Choisir le mauvais tour CNC peut être une erreur coûteuse. Elle entraîne un manque d'efficacité, une incapacité à traiter vos pièces et, en fin de compte, une perte de bénéfices. Comprendre les principales caractéristiques de la pièce à usiner est le premier pas vers un investissement plus judicieux.

Les caractéristiques les plus importantes de la pièce à usiner qui influencent le choix du tour CNC sont son diamètre de rotation maximal, son diamètre de tournage réel maximal, sa longueur de tournage maximale, le matériau de la pièce à usiner, ses exigences de précision, le volume de production prévu et le type général de pièces que vous allez principalement usiner (comme les disques, les arbres courts ou les arbres élancés).

Vous avez maintenant une idée de ce qu'il faut rechercher. Mais pour prendre une décision éclairée pour votre atelier, nous devons examiner chacune de ces caractéristiques plus en détail. Il ne s'agit pas seulement de connaître les termes, mais de comprendre comment ils influencent directement ce que votre tour peut ou ne peut pas faire. Décortiquons-les pour que vous puissiez choisir en toute confiance la machine qui répondra à vos besoins spécifiques.

Quelle est l'importance de prendre en compte le diamètre maximal de pivotement ?

Ignorer le diamètre de pivotement maximal peut vous réserver de grandes surprises. Votre nouvelle pièce pourrait même ne pas tenir sur la machine, ou pire, elle pourrait entrer en collision avec le banc ou le montant de l'outil pendant le réglage. Comprenons bien cette spécification cruciale.

Le diamètre d'oscillation maximal correspond à la plage de diamètres maximale autorisée par le tour lorsque la pièce tourne dans la broche. Si votre pièce dépasse ce diamètre, elle risque tout simplement de heurter le banc du tour ou d'autres parties de la machine, ce qui rendrait impossible un montage correct.

Il s'agit de l'espace circulaire le plus grand qu'une pièce puisse occuper sur le tour sans heurter quoi que ce soit. Ce diamètre est déterminé par la distance entre l'axe de la broche et le composant de la machine le plus proche, généralement les chemins de roulement. Vous pouvez également voir une spécification "swing over cross slide" ou "swing over carriage", qui est généralement plus petite que la spécification "lit à bascule¹." Ceci est important car si vous avez une pièce de forme irrégulière, ou une pièce brute de fonderie avec des protubérances, la capacité de pivotement maximale vous indique si la pièce pourra même passer au-dessus de la structure de la machine pendant la rotation. Par exemple, si une bride présente un bossage bizarre sur un côté, le diamètre total, y compris ce bossage, doit rester dans les limites de la capacité de pivotement. Il s'agit de la première vérification de l'ajustement physique avant même de penser aux outils de coupe proprement dits. N'oubliez pas qu'il s'agit de dégagement, et pas nécessairement du diamètre que vous pouvez usiner entièrement. Ceci est particulièrement important pour les pièces de type disque qui sont souvent larges.

Quel est l'impact du diamètre maximal de tournage sur votre capacité d'usinage ?

Confondre l'oscillation maximale et le diamètre de tournage maximal est un piège courant. Cela peut conduire à l'achat d'un tour qui peut tenir votre pièce, mais qui ne peut pas usiner tout le diamètre requis. Clarifions cette différence essentielle pour les opérations réelles.

Le diamètre de tournage maximum est le diamètre maximum de la pièce que le tour CNC peut réellement usiner avec ses outils de coupe. Il est généralement plus petit que le diamètre de rotation maximum car il faut tenir compte des interférences du porte-outil, de la tourelle et des rails de guidage.

C'est là que le vrai travail se fait. Les diamètre de rotation maximal²souvent appelé "diamètre maximal usinable", définit la limite pratique de vos opérations de coupe. Alors que l'oscillation maximale vous indique si la pièce s'adapte sur la machine, le diamètre de tournage maximum vous indique la quantité de cette pièce que vous pouvez effectivement coupé.
Ce diamètre est limité par la plage de déplacement de l'axe X du porte-outil ou de la tourelle et par toute interférence potentielle avec les composants de la machine lorsque l'outil est engagé. Par exemple, si je veux usiner un arbre d'un diamètre extérieur de Φ400mm, mais que la course maximale de l'axe X du tour est de Φ400mm, le diamètre de l'arbre est limité à Φ400mm. tournant n'est que de Φ350mm, alors même si la balançoire permet de monter la pièce de Φ400mm, je ne peux pas usiner complètement sa surface extérieure. Cela affecte directement la gamme de pièces que vous pouvez produire.
Pour l'usinage de pièces minces de grand diamètre³Si vous devez usiner des pièces de grande taille, comme de grandes brides, il est essentiel d'utiliser un tour ayant un diamètre de tournage plus important. Si vous essayez d'usiner des pièces proches du diamètre de tournage maximal de la machine, vous risquez de constater une diminution de la rigidité, ce qui peut affecter la précision et vous obliger à utiliser des vitesses d'avance plus lentes, réduisant ainsi l'efficacité. Un diamètre de tournage plus petit, en revanche, peut être parfaitement adapté et plus rentable pour les pièces à arbre principalement élancé.

Voici une comparaison rapide :

La longueur maximale de tournage est-elle suffisante pour répondre aux exigences de votre pièce ?

Un tour dont le banc est trop court pour vos pièces longues est synonyme de frustration et d'inefficacité. Cela peut se traduire par des configurations multiples et complexes, un risque d'erreur accru, ou tout simplement l'impossibilité de réaliser le travail.

La longueur maximale de tournage fait référence à la longueur maximale de la pièce que le tour CNC peut usiner le long de son axe Z (l'axe de la broche) en un seul serrage. Cette longueur est limitée par des facteurs tels que la longueur du banc, la position de la contre-pointe et la course du porte-outil.

La longueur maximale de virage est généralement définie comme la distance entre les centres (si un contre-pointe⁴ est utilisé) ou la course maximale de l'outil de coupe le long de l'axe Z.
Si la longueur de votre pièce dépasse la longueur de tournage maximale du tour, vous ne pourrez tout simplement pas l'usiner en une seule fois, ou parfois, vous ne pourrez même pas la serrer correctement. Par exemple, un tour dont la longueur de tournage maximale est de 500 mm ne peut pas usiner entièrement une pièce d'arbre de 800 mm de long en une seule fois. Cela peut vous obliger à l'usiner par sections, ce qui augmente le temps de préparation, la difficulté d'usinage et le risque d'imprécisions, ou vous obliger à chercher un tour plus grand et plus coûteux.
En outre, les pièces longues ont presque toujours besoin d'être soutenues par une contre-pointe, voire une lunette, afin d'éviter les vibrations, les déviations et les "coups de fouet" pendant la rotation, surtout si elles sont fines. Par conséquent, la longueur maximale de tournage influe également fortement sur le choix de votre machine. stratégie de serrage⁵ et la nécessité de ces accessoires. Il est essentiel de s'assurer que la longueur de tournage maximale est supérieure à la longueur d'usinage réelle de vos pièces typiques pour que le tournage soit efficace et complet.

Quel type de pièces - disques, arbres courts ou arbres minces - usinez-vous principalement ?

Penser qu'un tour CNC "à taille unique" permet de réaliser tous les travaux à la perfection est une erreur courante. La géométrie des pièces, les matériaux, les besoins de précision et les volumes de production imposent des exigences très différentes à une machine.

La géométrie générale (disques, arbres courts, arbres minces), le matériau, la précision requise et le volume de production de vos pièces influencent fortement les spécifications du tour idéal en termes de diamètre, de longueur, de puissance, de rigidité, d'automatisation et d'accessoires nécessaires.

Pièces en forme de disque

Pensez à des pièces telles que les brides, les grandes ébauches d'engrenage ou les embouts. Leurs principales caractéristiques sont un diamètre relativement important par rapport à leur faible longueur.

• Impact sur le choix du tour : Pour ces derniers, vous donnerez la priorité à un tour doté d'une grande capacité. diamètre de rotation maximal et, bien sûr, le balancement maximal. La structure du lit doit être très stable et rigide car ces pièces peuvent être lourdes et les forces de coupe peuvent être importantes sur une grande surface. La puissance de la broche doit être modérée à élevée, car la zone de coupe est importante, en particulier lors du surfaçage. Si ces disques sont fabriqués dans des matériaux résistants, une puissance de broche et un couple plus élevés deviennent encore plus critiques. Les exigences de précision en matière de planéité ou de parallélisme peuvent nécessiter une machine dotée de guidages et d'une construction de haute qualité.

Pièces à arbre court

Il s'agit de pièces telles que de nombreux arbres de transmission, de petits arbres de moteur ou certains arbres à cames. Ils présentent généralement un rapport diamètre/longueur plus équilibré et peuvent être assez compacts, souvent avec des caractéristiques multiples nécessitant une grande précision.

• Impact sur le choix du tour : Ici, vous avez besoin d'un bon l'équilibre entre le diamètre maximal de tournage et la longueur maximale de tournage. Une flexibilité configuration de la contre-pointe est souvent bénéfique pour le support. Si ces pièces ont des tolérances serrées, le tour doit avoir des performances élevées. capacités de précision⁶Les machines à coulisse peuvent être équipées de systèmes d'encodeurs à haute résolution et de compensation thermique. Pour les volumes de production élevés d'arbres courts, un système de contrôle de la qualité peut être utilisé. système efficace de changement d'outil (comme une tourelle rapide) et les fonctions d'automatisation telles que les ravitailleurs de barres ou le chargement robotisé deviennent très importantes pour la productivité. La puissance de la broche doit être adaptée au matériau et à la profondeur de coupe.

Pièces à arbre élancé

Il s'agit par exemple de vis d'entraînement, de longs arbres d'entraînement ou de tiges de piston hydrauliques. Ces éléments se caractérisent par une grande longueur par rapport à un diamètre relativement faible, ce qui les rend susceptibles de se déformer et de vibrer.

• Impact sur le choix du tour : Le longueur maximale de virage est primordiale ; elle doit absolument s'adapter à vos pièces les plus longues. Machine rigidité et une excellente capacités d'amortissement des vibrations⁷ sont essentiels pour lutter contre le broutage et maintenir la précision sur toute la longueur. Parmi les accessoires essentiels pour les arbres minces, on trouve un robuste contre-pointe et la possibilité d'utiliser les appuis centraux (steady rests) ou les appuis suiveurs (follower rests) pour soutenir la pièce à mi-portée. Le matériau joue également un rôle ; les matériaux plus résistants nécessitent un contrôle plus minutieux des paramètres de coupe afin d'éviter les déformations. La précision de la rectitude et de l'uniformité du diamètre est souvent essentielle.

Voici un tableau qui résume ces considérations :

Comprendre ces distinctions vous aidera à choisir un tour CNC qui n'est pas simplement une machine, mais une solution adaptée au travail que vous effectuez le plus.

Conclusion

Pour choisir le bon tour CNC, il faut soigneusement adapter ses caractéristiques - oscillation maximale, diamètre de tournage, longueur, puissance, rigidité, précision et automatisation - aux caractéristiques spécifiques et aux exigences de production de vos pièces les plus courantes, afin d'obtenir des résultats optimaux.