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Tournage CNC : Guide de base pour les débutants
Le tournage CNC est un processus de fabrication soustractive où un opérateur CNC coupe une pièce tournante en utilisant un outil stationnaire. Cette méthode est importante pour la fabrication moderne car elle offre rapidité, précision et capacité à répéter les coupes. Nous aborderons le processus, les opérations, les matériaux et les meilleures pratiques de conception.
Comment fonctionne le tournage CNC ?
Le processus fondamental consiste à faire tourner la matière première pendant que l'outil de coupe se déplace sur sa surface. Cette action continue enlève du matériel pour atteindre la forme géométrique souhaitée.
Composants d’une machine de tournage CNC
Un mandrin central maintient et fait tourner le matériau, le fixant avec un étau. Les outils de coupe sont montés dans une tourelle. L'unité de contrôle dirige tous les mouvements, en utilisant des systèmes de refroidissement et d'évacuation des copeaux pour maintenir l'efficacité.
Types de machines et axes
Les tours de base à 2 axes contrôlent uniquement l'outil dans les directions X et Z. Ensuite, les centres de tournage multiaxes ajoutent des outils actifs et d'autres axes C, Y, B. Cela permet à la machine d’effectuer à la fois des opérations de fraisage et de perçage.
Le flux de travail du design à la pièce
Le processus commence par un design terminé dans un logiciel CAD. Ensuite, vous transférez le design dans un logiciel CAM pour générer les trajets d'outil nécessaires. Ces trajets deviennent le G-code. La machine lit ensuite ce code pour effectuer la coupe physique.
Opérations courantes de tournage CNC
En tournage CNC, vous pouvez réaliser différentes découpes de caractéristiques de base et complexes. Cependant, la question est : Quels types de pièces un tour CNC peut-il fabriquer ?
Tournage droit et gros
Tout d'abord, il est nécessaire de comprendre que le tournage gros enlève rapidement l'excédent de matériau. Il rapproche le diamètre de la taille finale. Ensuite, vous effectuerez un tournage droit pour affiner la surface et obtenir les dimensions finales précises ainsi que la douceur requise.
Fraisage, tournage conique et filetage
Le fraisage aplatit l'extrémité de la pièce. Cela garantira que la surface soit parfaitement perpendiculaire à l'axe. De plus, le tournage conique crée une forme de cône sur la pièce. Enfin, le filetage découpe précisément les filets de vis sur les surfaces externes ou internes.
Tournage externe vs interne
Le tournage externe façonne le diamètre extérieur de la pièce. En revanche, le tournage interne est également connu sous le nom de alésage. Dans ce processus, vous agrandissez un trou existant à l'intérieur du matériau.
Opérations spécialisées
Notez également que les machines complexes peuvent effectuer des opérations telles que le tournage dur pour des matériaux extrêmement durs. Ces opérations utilisent souvent des outils avancés pour obtenir des géométries complexes.
Quels sont les types d'outils courants utilisés dans le tournage CNC ?
Le tournage CNC utilise des outils spécifiques pour façonner des pièces en métal et en plastique. Ces outils sont souvent de petites pointes de coupe appelées inserts.
Insert en carbure
Les inserts en carbure sont les outils de coupe les plus courants. Ils sont très durs et fonctionnent bien pour de nombreux matériaux. Ils gèrent la plupart des travaux de tournage généraux.
Outils en acier rapide
Ces outils sont utilisés pour les matériaux plus tendres. Ils sont moins chers et peuvent être facilement aiguisés. Ils sont parfaits pour les petites séries ou les formes complexes.
Inserts en cermet
Ces inserts sont des mélanges de céramique et de métal. Ils donnent une finition très lisse à la surface. Ils fonctionnent mieux sur l'acier et l'acier inoxydable.
Plaquettes PCD
Les inserts PCD utilisent des pointes en diamant industriel. Ils sont extrêmement durs. Vous devez les utiliser pour couper des matériaux très résistants. Ils sont idéaux pour les métaux non ferreux tels que l'aluminium ou le cuivre.
Plaquettes CBN
Les inserts CBN sont le deuxième matériau le plus dur après le diamant. Ils sont utilisés pour couper de l'acier durci et des superalliages. Ils résistent à des températures et à l'usure très élevées.
Ces inserts sont entièrement fabriqués à partir du matériau CBN, et non seulement de la pointe. Ils durent plus longtemps et offrent de meilleures performances sous forte contrainte. Ils sont nécessaires pour des tâches de usinage extrêmes sur des métaux durs.
Quels matériaux pouvez-vous utiliser pour le tournage CNC ?
Le meilleur choix dépend de votre application. Mais de nombreux matériaux fonctionnent bien si vous les maintenez et les placez correctement. Alors, Quel est le métal le plus facile à usiner sur un tour ?
Matériaux courants pour le tournage
Les matériaux standards pour le tournage CNC comprennent l'aluminium 6061, différents types d'acier, le laiton et le nylon. Vous devez choisir un matériau en fonction de son application finale, et non uniquement de sa facilité de coupe.
Un autre point important est que vous devez vérifier l'usinabilité du matériau. Cela affecte la formation des copeaux et l'usure des outils. Un autre aspect important est la rigidité du matériau pour éviter que la pièce ne se plie pendant une coupe prolongée.
Advantages and Limitations of CNC Turning
Le tournage est efficace pour les pièces rotatives, mais présente des limites spécifiques en termes de coût et de géométrie. Quand le tournage est-il préférable au fraisage ?
Avantages
Le tournage CNC est excellent pour une grande précision et une excellente répétabilité. Le processus atteint constamment des tolérances dimensionnelles serrées, souvent jusqu'à 0,005 mm.
Limitations
En conséquence, le tournage est idéal pour les pièces rondes et a des difficultés avec les géométries de blocs. L'investissement initial dans une machine à plusieurs axes, la configuration des outils et la programmation représente un coût important au départ.
Tournage vs Fraisage
Le tournage est préférable pour les pièces nécessitant un enlèvement rapide de matériau sur des surfaces rotatives et OD/ID. Cependant, le fraisage est plus adapté aux formes prismatiques complexes.
CNC Turning Applications
Le tournage est un processus très polyvalent utilisé dans presque toutes les industries pour résoudre des problèmes dimensionnels spécifiques. Où le tournage CNC est-il le plus utilisé ?
Arbres automobiles et industriels
Tout d'abord, il faut tenir compte du besoin constant de l'industrie automobile en arbres, essieux et goupilles précis. Le tournage crée des composants rotatifs capables de supporter des contraintes élevées et des régimes de rotation élevés. Cela est crucial pour le bon fonctionnement du moteur et de la boîte de vitesses.
Implants et dispositifs médicaux
Ensuite, regardez les dispositifs médicaux et dentaires. Le tournage garantit la haute précision et la finition lisse nécessaires pour des pièces stériles telles que des vis osseuses, des raccords sur mesure et de petits instruments. Ces pièces nécessitent souvent des tolérances strictes sur des matériaux tels que l'acier inoxydable ou le titane.
Fixations et connecteurs aérospatiaux
Ensuite, le tournage est essentiel dans le secteur aérospatial pour produire des milliers de fixations et connecteurs à haute résistance. Ces pièces exigent une cohérence extrême du poids et une pureté du matériau. La répétabilité du tournage garantit que chaque pièce respecte les strictes normes de sécurité en vol.
Considérations de conception et meilleures pratiques
Les choix de conception influencent fortement le coût et la qualité de votre composant final.
Accessibilité des outils et montage
Tout d'abord, il est important de s'assurer que l'outil de coupe puisse atteindre toutes les surfaces sans entrer en collision avec le mandrin ou les composants de la machine. La taille de l'outil limite le diamètre minimal et la profondeur maximale des caractéristiques internes, telles que les trous.
Stabilité des caractéristiques
Ensuite, vous devez éviter de concevoir des pièces très longues, fines ou des sections minces. Ces éléments augmentent le risque que la pièce vibre ou se déforme, ce qui nécessite de ralentir l'ensemble du processus d'usinage pour le contrôle qualité.
Optimisation des paramètres
Ensuite, concentrez-vous sur l'optimisation de la vitesse du mandrin, de la vitesse d'avance et de la profondeur de coupe. Cette combinaison garantit la meilleure finition de surface possible et aide à réduire l'usure de l'outil et la consommation d'énergie.
Collaboration pratique
Enfin, assurez-vous de vérifier toutes les trajectoires d'outils et les décalages de matériaux avec votre partenaire d'usinage avant le début de la production. Le prototypage précoce permet d'économiser des coûts et confirme la faisabilité de tous les éléments de conception complexes.
Conclusion
Le tournage CNC est un processus rapide et précis pour la création de composants rotatifs. Vous devez choisir cette méthode lorsque la haute précision et la production en série sont vos principales exigences.
FAQ
Qu'est-ce que le tournage CNC ?
ALe tournage CNC est un moyen de fabriquer des pièces rondes. La machine fait tourner rapidement le matériau. Un outil de coupe fixe se déplace le long du matériau en rotation pour enlever de la matière et lui donner sa forme.
Qu'est-ce qu'une machine de tournage CNC ?
A : C'est une machine qui utilise le contrôle informatique pour automatiser le processus de tournage. La machine maintient le matériau et le fait tourner. L'ordinateur guide l'outil de coupe de manière précise pour fabriquer la pièce.
Comment transformer une imprimante 3D en une CNC ?
A : Vous devez changer la tête de l'imprimante 3D. Remplacez l'extrudeuse en plastique par un petit outil de coupe, très similaire à un outil rotatif. Ensuite, vous devez modifier le logiciel de contrôle pour utiliser le G-code pour la découpe au lieu de l'impression.
Comment transformer une image en une gravure CNC ?
ATout d'abord, vous devez utiliser un logiciel CAM spécialisé. Ce logiciel trace l'image et la transforme en données de hauteur 3D. Ensuite, le logiciel génère les instructions pour la machine CNC afin de graver le design.
Comment utiliser G41 et G42 dans le tournage CNC ?
AG41 et G42 sont des codes pour la compensation du rayon de l'outil. G41 déplace la trajectoire de l'outil vers la gauche de la ligne programmée. G42 déplace la trajectoire de l'outil vers la droite.
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