Fiches pratiques · Usinage et filetage · Procédés d'usinage

Tournage

Procédé

Usinage d'une pièce en rotation par un outil qui se déplace : pièces de révolution.

Principe

La pièce tourne (broche) et l'outil se déplace en chariotage (le long de l'axe), en dressage (face), en alésage intérieur, en filetage ou en tronçonnage. Les tours à commande numérique, souvent avec outils motorisés et axe C (tours multifonctions), réalisent aussi perçages et fraisages sans reprise. On distingue ébauche (enlèvement rapide de matière) et finition (cote et état de surface).

Comprendre pas à pas

1. La situation

Un atelier doit produire 300 axes en acier C45, Ø 40 mm, longueur 120 mm, avec une portée de roulement tolérancée. Question : comment se déroule une opération de tournage et comment calcule-t-on ses paramètres ?

2. Les opérations de tournage

OpérationDescription
Dressagesurface plane perpendiculaire à l'axe
Chariotagesurface cylindrique extérieure
Alésage intérieursurface cylindrique intérieure
Gorge, tronçonnagesaignée, séparation de la pièce
Filetagefilet extérieur ou intérieur
Perçage axialtrou dans l'axe de la pièce

3. L'idée

En tournage, la pièce tourne et l'outil, fixe en rotation, se déplace pour enlever la matière : on obtient des surfaces de révolution. Les paramètres sont la vitesse de coupe Vc (m/min), donnée par le fabricant d'outils selon la matière, l'avance f (mm/tr) et la profondeur de passe ap. La vitesse de rotation se déduit du diamètre.

N (tr/min) = 1000 × Vc / (π × D) ; Vf (mm/min) = N × f

4. Le déroulé

Paramètres. Plaquette carbure revêtue, Vc = 200 m/min, f = 0,2 mm/tr, ap = 2 mm en ébauche.

Calcul. N = 1000 × 200 / (π × 40) ≈ 1 592 tr/min ; Vf ≈ 318 mm/min.

Temps. Chariotage de 120 mm : 120 / 318 ≈ 0,38 min par passe.

Finition. f = 0,1 mm/tr, ap = 0,3 mm pour la portée tolérancée et la rugosité.

5. À vous de jouer

En tournage, prenez Z = 1 et fz = avance par tour. Modifiez la vitesse de coupe et l'avance : voyez la vitesse de rotation et le temps de passe.

6. Ce qu'il faut retenir

  • La pièce tourne, l'outil se déplace.
  • Vc donnée par la matière et l'outil ; N = 1000 Vc / (π D).
  • Ébauche à forte avance, finition à faible avance.

Mise en œuvre

Acteurs
Programmeur, régleur, opérateur sur tour CN
Durée
Programmation et réglage de 30 min à quelques heures, puis temps de cycle
Livrables
Programme validé, première pièce contrôlée, fiche de réglage
  1. Choisir le brutBarre, tube ou pièce forgée avec surépaisseur suffisante ; embarreur pour les séries.
  2. Définir les prises de pièceMandrin, pinces, contre-pointe ou lunette pour les pièces longues ; limiter le nombre de reprises.
  3. ProgrammerÉbauche puis finition, filetage, gorges, tronçonnage ; outils motorisés pour les perçages et méplats sur tour multifonction.
  4. Régler et usiner la première pièceOrigines, correcteurs d'outils, vitesse réduite au premier passage.
  5. Contrôler et produireCotes critiques au micromètre ou à la bague, puis autocontrôle selon le plan de surveillance.

Exemple d'application

Axe de 40 mm, longueur 250, avec gorges et filetage M20 : tour CN avec embarreur, 4 min 30 par pièce en une seule prise, contre 3 opérations sur tour conventionnel.

Points de vigilance

  • Pièces longues et fines : flexion, d'où l'usage d'une contre-pointe ou d'une lunette