Besoin de créer des filetages extérieurs précis rapidement et efficacement ? Vous en avez assez du tournage traditionnel lent ou des installations de fraisage complexes qui ne conviennent tout simplement pas à la production de masse ou aux matériaux délicats ? Une machine à tourbillonner pourrait être la solution spécialisée et à grande vitesse que vous recherchez.

Une tourbillonneuse est un équipement spécialisé, souvent un accessoire pour les tours (en particulier de type suisse) ou une machine dédiée, utilisé pour créer des filetages extérieurs précis. Elle utilise des plaquettes en carbure ou d'autres plaquettes avancées montées sur un anneau de coupe tournant à grande vitesse pour fraiser des filets sur une pièce à usiner, offrant une vitesse, une précision et une efficacité exceptionnelles.

Il s'agit d'une méthode avancée de traitement des filets, particulièrement utile pour les profils complexes ou la production en grande quantité. Bien qu'elle soit souvent axée sur les filets, sa précision en fait un atout important dans la fabrication moderne. Voyons comment fonctionne cette technologie impressionnante et pourquoi elle se distingue.

Comment fonctionne une machine à tourbillon ?

Vous avez vu fonctionner une machine à tourbillonner, mais vous ne savez pas comment elle coupe les filets avec autant de précision et de rapidité ? Il s'agit d'une rotation à grande vitesse et d'un contrôle précis des axes, essentiellement un processus de fraisage hautement optimisé spécialement pour les filets.

Le porte-outil de l'unité de tourbillonnage, qui contient plusieurs plaquettes (souvent en carbure, CBN ou céramique) façonnées selon le profil du filet, tourne à très grande vitesse. Simultanément, la pièce à usiner (contrôlée par l'axe C du tour) tourne beaucoup plus lentement. La tête de l'outil se déplace linéairement le long de l'axe Z pour créer le pas, tandis que l'axe A ajuste l'angle de coupe de l'hélice et que l'axe X contrôle le diamètre mineur du filet. Ce mouvement coordonné fraise le filet, souvent en un seul passage, et produit des copeaux en forme de virgule.

Décortiquons ces axes et ces mouvements :

• Anneau de coupe à haute vitesse : Il s'agit du noyau, qui tourne rapidement avec plusieurs arêtes de coupe engagées.
• Rotation lente de la pièce (axe C) : Assure la stabilité et aide à définir la forme du fil.
• Avance linéaire (axe Z) : Contrôle le mouvement sur la longueur de la pièce, déterminant le pas de filetage en coordination avec la rotation de l'axe C. La modification de la direction de déplacement de l'axe Z permet de couper des filets à droite et à gauche.
• Réglage de l'angle (axe A) : Incline la tête de tourbillonnage pour qu'elle corresponde à l'angle d'hélice requis pour le fil.
• Contrôle du diamètre (axe X) : Règle la profondeur de coupe, contrôlant le diamètre mineur du fil.

Ce processus est une coupe interrompue¹Il permet néanmoins d'obtenir une précision et une finition de surface remarquables. La formation régulière des copeaux permet également d'usiner efficacement des matériaux durcis (jusqu'à 65 HRc) et fragiles, ce qui peut être difficile avec d'autres méthodes.

• Formes de découpe (récapitulation) : Ils peuvent être conçus pour le filetage intérieur ou extérieur, le filetage extérieur étant plus courant et comportant souvent un réglage de l'angle d'hélice (par exemple, ±40°).
• Méthodes de coupe (récapitulation) : Il est possible d'utiliser le fraisage en marche avant (montée) ou en marche arrière (conventionnel), en fonction de la dureté du matériau et de la rigidité de la machine.

Ce contrôle précis sur plusieurs axes permet d'obtenir le rendement élevé et la qualité qui font la réputation du tourbillonnage.

Quels sont les avantages de la tourbillonneuse par rapport au tour dans l'usinage des filets ?

Vous comptez toujours sur le tournage monopoint pour tous vos filetages ? Vous êtes frustré par les passes multiples, l'usure de l'outil sur les matériaux résistants, les temps de cycle longs ou la nécessité d'utiliser un liquide de refroidissement salissant ? Le tourbillonnage offre des avantages indéniables, ce qui en fait une solution de filetage moderne et économique.

Les machines à tourbillonner sont nettement plus rapides (temps de cycle jusqu'à trois fois plus rapides que les tours), offrent des états de surface souvent comparables à la rectification, traitent efficacement les matériaux difficiles/trempés (jusqu'à 65 HRc), permettent un usinage à sec économique et excellent pour les filetages profonds ou les pièces présentant un rapport longueur/diamètre élevé.

D'après mon expérience chez J&M Machine Tools, le passage au tourbillonnage peut améliorer considérablement les mesures de production de fil. Voici une comparaison plus détaillée :

Fonctionnalité	Avantage du tourbillon	Pourquoi c'est important
Durée du cycle	Jusqu'à 3 fois plus rapide que le tournage traditionnel. La possibilité d'un seul passage réduit le nombre d'étapes (>60%) et le temps (>50%).	Augmentation considérable de la productivité, réduction du coût par pièce, livraison plus rapide.
Finition de la surface	Excellente finition, souvent comparable à la rectification (Ra 0,8μm ou mieux). Moins de pics polyédriques dus à l'action de coupe.	Réduit/élimine les opérations de finition secondaires.
Rapport coût-efficacité	Permet l'usinage à sec (pas de coûts/gestion du liquide de refroidissement). Temps de préparation réduit (pas d'adaptation des plaquettes d'ébauche et de finition).	Coûts d'exploitation réduits, installation plus simple, environnement plus propre.
Matériaux difficiles	Usine efficacement les aciers trempés (jusqu'à 65 HRc), les alliages de titane, les superalliages, les aciers inoxydables.	Extension des capacités, traitement fiable pour les travaux difficiles.
Fils profonds/longs	Excellente pour les profils de filets profonds et les pièces présentant des rapports longueur/diamètre élevés (offre un meilleur support/rigidité).	Permet de traiter des géométries complexes pour lesquelles le tournage pourrait s'avérer difficile.
Précision	Grande précision dimensionnelle et précision du profil des filets, améliorée par des grades par rapport à certaines méthodes.	Garantit des pièces de haute qualité, un ajustement et un fonctionnement fiables.
Durée de vie de l'outil	La répartition de la charge de coupe sur plusieurs plaquettes peut améliorer la longévité de l'outil par rapport au tournage monopoint.	Moins de temps d'arrêt pour les changements d'outils, des performances constantes.
Intégration du tour	Des accessoires sont disponibles pour les tours existants (en particulier les tours de type suisse), ou sont disponibles en tant que machines dédiées.	Options de mise en œuvre flexibles en fonction des besoins.

Ces avantages font du tourbillonnage un choix supérieur pour de nombreuses applications exigeantes d'usinage de filets, dépassant les limites du tournage traditionnel.

La machine à tourbillonner est-elle adaptée à la production à grande échelle ou seulement à la production à petite échelle ?

Vous vous demandez si cette technologie spécialisée répond aux besoins des gros volumes ou si elle est réservée aux pièces de niche à faible volume ? Peut-elle s'adapter à l'augmentation de votre production ? La réponse est oui - le tourbillonnage est suffisamment polyvalent pour s'adapter aux deux extrémités du spectre.

Les machines de tourbillonnage conviennent aussi bien aux travaux de haute précision à petite échelle qu'à la fabrication à grande échelle. Les machines de tourbillonnage dédiées sont idéales pour la production de gros volumes, tandis que les accessoires de tourbillonnage sur les tours de type suisse offrent une certaine flexibilité pour les petites séries ou les ateliers aux besoins variés.

Voici comment il s'adapte à différentes échelles :

• Fabrication à grande échelle : Machines à tourbillonner dédiées² (comme certaines séries de fabricants tels que Leistritz) sont optimisées pour une production élevée. Leur vitesse, leur fiabilité, leur potentiel d'automatisation et leur efficacité les rendent parfaits pour les industries qui ont besoin de milliers ou de millions de pièces filetées identiques (par exemple, l'automobile, le médical). La réduction significative du temps de cycle par rapport à d'autres méthodes est un facteur déterminant.
• Production à petite échelle / flexible : Pour les ateliers ou les fabricants produisant des lots plus petits ou une plus grande variété de pièces, l'ajout d'un système de contrôle de la qualité peut s'avérer utile. accessoire tourbillonnant³ à une personne compétente Tour CNC de type suisse⁴ est une excellente option. Elle permet de bénéficier des avantages du tourbillonnage (vitesse, qualité sur les filetages difficiles) sans investir dans une machine entièrement dédiée, tout en conservant la polyvalence du tour pour d'autres opérations.

Ainsi, que vous fabriquiez une poignée de prototypes complexes ou que vous exploitiez des lignes de production en continu, il existe probablement une solution de tourbillonnement adaptée à votre échelle et à vos besoins.

Quels sont les produits que la machine à tourbillonner peut traiter et dans quels domaines ces produits sont-ils utilisés ?

Vous pensez à des pièces spécifiques telles que des vis de précision, des engrenages à vis sans fin ou même des implants médicaux ? Vous vous demandez où la technologie du tourbillonnement fait sa marque ? Ses capacités s'étendent à un large éventail de composants critiques dans de nombreuses industries clés.

Les machines à tourbillonner excellent dans la production de pièces filetées externes telles que les vis et les boulons, les engrenages/arbres à vis sans fin, les vis à tête (y compris les vis à billes), les rotors de pompe et les composants médicaux critiques tels que les vis à os. Ces pièces de haute précision sont essentielles dans les secteurs de la fabrication, de l'aérospatiale, de l'automobile, de la médecine et de l'énergie.

La précision, la vitesse et les capacités de manipulation des matériaux du tourbillonnage en font un outil idéal :

• Produits :

  • Vis à tête et vis à billes : Pour des mouvements linéaires précis dans les machines-outils, l'automatisation, la robotique et les actionneurs aérospatiaux.
  • Arbres et engrenages à vis sans fin : Utilisé dans les boîtes de vitesses pour la direction automobile, les entraînements industriels et les mécanismes de levage.
  • Vis médicales : Les vis osseuses de haute précision, les vis de fixation de la colonne vertébrale et les implants dentaires sont souvent fabriqués en titane ou en PEEK, ce qui exige des formes de filetage et une biocompatibilité spécifiques. Il s'agit d'un domaine d'application clé, peut-être inattendu.
  • Rotors de pompe : Certains types de rotors de pompe à profil hélicoïdal.
  • Fixations et actionneurs pour l'aérospatiale : Composants filetés complexes à haute résistance pour les structures et les systèmes de contrôle des avions.
  • Composants automobiles : Pièces filetées pour les transmissions, les systèmes de direction et les moteurs.
  • Fixations générales : Production en grande quantité de vis et de boulons spécialisés ou standard où l'efficacité est essentielle.

• Domaines d'utilisation :

  • Fabrication : Assemblages mécaniques généraux nécessitant des filetages de précision.
  • Aérospatiale et défense : Composants critiques nécessitant une fiabilité et une précision élevées.
  • Automobile : Production en grande quantité de pièces de transmission et de direction.
  • Industrie des dispositifs médicaux : Implants chirurgicaux, instruments et composants dentaires.
  • Secteur de l'énergie : Composants pour la production d'électricité et les équipements pétroliers et gaziers.
  • Industrie des machines-outils : Construire des composants de contrôle de mouvement précis pour d'autres machines.

La capacité de créer efficacement des filets complexes et précis dans des matériaux difficiles rend le tourbillonnage indispensable dans ces domaines exigeants.

Conclusion

En résumé, les tourbillonneurs offrent une méthode spécialisée et très efficace pour produire des filets extérieurs. Elles offrent des avantages significatifs en termes de vitesse, de qualité de surface, de rentabilité et de capacité des matériaux par rapport au tournage traditionnel, ce qui les rend adaptées à la fois aux travaux de précision à petite échelle et à la fabrication en grandes quantités dans les industries critiques.

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