La technologie CNC est au cœur de l'industrie manufacturière, améliorant l'efficacité et réduisant les coûts grâce à un contrôle automatisé de haute précision. Le terme CNC fait référence à la commande par programme informatique, et le tournage CNC est un processus basé sur cette commande, qui permet d'effectuer des opérations d'usinage et de soustraction. Nous expliquerons ensuite la définition du tournage CNC, ses principes de fonctionnement, les composants clés du tour, les types de tour, les méthodes de fonctionnement, les avantages, les applications et les matériaux appropriés.
Qu'est-ce que le tournage CNC ?
Le tournage CNC est un processus de fabrication soustractive hautement automatisé. Il consiste à placer une pièce à usiner sur une broche à grande vitesse, tandis qu'une machine-outil commandée par ordinateur guide avec précision l'outil de coupe pour découper le matériau dans la forme souhaitée.
Il peut produire efficacement des pièces cylindriques de haute précision, ainsi que traiter certaines géométries et des filetages intérieurs et extérieurs.
Comment fonctionne le tournage CNC ?
Avant d'usiner un matériau, les ingénieurs utilisent un logiciel spécialisé pour générer un programme détaillé basé sur le modèle 3D du produit. Ce programme, composé principalement Code GIl contient des instructions précises pour contrôler les trajectoires d'outils, les vitesses de coupe, les vitesses d'avance et la rotation de la broche, ce qui permet de contrôler systématiquement l'ensemble du processus de production.
Une fois le programme terminé, l'opérateur fixe solidement la pièce à usiner dans l'appareil. mandrin à broche. Lorsque le programme démarre, la broche fait tourner la pièce à une vitesse déterminée. Simultanément, l'outil de coupe se déplace avec une grande précision le long de la ligne de coupe. Axe X (contrôle du diamètre) et le Axe Z (contrôle de la longueur) conformément aux instructions du programme. Notamment, le tourelle sur un tour ou un centre de tournage CNC contient divers outils, tous contrôlés par le programme et le code informatiques. Les machines qui peuvent accueillir plus d'outils sont plus avancées et plus puissantes, ce qui les rend mieux adaptées aux conceptions complexes.
Ce processus enlève progressivement de la matière jusqu'à ce que la pièce atteigne les dimensions et la géométrie finales requises par la conception. L'ensemble du processus d'usinage est contrôlé en temps réel par les ingénieurs, et un système de contrôle de la qualité est mis en place. système de rétroaction en boucle fermée corrige en permanence la position de l'outil afin d'obtenir une précision et une homogénéité extrêmement élevées du produit final.
Principaux éléments d'un tour à commande numérique
Voici les principaux composants d'un tour à commande numérique et leurs fonctions :
Broche
La broche est chargée de serrer et de faire tourner la pièce à usiner à grande vitesse. Sa vitesse de rotation et sa précision ont une incidence directe sur l'efficacité de la coupe et la qualité de la surface finale de la pièce.
Chuck
Le mandrin sert à maintenir et à fixer solidement la pièce à usiner sur la broche. Un mandrin stable empêche la pièce de se déplacer pendant la rotation et la coupe à grande vitesse.
Tourelle
La tourelle est un dispositif rotatif qui peut contenir plusieurs outils de coupe. Elle est capable de changer rapidement d'outil en fonction des instructions du programme afin de réaliser différentes tâches d'usinage.
Lit
Le banc est la structure de base de la machine, qui lui fournit un support stable. Sa rigidité est essentielle pour garantir la précision de l'ensemble du processus d'usinage.
Rails de guidage et servomoteurs
Les rails de guidage fournissent une trajectoire linéaire pour le déplacement précis de l'outil de coupe, tandis que les servomoteurs sont chargés d'entraîner l'outil le long des axes X et Z pour obtenir un positionnement de l'ordre du micron.
Contre-pointe
La contre-pointe apporte un soutien supplémentaire lors de l'usinage de pièces longues ou lourdes.
Système de refroidissement
Le système d'arrosage refroidit et lubrifie l'outil et la pièce pendant le processus de coupe.
Système de contrôle / Panneau de commande
C'est le cerveau de la machine CNC. L'opérateur l'utilise pour introduire des programmes, surveiller le processus d'usinage et ajuster les paramètres.
Types courants de tours à commande numérique
Il existe plusieurs types de tours à commande numérique, chacun ayant une conception et une application uniques. Le choix de la bonne machine permet d'optimiser l'efficacité de la production et la qualité des pièces.
Tour horizontal à commande numérique
Il s'agit du type de tour CNC le plus courant et le plus polyvalent. Sa broche est orientée horizontalement et l'outil de coupe se déplace le long du plan horizontal pour tourner la pièce. Les tours horizontaux conviennent pour le tournage standard de la plupart des pièces de petite et moyenne taille.
Tour vertical à commande numérique
Contrairement au tour horizontal, le tour vertical possède une broche orientée verticalement. Cette conception utilise la gravité, ce qui le rend particulièrement adapté au tournage de pièces grandes, lourdes et courtes, telles que des disques ou des anneaux. Elle simplifie également le processus de serrage et de chargement de la pièce à usiner.
Machine composite de tournage-fraisage
Une machine composite de tournage-fraisage, également connue sous le nom de centre de tournage, est un tour CNC hautement intégré. Il possède non seulement des fonctions de tournage, mais aussi une broche de fraisage. Cela signifie qu'une seule machine peut effectuer des tâches complexes de tournage, de fraisage et de perçage en une seule fois, ce qui améliore considérablement l'efficacité et la précision.
Tour CNC de type suisse
Un tour de type suisse est un tour CNC spécialisé conçu pour l'usinage de pièces de petit diamètre, longues et très précises. Sa principale caractéristique est une "poupée mobile". Pendant le processus de tournage, la pièce se déplace axialement à travers une douille de guidage, fournissant un support continu et rapproché à l'outil, ce qui empêche efficacement la déformation des pièces longues et minces.
Types d'opérations de tournage CNC
Les tours CNC sont capables d'effectuer une grande variété d'opérations pour répondre aux différents besoins d'usinage des pièces. Voici quelques-uns des types les plus courants :
Tournage
Il s'agit de l'opération de tournage la plus élémentaire. L'outil se déplace le long de la direction axiale de la pièce, en enlevant de la matière de la surface extérieure pour réduire son diamètre et former un cylindre, une marche ou un cône. C'est la base de l'usinage de tout contour extérieur.
Ennuyeux
L'alésage est utilisé pour agrandir un trou existant dans une pièce. Contrairement au perçage, l'alésage peut produire des trous aux dimensions précises et aux surfaces lisses, et peut également usiner des caractéristiques internes.
Séparation
L'opération de tronçonnage est utilisée pour couper une pièce finie à partir de la barre brute. Il s'agit généralement de l'opération finale d'une séquence d'usinage, qui exige que l'outil coupe et sépare la pièce avec précision.
Rainurage
Le rainurage consiste à créer une rainure étroite d'une largeur et d'une profondeur spécifiques sur la surface intérieure, extérieure ou frontale d'une pièce. La forme de l'outil correspond à la forme de la rainure et est souvent utilisée pour le montage de joints toriques ou d'anneaux d'arrêt.
Filetage
Le filetage est utilisé pour usiner des filets sur les surfaces internes ou externes d'une pièce. Ce processus exige que la rotation de la broche et le mouvement axial de l'outil soient strictement synchronisés pour former un pas précis.
Forage
Le perçage consiste à utiliser une perceuse pour percer un trou le long de l'axe central d'une pièce. Il s'agit généralement d'une étape préparatoire à l'usinage ultérieur de trous internes, qui jette les bases d'un usinage précis.
moletage
Le moletage consiste à presser une texture spécifique, telle qu'un motif en losange ou en ligne droite, sur la surface extérieure d'une pièce. Il est important de noter qu'il s'agit d'une formage à froid et non un processus de coupe qui enlève de la matière.
Principaux avantages du tournage CNC
Haute précision et cohérence
Grâce à la programmation informatique, le tournage CNC permet d'obtenir des tolérances dimensionnelles extrêmement serrées et une excellente finition de surface, réduisant ainsi l'erreur humaine. Dans la production de masse, cela permet de garantir que chaque pièce a une qualité et des dimensions similaires, ce qui est crucial pour la fiabilité du produit
Efficacité et automatisation
Grâce à la technologie CNC, le processus est automatisé, ce qui améliore l'efficacité du travail.
Polyvalence et complexité
Le tournage CNC peut traiter non seulement des cylindres simples, mais aussi des géométries complexes, y compris des cônes, des profils uniques et des filetages internes et externes. Il est compatible avec une large gamme de matériaux, allant de divers métaux aux plastiques techniques, ce qui offre de nombreuses possibilités pour la conception des pièces.
Rapport coût-efficacité
L'automatisation permet de réduire les coûts de main-d'œuvre, tandis que sa haute précision réduit considérablement les déchets de matériaux et le nombre de pièces défectueuses.
Applications typiques du tournage CNC
Le tournage CNC est largement utilisé dans de nombreuses industries qui ont besoin de pièces cylindriques de précision. Voici quelques exemples spécifiques :
Industrie aérospatiale
Dans le secteur aérospatial, où la précision et la fiabilité sont primordiales, le tournage CNC est une technologie de base pour la fabrication de pièces critiques. Il s'agit notamment de composants de trains d'atterrissage, de moteurs bagues et arbreset divers systèmes de haute précision connecteurs.
Industrie automobile
Les opérations de tournage CNC sont assez courantes dans la fabrication de composants automobiles qui contribuent à améliorer le fonctionnement du véhicule, un processus clé dans la production de composants de précision pour les moteurs, les transmissions et les châssis. Les applications comprennent la fabrication de pistons de haute précision, arbres de transmission, engrenageset divers connecteurs.
Dispositifs médicaux
Le domaine médical a des exigences strictes en matière de biocompatibilité des matériaux et de précision au micron près. Le tournage CNC est utilisé pour la fabrication d'instruments chirurgicaux, d'instruments orthopédiques et de pièces de rechange. implants (comme les vis), les outils dentaires et le contrôle précis des fluides raccords.
Machines générales et électronique
Dans les secteurs plus larges de l'industrie et de l'électronique grand public, le tournage CNC est également vital. Il est souvent utilisé pour fabriquer paliers, bagues, divers filets raccordset la précision connecteurs et boîtiers pour les appareils électroniques.
Matériaux adaptés au tournage CNC
La gamme des matériaux pouvant être usinés par tournage CNC est très étendue, allant des métaux courants aux plastiques haute performance. Le choix du bon matériau est crucial pour garantir à la fois les performances de la pièce et l'efficacité de l'usinage.
Métaux
- Acier inoxydable : Excellente résistance à la corrosion et grande solidité. Il est couramment utilisé dans les instruments médicaux, les équipements de transformation des aliments et les composants structurels soumis à de fortes contraintes.
- Alliages d'aluminium : Léger, hautement conducteur et facile à usiner. C'est le matériau de choix pour les pièces aérospatiales, les composants automobiles et les boîtiers électroniques.
- Cuivre et laiton : Ces matériaux offrent une conductivité électrique et thermique exceptionnelle et sont faciles à couper. Ils sont largement utilisés pour les connecteurs, les vannes et les composants électriques.
- Acier au carbone et allié : Ils offrent une grande solidité, une bonne résistance à l'usure et sont relativement bon marché. Ce sont des matériaux standard pour la fabrication d'arbres, d'engrenages et de pièces structurelles de machines.
- Alliages de titane : Ils sont connus pour leur excellent rapport résistance/poids et leur biocompatibilité, bien qu'ils soient plus difficiles à usiner. Ils sont principalement utilisés dans l'aérospatiale et les implants médicaux haut de gamme.
Plastiques et polymères
- Nylon: Offre une bonne résistance à l'usure et des propriétés autolubrifiantes. Il est souvent utilisé pour la fabrication de roulements, de bagues et d'engrenages.
- POM (acétal/détrin) : Plastique technique rigide et dur présentant d'excellentes propriétés d'usinage. Il est fréquemment utilisé pour les pièces mécaniques nécessitant un ajustement précis.
- PEEK : Plastique technique de haute performance présentant une résistance exceptionnelle aux températures élevées et aux produits chimiques. Il est utilisé pour des applications haut de gamme dans l'aérospatiale et la médecine.
Capacités de tournage CNC de MinHe
Une fois que vous aurez compris ce qu'est le tournage CNC, vous saurez s'il convient à vos besoins de fabrication. L'étape suivante consiste à trouver le bon partenaire pour vous aider à achever votre conception.
MinHe a plus de 20 ans d'expérience dans le domaine du tournage CNC et est certifié ISO 9001. Vous pouvez être assuré que nos produits répondent aux normes industrielles les plus strictes.
Nous sommes spécialisés dans l'usinage de géométries complexes et d'une large gamme de matériaux, notamment l'acier inoxydable, les alliages d'aluminium, les alliages de titane et les plastiques techniques de haute performance. Grâce à un équipement CNC de pointe et à des processus automatisés efficaces, nous pouvons fournir à nos clients des pièces de haute qualité, du prototype à la production de masse.
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