe à grande vitesse et l'usinage à sec. Offre une excellente finition de surface.
H3 : Classé par la Direction de Outils de tournage de tour
Le positionnement des outils de tournage joue un rôle important dans le moulage de la pièce.
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Outils pour droitiers : retirez les matériaux lorsqu'ils se déplacent de droite à gauche.
Avantages :
1. Courant dans l’usinage CNC, rentable ;
2. Coupe vers le mandrin, améliorant l'évacuation des copeaux.
3. Idéal pour tourner, surfaçage, filetage et créer des surfaces planes sur l'extrémité de la pièce.
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Outils pour gauchers : retirez les matériaux lorsqu'ils se déplacent de gauche à droite.
Avantages :
1. Moins courant, donc plus cher.
2. Coupez en vous éloignant du mandrin, avec la formation de copeaux vers le mandrin.
3. Préférable pour le tournage arrière, créant des épaulements nets sur le dos de la pièce et adapté aux pièces courtes non saisies par le mandrin de la sous-broche.
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Outils à nez rond : outils à nez rugueux avec des pointes étroites et sans angles de coupe latéraux ou arrière.
Avantages :
1. Polyvalent pour couper dans les directions droite et gauche.
2. Idéal pour obtenir une finition lisse, un profilage complexe, le contour de surfaces courbes et l'arrondi des coins.
Classé par les variations structurelles des outils de tour CNC
Les outils de tour sont classés en fonction de leur structure en trois types principaux, chacun répondant à des besoins d'usinage spécifiques :
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Outils à corps unique :
Ils sont fabriqués à partir d'un seul matériau tel que le carbure, l'acier rapide ou la céramique. Connus pour leur robustesse, les outils à corps unique sont des options incontournables pour les machinistes qui recherchent fiabilité et cohérence dans leurs efforts d'usinage. Les outils à corps unique sont connus pour leur résistance et sont largement applicables dans les opérations d'usinage standard.
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Outils de coupe pour tour de soudage :
La technique de soudage permet de former des outils de coupe aux géométries uniques, facilitant les modifications pour de nouvelles applications et le remplacement sans problème des plaquettes de coupe. Elles permettent des géométries personnalisées, des modifications pour de nouvelles applications et le remplacement des plaquettes de coupe. Elles sont économiques et polyvalentes, particulièrement adaptées à l'adaptation des outils à des pièces nouvelles ou complexes.
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Outils de coupe pour tour à pince :
Ils utilisent des méthodes d'assemblage temporaire, avec un insert remplaçable fixé sur un porte-outil. Un porte-outil de tour est un dispositif qui maintient les outils de coupe de tour en place pendant l'usinage. Il existe différents types de porte-outils de tour. Il s'agit notamment d'outils à corps unique, d'outils de coupe de tour à souder, d'outils de coupe de tour à pince, etc. Ils sont particulièrement applicables dans les opérations nécessitant constamment des outils remplaçables dans un tour manuel.
Que faut-il prendre en compte lors du choix d'un outil de tour ?
Choisir le bon outil de tournage est une décision cruciale en matière d'usinage, et plusieurs considérations clés jouent un rôle essentiel pour garantir des performances optimales. Voici les facteurs à prendre en compte :
✔ Type de tour :
Les différents tours, tels que les tours à 2 axes, 3 axes, 4 axes ou multibroches, ont des capacités et des exigences d'outillage différentes. Le type de machine dicte des caractéristiques telles que des systèmes d'outils motorisés pour la rotation multi-axes dans les machines avancées ou des tourelles plus simples pour les mouvements de base dans les tours à 2 axes.
✔ Matériau de la pièce :
Le matériau de la pièce à usiner comprend souvent des options en métal, bois, plastique ou céramique, qui peuvent influencer le choix de l'outil. Les propriétés du matériau telles que la dureté, la ténacité et la résistance à la chaleur déterminent le matériau d'outil approprié, comme le carbure, le diamant, la céramique, l'acier rapide ou la fibre naturelle.
✔ Opération d'usinage :
Différentes opérations, comme le tournage, le dressage, l'alésage, le filetage ou le rainurage, nécessitent des outils spécifiques adaptés à leurs besoins. Par exemple, les opérations de tournage peuvent nécessiter des outils à arêtes de coupe perpendiculaires comme des outils de tournage ou de chanfreinage, tandis que les opérations de filetage peuvent nécessiter des outils à arêtes de coupe en V ou en U comme des outils de filetage ou des tarauds.
✔ Précision et finition de surface requises :
Les niveaux de précision et de finition de surface souhaités, classés en brut, semi-fini ou fini, définissent les normes de tolérance dimensionnelle, de rugosité de surface et de qualité. Les outils de tournage doivent répondre à ces exigences, les opérations d'ébauche bénéficiant de vitesses de coupe élevées et de faibles avances, et les opérations de finition nécessitant de faibles vitesses de coupe et des avances élevées.
Quelles sont les avancées technologiques dans les outils de coupe de tour ?
Ces dernières années, les innovations technologiques ont considérablement transformé le paysage des outils de coupe pour tours, améliorant la précision, l'efficacité et la polyvalence. Les principales avancées comprennent :
✔ Matériaux avancés:
L'utilisation de matériaux avancés est devenue courante, offrant des propriétés améliorées telles que la dureté, la stabilité thermique, la ténacité et la résistance à l'usure. Les nuances de carbure hautes performances, les céramiques telles que le nitrure de silicium et l'alumine, et les revêtements tels que TiAlN et AlTiN contribuent à l'amélioration des performances des outils.
✔ Outillage personnalisé :
Avec la demande croissante de pièces complexes et personnalisées, les outils de coupe de tour évoluent pour devenir plus flexibles et adaptables. Certains fabricants proposent des services d'outillage personnalisés rapides et flexibles, s'appuyant sur des logiciels de conception avancés, la technologie cloud et l'automatisation pour créer des outils sur mesure qui répondent aux besoins spécifiques des clients.
✔ Géométrie des outils améliorée :
Les outils de tournage modernes bénéficient désormais d'une géométrie améliorée conçue pour optimiser l'efficacité de l'usinage. Des brise-copeaux ont été intégrés pour améliorer l'évacuation des copeaux et la finition de surface. De plus, les outils intègrent des conceptions d'hélice et de pas variables, réduisant les vibrations et garantissant la stabilité pendant les opérations de tournage.
✔ Nouvelles techniques d'usinage :
Pour répondre à la demande de productivité et d'efficacité accrues, les outils de coupe de tour sont conçus pour effectuer des opérations d'usinage multiples et complexes en une seule configuration. Les nouvelles techniques d'usinage, telles que le fraisage à grande avance, le fraisage en plongée, le fraisage par tournage et le fraisage trochoïdal, utilisent différents types d'outils de coupe pour obtenir des taux d'enlèvement de matière plus rapides, une finition de surface améliorée et une usure d'outil réduite.
✔ Conception assistée par ordinateur (CAO) et programmation de tours CNC :
Les logiciels de CAO et les outils de programmation de tours CNC permettent le prototypage virtuel des outils de coupe de tour, facilitant ainsi l'optimisation des géométries avant la production réelle. L'analyse par éléments finis (FEA) permet en outre aux fabricants de simuler le comportement des outils dans diverses conditions d'usinage, ce qui conduit au développement de fraises plus résistantes et plus efficaces.
✔ Intégration du capteur :
Certains outils de tournage sont désormais dotés de capteurs intégrés qui surveillent en temps réel des paramètres tels que la température et les vibrations. Ces données permettent aux fabricants d'optimiser les performances des outils, de réduire l'usure et de maximiser la durée de vie des outils.
✔ Technologie de revêtement:
Pour résister aux forces de coupe et aux températures lors du travail avec des matériaux durs, les outils de coupe de tour intègrent des technologies de revêtement avancées. Le dépôt physique en phase vapeur (PVD) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sont utilisés pour appliquer de fines couches de matériaux durs et résistants à la chaleur, améliorant ainsi les performances et la durée de vie de l'outil.
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Conclusion
Les tours, outils polyvalents pour le façonnage des pièces, utilisent divers outils de tour adaptés à des fonctions spécifiques. Comme vous pouvez le constater, une compréhension complète des composants, des types et des classifications d'outils des tours CNC est essentielle pour obtenir des résultats d'usinage optimaux. Lors de la sélection des outils de tour, il est essentiel de prendre en compte des facteurs tels que le type de tour, le matériau de la pièce, l'opération d'usinage et la précision souhaitée.
Foire aux questions
Q1 : Comment les outils de tour contribuent-ils à l'usinage au tour CNC ?
R : Dans l'usinage au tour CNC, les outils de tournage sont automatisés et contrôlés par des programmes informatiques pour atteindre la précision et l'efficacité dans le façonnage des pièces. Les outils de tournage CNC sont essentiels pour réaliser des conceptions complexes et des dimensions précises.
Q2 : Les outils de tour sont-ils interchangeables entre différentes machines de tour ?
R : En général, les outils de tour sont conçus pour s'adapter à des porte-outils ou des supports d'outils spécifiques compatibles avec le tour. Bien que certains systèmes d'outillage puissent être interchangeables entre des machines du même type, il est essentiel de garantir la compatibilité et l'alignement correct des outils pour un fonctionnement sûr et efficace.
Q3 : Qu'est-ce qu'un outil de surfaçage de tour et comment est-il utilisé dans l'usinage ?
R : Un outil de dressage de tour est conçu pour les opérations de dressage, où des couches de matériau sont retirées pour créer une surface lisse ou rugueuse sur la pièce. Il est essentiel pour obtenir des surfaces planes et régulières.
Q4 : Comment choisir les bons outils pour un tour ?
R : La sélection des bons outils pour le tour implique de comprendre les capacités et les exigences du tour spécifique, en tenant compte de facteurs tels que la configuration des axes, la vitesse de la broche et la compatibilité du porte-outils.
Q5: comment Richconn répondre aux besoins d'outillage de tour dans l'usinage CNC ?
A: Richconn se spécialise dans l'usinage CNC et propose une gamme d'outillages de tournage de service, notamment l'usinage CNC d'alliages, la fabrication de fibres de carbone et la fabrication de titane. Avec une équipe professionnelle et des équipements de pointe, Richconn fournit des solutions de fabrication sur mesure pour répondre aux diverses exigences en matière d'outillage de tournage.