Configuration d'un tour CNC : structure et fonction
Le tournage est l'un des procédés d'usinage. Le tournage se caractérise par le mouvement de coupe effectué par la pièce. Le mouvement auxiliaire - c'est-à-dire l'avance et la reprise - est généré par l'outil à l'aide d'un chariot longitudinal et d'un chariot transversal. Si des pièces très fines sont usinées, elles peuvent être soutenues par une lunette. La conception d'un tour CNC a évolué au cours des dernières décennies : d'un simple tour, qui est généralement réglé et utilisé manuellement, on est passé à une machine CNC moderne.
Outre la broche principale et la tourelle (porte-outil), les options suivantes sont disponibles :
- une contre-broche pour l'usinage complet sur 6 faces
- des positions d'outils entraînés sur la tourelle
- Un axe Y pour l'usinage décentré
La haute technologie à l'intérieur : ce qui rend les machines CNC si spéciales
Les lettres NC sont synonymes du mot anglais "Numerical Control". Elles désignent la commande d'une machine par l'introduction de nombres. Si cette commande est effectuée à l'aide d'un ordinateur, on parle de "commande numérique informatisée", c'est-à-dire de machines CNC. Ces commandes CNC sont utilisées pour contrôler et régler les machines-outils, y compris les tours. Outre la CNC, les tours se composent toujours d'un bâti, d'un banc de tournage, d'une poupée, d'un chariot porte-outils, d'une contre-broche pour l'usinage sur 6 côtés et d'un axe Y pour l'usinage décentré, d'une contre-pointe optionnelle et d'une lunette.
Conception de tours à commande numérique : du simple au complexe
Les tours sont utilisés dans le monde entier et dans un large éventail d'industries. L'expérience a montré que chaque industrie a ses propres standards, procédures, normes et réglementations pour sa production. Il en résulte des exigences différentes pour le fonctionnement et le contrôle d'un tour à commande numérique. L'exemple suivant illustre cette situation : Si un tour est utilisé dans le cadre d'une production en grande série pour le secteur automobile, par exemple, et que des composants présentant peu de variations sont fabriqués, la machine est relativement peu utilisée et programmée. L'accent est mis ici sur une efficacité élevée, des temps improductifs courts, une stabilité maximale du processus et, par conséquent, sur la qualité des composants. En revanche, dans la fabrication de moules ou la fabrication en sous-traitance, par exemple, la production est souvent réalisée avec un plus grand nombre de variantes et en petits lots. Cela nécessite une utilisation plus fréquente de la machine. Afin d'offrir à l'industrie le plus grand nombre possible de possibilités d'usinage, les fabricants de machines-outils tels que DMG MORI développent en permanence des tours CNC. Par exemple, il existe aujourd'hui des tours dotés de plusieurs tourelles (2 ¾) pour le maintien de plusieurs outils et la fonction d'axe B - un mouvement d'interpolation de l'outil. Les mouvements horizontaux et verticaux de l'outil qui sont possibles ici permettent l'usinage de pièces complexes.
Types de composants
Indépendamment du lieu d'utilisation ou des exigences techniques de production, la structure des tours CNC est constituée des éléments suivants :
- Châssis: élément porteur (généralement en fonte grise) qui supporte tous les éléments mobiles et fixes d'une machine. Il garantit la stabilité et la solidité, empêche les vibrations et assure la précision.
- Banc de tournage: plaque de base sur laquelle une machine est montée. Le banc du tour constitue une base stable et plane qui permet aux glissières d'outils et aux autres pièces mobiles de se déplacer en douceur.
- Poupée: contient la broche principale qui fait tourner une pièce. La poupée est responsable de la rotation précise d'une pièce. Elle peut également accueillir différents dispositifs de serrage (mandrins, pinces).
- Contre-broche: il s'agit d'une deuxième broche qui tourne dans le sens inverse de la broche principale. Elle permet d'usiner la pièce sur 6 côtés sans avoir à la resserrer. Les machines équipées d'une contre-broche sont désormais standard : Le NLX 2500 SY700 - un tour universel avec axe Y et contre-broche - est désormais l'une des machines les plus vendues de DMG MORI.
- Positions d'outils entraînés dans la tourelle: peuvent être déplacés par un moteur pour augmenter la précision.
Axe Y: pour l'usinage décentré, permet d'usiner des pièces complexes de manière décentrée.
Entraînement de l'avance: il est responsable des mouvements de la glissière de l'outil et des autres pièces mobiles le long des axes souhaités. Il assure des mouvements précis et contrôlés pendant le processus de tournage. - Chariot porte-outil: il porte l'outil de coupe et le déplace avec précision le long des axes souhaités pour usiner la pièce. Le chariot peut être déplacé dans plusieurs directions et permet donc différents processus de coupe.
- Contre-pointe: elle est opposée à la poupée et la soutient. La contre-pointe peut être déplacée le long du banc de la machine. Elle est dotée d'un centre rotatif qui maintient la pièce stable.
- Lunette: support supplémentaire pour stabiliser les pièces longues pendant le traitement. Elle empêche également la pièce de se plier ou de se balancer.
- Technologie de commande CNC: fournit et convertit les données numériques en données machine afin d'obtenir une séquence entièrement automatique de toutes les fonctions d'une opération d'usinage.
- Refroidisseur/lubrifiant: circuit indépendant à l'intérieur d'une machine pour lubrifier et refroidir les composants mobiles à l'aide de ce que l'on appelle des lubrifiants réfrigérants. Ils sont importants pour la sécurité de la machine et la qualité des composants.
Voici comment fonctionne un processus de tournage
Avant que le processus de tournage - c'est-à-dire l'usinage CNC - ne commence, l'opérateur charge un programme préalablement créé avec des séquences d'usinage ou des séquences de mouvement. La pièce à usiner est également serrée dans la broche. Le choix des outils de coupe est basé sur la tâche de tournage et le matériau de la pièce. Une fois que tous les outils ont été définis, ils sont serrés dans la tourelle - un porte-outil pour plusieurs outils. Le tour CNC est maintenant prêt pour le processus d'usinage CNC, au cours duquel la pièce tourne et l'outil de coupe enlève la matière de la pièce selon les paramètres spécifiés.
Nombreuses variantes : différents procédés de tournage
Les pièces tournées simples prennent leur forme grâce à un mouvement d'avance dans le sens de l'axe de rotation ou perpendiculairement à celui-ci. Les différents procédés de tournage sont nommés en fonction de la direction du mouvement d'avance.
- Tournage long: L'outil de tournage se déplace parallèlement à l'axe de la pièce (généralement de gauche à droite) dans le but de tourner une pièce cylindrique à un diamètre spécifique.
- Surfaçage: L'outil se déplace perpendiculairement à l'axe de la pièce dans le but d'usiner une face frontale ou un épaulement. La direction du mouvement de l'outil de tournage dépend de la tâche et de l'arête de coupe.
- Tournage: L'outil se déplace parallèlement ou perpendiculairement à l'axe de la pièce.
- Perçage : Procédé de tournage permettant de réaliser certaines formes de rainures.
- Découpage: Forme particulière de tournage en creux dans laquelle la pièce à usiner ou une partie de celle-ci est complètement séparée de la pièce brute. L'arête de coupe principale de l'outil peut être non seulement inclinée, mais aussi droite.
- Découpage: Description du rainurage, dans laquelle la direction d'avance de l'outil de rainurage est parallèle à l'axe de la pièce.
- Tournage de profil: L'arête de coupe principale de l'outil de tournage a la forme du profil à produire. - Tournage conique : Tournage long avec un diamètre décroissant, créant ainsi une forme conique.
- Tournage de filets: Processus de tournage long dans lequel la vitesse d'avance est le facteur décisif pour déterminer le pas de filetage.
- Tournage de forme: Des mouvements individuels d'avance et de coupe créent une forme spécifique.
- Tournage de copies: La forme de la pièce est reprise à partir d'un gabarit et transférée sur des glissières longitudinales et transversales.
Horizontal or vertical: lathe designs
La position de la broche définit le type de machine : Dans les machines verticales, la broche est verticale et la pièce est serrée horizontalement ou suspendue. Dans les machines horizontales, la broche est horizontale et la pièce est maintenue à la verticale. Pour les très grandes pièces de grand diamètre, comme les grandes brides (> 1 m) par exemple, il peut être judicieux d'effectuer l'usinage sur un tour vertical. Outre un serrage plus aisé (dépôt par une technique de levage par le haut), cette conception permet de mieux gérer les forces qui s'exercent. Les machines de ce type sont généralement conçues en portique ou en portique. Les tours horizontaux sont généralement conçus sous la forme d'une colonne de console ou d'une table transversale. Ces tours CNC sont utilisés pour usiner des pièces particulièrement longues. DMG MORI possède également des machines pour le tournage de production horizontal.
En outre, les machines dites de tournage-fraisage font désormais partie de l'utilisation industrielle courante. Ce terme recouvre des technologies dans lesquelles le spectre d'usinage est élargi par un changement d'outil automatique et souvent une broche de fraisage avec sa propre unité d'entraînement et/ou des équipements supplémentaires. La diversité et la richesse des tours CNC, des tours universels et des versions horizontales susmentionnées font de DMG MORI un fabricant de machines-outils capable de couvrir en toute fiabilité l'ensemble des tâches de tournage.