Les entreprises manufacturières utilisent des dizaines de procédés d’usinage pour créer des produits à partir de matériaux bruts ou semi-finis, dont l’un des plus courants est le tournage mécanique.
Dans cet article, nos spécialistes en usinage de précision vous partagent une foule d’informations sur cette technique d’usinage.
Brève définition du tournage mécanique
À l’image des autres procédés d’usinage, le tournage est un processus d’enlèvement de matière. Lors de cette opération, une machine enlève la matière indésirable d’une pièce en rotation avec un outil de coupe.
Le mouvement de coupe est obtenu par la rotation de la pièce à produire, retenue par un mandrin ou une pince spécifique, tandis que le mouvement d’avance est obtenu par le déplacement de l’outil de coupe. La combinaison de ces deux mouvements permet d’enlever de la matière sous forme de copeaux. Il est d’ailleurs possible de moduler la vitesse de ces mouvements pour obtenir les résultats souhaités.
Le tournage mécanique est une technique très efficace pour fabriquer des pièces de révolution à partir de matériaux variés tels que l’acier, l’aluminium, le cuivre, le zinc et même le bois et le plastique pour n’en nommer que quelques-uns.
Le tournage mécanique est aussi couramment utilisé comme procédé d’usinage secondaire pour ajouter ou affiner des caractéristiques sur des pièces qui ont été fabriquées préalablement grâce à un autre procédé d’usinage. En raison des tolérances et des états de surface élevés que le tournage peut offrir, il est idéal pour ajouter des caractéristiques de rotation de précision à une pièce dont la forme de base a déjà été créée.
Équipement nécessaire pour le tournage mécanique
Le processus de tournage mécanique nécessite un tour ou une machine de tournage mécanique, une pièce à usiner, un dispositif de fixation et un outil de coupe.
La pièce à usiner est une pièce de matériau préformée qui est fixée au dispositif de serrage, lui-même fixé au tour, et qui peut tourner à grande vitesse. L’outil de coupe est généralement un outil de coupe à une seule pointe en acier rapide (HSS) ou en carbure métallique qui est également fixée dans la machine, bien que certaines opérations utilisent des outils à plusieurs pointes.
Tour manuel ou CNC ?
Le tournage se fait soit manuellement, soit automatiquement. L’inconvénient de travailler avec des tours manuels est que cette façon de faire nécessite une supervision continue alors que le tournage automatique ne l’exige pas. En effet, avec la commande numérique par ordinateur, ou CNC, vous programmez tous les mouvements, vitesses et changements d’outils de coupe dans un ordinateur. Ces instructions sont ensuite envoyées au tour pour être complétées.
Différentes opérations de tournage mécanique
Au cours du processus de tournage mécanique, diverses opérations peuvent être effectuées sur la pièce pour lui donner la forme souhaitée. Ces opérations peuvent être classées comme externes ou internes. Les opérations externes modifient le diamètre extérieur de la pièce, tandis que les opérations internes en modifient le diamètre intérieur.
Les opérations suivantes sont chacune définies par le type d’outil de coupe utilisé et la trajectoire de celui-ci.
Les opérations de tournage extérieur
Le tournage
Un outil de coupe à une seule pointe se déplace axialement, le long de la pièce, en enlevant de la matière pour former différentes caractéristiques telles que des encoches, des cônes, des chanfreins et des contours. Ces caractéristiques sont généralement usinées à une faible profondeur de coupe radiale et des passes multiples sont effectuées jusqu’à ce que le diamètre voulu soit atteint.
Le dressage
Un outil de coupe à une seule pointe se déplace radialement, le long de l’extrémité de la pièce, enlevant une fine couche de matériau pour obtenir une surface plane et lisse. La profondeur de la face, généralement très petite, peut être usinée en un seul passage ou peut être atteinte en usinant à une profondeur de coupe axiale plus petite et en effectuant des passages multiples.
Le rainurage
Un outil de coupe à une seule pointe se déplace radialement, sur le côté de la pièce, en découpant une rainure de largeur égale à celle de l’outil de coupe. Des coupes multiples peuvent être effectuées pour former une rainure plus large que la largeur de l’outil et des outils de coupe de formes spéciales peuvent être utilisés pour créer des rainures de géométrie variable.
Le tronçonnage
Un outil de coupe à une seule pointe se déplace radialement, sur le côté de la pièce, et continue jusqu’à ce que le centre ou le diamètre intérieur de la pièce soit atteint, ce qui permet de tronçonner ou de couper une partie de la pièce.
Le filetage
Un outil de coupe à une seule pointe, généralement doté d’un angle de coupe de 60 degrés, se déplace axialement, le long du côté de la pièce, coupant les filets dans la surface extérieure. Les filets peuvent être coupés à une longueur et un pas spécifiés et peuvent nécessiter plusieurs passes pour être formés.
Les opérations de tournage intérieur
Le perçage
Un foret entre dans la pièce par l’extrémité et découpe un trou d’un diamètre égal au sien.
L’alésage
Un outil de coupe pénètre axialement dans la pièce et taille la matière le long d’une surface interne pour former différentes caractéristiques telles que des entailles, des cônes, des chanfreins et des contours.
L’outil d’alésage est généralement un outil de coupe à pointe unique, qui peut être réglé pour couper le diamètre souhaité en utilisant une tête d’alésage réglable. L’alésage est généralement effectué après le perçage d’un trou afin d’en élargir le diamètre ou d’obtenir des dimensions plus précises.
Le taraudage
Un outil de coupe pénètre axialement dans la pièce par l’extrémité et coupe des filets internes dans un trou existant.
Formations permettant d’apprendre le tournage mécanique
Au Québec, une personne qui désire devenir machiniste et apprendre comment réaliser des opérations de tournage mécanique peut s’inscrire dans un DEP (diplôme d’études professionnelles) en techniques d’usinage. Ce programme d’une durée de 1 800 heures est offert dans un grand nombre d’établissements scolaires à travers la province.
Il est également possible d’apprendre les rudiments du tournage mécanique dans le cadre d’une AEC (attestation d’études collégiales) en fabrication mécanique d’une durée de 1 725 heures.
Pour vos besoins en tournage mécanique, pensez aux Industries Braidwood Ltée
En conclusion, nous espérons que vous avez pu trouver les informations que vous recherchiez concernant le tournage mécanique à la lecture de ce texte.
Si jamais vous voulez obtenir plus d’information à propos de ce processus d’usinage, sachez que vous pouvez contacter nos machinistes chevronnés. Chez les Industries Braidwood Ltée, nous utilisons régulièrement le tournage mécanique pour créer des pièces personnalisées telles que des engrenages sur mesure.