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LE TOURNAGE

SOMMAIRE 1- Les machines de tournage: - Les tours parallles. page 2 - Les tours copier. page 3 - Les tours semi-automatiques page 3 - Les tours automatiques page 3 - Les tours automatiques multibroches page 3 - Les tours commande numrique page 3 2- Dfinitions des oprations de tournage: - Chariotage page 4 - Alsage page 4 - Dressage page 4 - Perage page 4 - Rainurage page 4 - Chanfreinage page 4 - Trononnage page 4 - Filetage page 4 3- Les plaquettes doutils: - Les plaquettes page 5 - Le corps doutil page 5 - Les diffrentes formes de plaquettes page 5 - Les plaquettes rversibles page 5 4- Les outils de tournage: Dsignation, mode daction et cycle de travail. - Les outils charioter page 6 - Le outils dresser page 6 - Les outils alser-dresser page 7 - Les outils alser page 7 - Les outils alser-dresser page 8 - Les outils rainurer page 8 - Les outils trononner page 8 - Les outils fileter page 8 5- Les portes pices: - Les portes pices standards page 8 - Les portes pices ddis page 9 6- Ralisation et caractristiques des montages portes pices: - Montages en lair page 9 - Montage mixte page 10 - Montage entre-pointes page 10 - Montage en expansible page 10 7- Conditions de coupe: - Vitesses de coupe page 11 - Vitesses davance page 11

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En tournage on ralisera toutes les surfaces de rvolution, y compris les plans lorsque la trajectoire du point gnrateur est situ dans un plan perpendiculaire l axe de rotation.

1- Les machines de tournage: Les machines outils les plus courantes utilises pour le tournage sont:

Les tours parallles charioter et fileter:

Ces machines sont utiliss pour les travaux unitaires ou de petites et moyennes srie sur des pices trs simples.

Ces tours sont peu flexibles. Seules les surfaces dont les gnratrices sont parallles ou perpendiculaires laxe de la broche sont

ralisables en travail denveloppe.

Les tours copier:

Ils permettent lusinage de pices par reproduction, partir dun gabarit, grce un systme de copiage hydraulique qui pilote le dplacement du chariot transversal.

Cest une machine assez flexible qui peut convenir pour des travaux de petites grandes sries. La gnratrice des surfaces de rvolution peut tre quelconque.

Boite de vitesses des avances

Tourelle porte outil

Moteur

Barre de chariotage Chariot longitudinal ou tranard

PiceBroche

Outil

Mandrin porte pice

Chariot transversal Contre-pointe

Chariot suprieur

Boite de vitesses de broche

Bti

Terminologie des organes principaux du tour

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Les tours semi-automatiques:

Ce sont des tours quips dun tranard semblable celui dun tour parallle avec une tourelle hexagonale indexable munie de 6 postes doutils anime dun mouvement longitudinal contrl par des butes.

Les outillages spcialement conus pour la machine permettent des oprations simples et prcises. La commande de ces tours peut tre manuelle ou en partie automatique. La flexibilit de ces machines est trs limite. On les utilisera pour des travaux de moyenne srie.

Les tours automatiques:

Plusieurs outils sont monts tangentiellement la pice. Les mouvements sont obtenus par des cames qui donnent la vitesse davance et la course de chaque outil. Une came est spcifique une opration et une pice.

Ces tours sont entirement automatiques. Ces machines nont aucune flexibilit. Elle conviennent pour les trs grandes sries.

Les tours automatiques multibroches:

Ce type de tour comportera par exemple huit broches. Huit outils soit un par broche travaillent en mme temps et effectuent une opration diffrente. Ce sont les broches qui tournent dun huitime de tour pour prsenter la pice devant loutil suivant. Lorsque les broches ont effectues un tour complet la pice est termine.

Il est possible de travailler dans la barre. Sur ce type de tour les rglages sont longs et le temps de passage dune srie lautre immobilise la

machine. Ce tour sera rserv pour les grandes et trs grandes sries des pices de dimensions rduites cause de lespacement entre les broches.

Les tours commande numrique:

Comme en copiage la gnratrice de la pice peut tre quelconque mais ici la trajectoire de loutil est obtenue par le dplacement simultan de deux axes dont les positions successives sont donnes par un calculateur travaillant partir dun programme propre la pice. Ces tours sont quips dun magasin doutils et ventuellement dun systme de chargement des pices.

La flexibilit de ces machines est trs grande et particulirement bien adapt pour le travail unitaire ou les petites sries rptitives. 2- Dfinitions des oprations de tournage:

Chariotage: Opration qui consiste usiner

une surface cylindrique ou conique extrieure.

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Alsage:

Opration qui consiste usiner une surface cylindrique ou conique intrieure.

Dressage:

Opration qui consiste usiner une surface plane perpendiculaire laxe de la broche extrieure ou intrieure.

Perage:

Opration qui consiste usiner un trou laide dun fort .

Rainurage:

Opration qui consiste usiner une rainure intrieure ou extrieure pour le logement dun circlips ou dun joint torique par exemple.

Chanfreinage:

Opration qui consiste usiner un cne de petite dimension de faon supprimer un angle vif.

Trononnage:

Opration qui consiste usiner une rainure jusqu laxe de la pice afin den dtacher un tronon.

Filetage:

Opration qui consiste raliser un filetage extrieur ou intrieur.

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3- Les plaquettes d outils:

Les outils les plus rpandus sont constitus dune plaquette amovible monte sur un corps doutil.

Les plaquettes:

Les formes de la plaquette dfinissent les angles , r et le rayon de bec r .

Pour une meilleure rsistance de la plaquette, le rayon de bec r et les angles et r seront maximum.

Le corps doutil:

La position de la plaquette sur le corps doutil dtermine les angles , ,s et Kr

Les diffrentes formes de plaquettes: On utilise principalement des plaquettes de formes carr, ronde, rectangulaire, rhombique,

rhombodale, triangulaire. La forme de la plaquette est choisie en fonction des surfaces obtenir et du cycle de travail. Si plusieurs formes conviennent on choisira celle qui donne la meilleure rsistance

mcanique (r maximum). Si le critre rsistance nest pas prpondrant, on choisira la plus conomique, cest dire

celle qui permet de disposer du maximum dartes utilisables (plaquette carre). Il existe galement des plaquettes de formes hexagonale, octogonale et pentagonale.

Corps doutil

Dispositif de fixation

Plaquette amovible

Plaquette carre 4 artes utilisables

r = 90 Plaquette ronde

n artes utilisables par rotation

Plaquette rectangulaire 2 artes utilisables

r = 90 Plaquette rhombique 2 artes utilisables

r = 86,80,75,55,ou35 (La forme est un losange)

Plaquette triangulaire 3 artes utilisables

r = 60

Plaquette rhombodale 2 artes utilisables

r = 85, 82 ou 55 (La forme est un paralllogramme)

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Les plaquettes rversibles:

Une plaquette est dite rversible si elle prsente un plan de symtrie parallle ses deux faces les plus importantes. Elle peut alors tre retourne sur son corps doutil et voit le nombre de ses artes doubl, ce qui la rend particulirement intressante du point de vue conomique. Ainsi une plaquette carre passe de 4 8 artes utilisables. 4- Les outils de tournage: Dsignation, mode daction et cycle de travail.

Pour la ralisation des diverses oprations de tournage on dispose des outils suivants:

Les outils charioter:

Une seule direction de travail possible pour la ralisation de cylindres ou de cnes extrieurs. Si la pice comporte un paulement on obtient une surface en travail denveloppe et une surface en travail de forme.

Les outils dresser:

Une seule direction de travail possible perpendiculaire laxe de la pice pour la ralisation de surfaces planes extrieures. Si la pice comporte un paulement on obtient une surface en travail denveloppe et une surface en travail de forme .

Les outils charioter - dresser:

Plaquettes rversibles

Plaquette non rversible

Exemple de 5 outils charioter

Exemple de 2 outils dresser

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Au minimum deux directions possibles de travail permettant ces outils deffectuer des oprations de chariotage et de dressage de surfaces extrieures en travail denveloppe.

Pour les oprations dalsage on retrouve les mmes principes que pour les outils dextrieurs.

Les outils alser:

Une seule direction de travail possible pour la ralisation de cylindres ou de cnes intrieurs.

Les outils alser - dresser:

Au minimum deux directions possibles de travail permettant ces outils deffectuer des oprations d alsage et de dressage de surfaces intrieures.

Kr=95 Kr=95 r=80 Kr=95 r=80

Kr=45 r=90

Kr=67,5 r=55 Kr=95 r=55

Les flches en traits interrompus indiquent une direction de coupe pour laquelle il convient dobserver des prcautions: longueur de surface rduite et faible profondeur de passe. Ce sens de travail est viter si lon peut procder autrement.

Exemple doutils charioter-dresser

Opration de dressage dun cylindre intrieur. Une seule direction davance possible pour loutil.

Dressage intrieurExemple de 2 outils alser

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Les outils rainurer:

Pour la ralisation des oprations de rainurage.

Les outils trononner:

Pour la ralisation des oprations de trononnage.

Les outils fileter:

Pour la ralisation des oprations de filetage.

5- Les portes pices:

Les portes pices standards:

Ils font partie de lquipement standard des tours. Ce sont:

Les mandrins serrage par mors:

Ils comportent 2, 3 ou 4 mors. Ces mors peuvent tre serrage concentriques ou indpendants.

On peut monter des mors durs ou des mors doux. les mors doux sont des mors non tremps afin de permettre lutilisateur de les usiner pour adapter leurs formes celles de la pice ou pour raliser une coaxialit plus prcise quavec des mors durs.

La prise de pice en mandrin peut se faire par lextrieur ou par lintrieur des mors Les mandrins expansibles:

Il assurent la fois la mise en position et le maintien en position par lintrieur ou par lextrieur de pices courtes ou longues. On utilise pour leurs constructions une ou plusieurs pices dformables. Le type le plus classique est le mandrin pinces que lon retrouve comme support doutils pour des fraises queue cylindrique.

Exemple de 3 outils alser-dresser

Outils rainurer dextrieur et dintrieur

Outil trononner

Outils fileter dextrieur et dintrieur

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Les portes pices ddis:

Il sagit de montages de reprise spcialement tudis et raliss pour une phase dusinage. Ils se montent soit la place du mandrin en utilisant les mme surfaces de rfrence que lui

soit sur le plateau lisse (appareillage standard du tour). Dans ce dernier cas le montage pourra tre install sur nimporte quel tour ce qui nest pas le cas de la solution prcdente: La liaison mandrin-broche tant diffrente dun modle de tour lautre.

6- Ralisation et caractristiques des montages portes pices:

Il sagit des diffrents montages que lon peut raliser laide des quipements standards du tour.

Erreur de reprise

(coaxialit)

1 2

5 4 3

Modlisation de la liaison

Type de montage

Accessoires utiliss

Schma du montage

Mandrin 3 mors durs serrage

concentrique + bute 0,1maxiMontage en lair

1 2

5 4 3

Mandrin 3 mors doux serrage concentrique 0,05maxiMontage

en lair

Pice

Pice

mors durs strisbute

LLs

Pour le respect de la liaison Ls ne doit pas

tre infrieure 0,7 D. Ls > D souhaitable

D

L doit tre limite en fonction des efforts de

coupe et du diamtre de la pice

mors doux usinables

LLs

D

Pour le respect de la liaison Ls ne doit pas

tre infrieure 0,7 D. Ls > D souhaitable

L doit tre limite en fonction des efforts de

coupe et du diamtre de la pice

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Type de montage

Erreur de reprise

(coaxialit)

Modlisation de la liaison

Accessoires utiliss

Schma du montage

Mandrin 3 mors durs ou doux serrage

concentrique 0,1maxi (m.durs)

0,05maxi (m.doux)

Montage en lair (prise de pice par lintrieur)

Montage mixte

Pour le respect de la liaison Ls ne doit pas

tre suprieure 0,5 D Ls < 0,5 D

L doit tre limite en fonction des efforts de

coupe et du diamtre de la pice

1 2 5

4

3

mors durs stris ou mors doux

LLs

D

Pice

Pour le respect de la liaison Ls ne doit pas

tre suprieure 0,5 D Ls < 0,5 D

mors durs stris ou mors doux

bute Pice

pointe tournante

LLs

D

1

2 5

4 3

0,01maxi

0,01maxi

0,1maxi (m.durs)

0,05maxi (m.doux)

L doit tre limite en fonction des efforts de

coupe et du diamtre de la pice

L doit tre limite en fonction des efforts de

coupe et du diamtre de la pice

Pointe fixe griffes pour assurer

lentranement de la pice

+ pointe tournante

Mandrin expansible douille fendue

mont dans le cne de la broche du tour

Mandrin serrage concentrique

(3 mors durs + bute) ou (3 mors

doux) +

pointe tournante

pointe tournante

montage dans le cne de la broche

douille fendue

crou de serrage

L

Pice

Pice

pointe fixe griffes

1 4

3 2

5 Montage

entre pointes

Mandrin expansible

1 43

2 5

Exemple de mandrin expansible

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7- Conditions de coupe:

ATTENTION: Les valeurs ci-dessous sont des ordres de grandeur donns titre indicatif pour les travaux unitaires.

Vitesses de coupe:

DVcn =

Vitesses de coupe indicatives pour un outil en acier rapide: - aciers courants: 20 25 m/min en bauche 25 30 m/min en finition - fontes grises 18 m/min - cuivre 35 m/min - aluminium et alliages 80 m/min - bronzes et laitons 40 m/min Pour le trononnage, le rainurage et lalsage rduire la vitesse dun tiers. Vitesses de coupe indicatives pour un outil carbure: - de 80 1000 m/min (on devra limiter la vitesse de coupe 140 m/min environ

cause du manque de puissance et de rigidit de nos machines universelles).

Vitesses davance: f est exprim en mm/tour de broche. Valeurs indicatives: - pour un outil en acier rapide: 0,1 0,3 en bauche 0,05 0,2 en finition - pour un outil carbure: 0,2 0,4 en bauche 0,1 0,2 en finition.

n: frquence de broche en tours/min Vc: vitesse de coupe en m/min D: diamtre usin en m