Fabrication Mecanique
Tournage mécanique : comprendre le tour parallèle et ses opérations
Oct
Tournage mécanique : comprendre le tour parallèle et ses opérations
Le tournage mécanique est un procédé d’usinage par enlèvement de matière. Dans sa configuration classique, la pièce tourne autour de l’axe de la broche tandis qu’un outil de coupe se déplace pour obtenir la forme recherchée. Ce procédé permet notamment de réaliser des surfaces cylindriques, des faces planes, des cônes, des gorges et des filetages.
Pour comprendre le tournage, il faut distinguer le mouvement de la pièce, le déplacement de l’outil et les paramètres qui déterminent les conditions de coupe. La qualité obtenue dépend également du serrage, de la rigidité du montage et du contrôle dimensionnel.
La page de cours fournie présente une définition du tournage, une photographie légendée d’un tour parallèle et les principales dimensions caractéristiques de la machine. Elle constitue un support pour découvrir le vocabulaire utilisé en atelier.
Présentation du cours de tournage
Les informations visibles sur la page sont les suivantes :
| Élément | Contenu identifiable |
|---|---|
| Titre | Tournage |
| Sujet principal | Principe du tournage et présentation du tour parallèle |
| Illustration principale | Photographie d’un tour avec organes repérés |
| Notions dimensionnelles | Hauteur de pointe et longueur entre pointes |
| Langue | Français |
| Auteur et établissement | Non indiqués sur la page fournie |
Le petit schéma inférieur porte la mention « Tour à bois ». Il illustre des notions géométriques comme la hauteur de pointe et la distance entre pointes. Pour étudier le tournage des métaux, la photographie principale et la légende du tour parallèle restent les références visuelles pertinentes de cette page.
Qu’est-ce que le tournage mécanique ?
Skip to PDF contentLe tournage mécanique consiste à retirer de la matière d’une pièce en rotation à l’aide d’un outil. La combinaison de cette rotation et des déplacements de l’outil permet de produire différentes surfaces, principalement de révolution. Les paramètres essentiels sont la vitesse de coupe, l’avance et la profondeur de passe.
Le procédé est utilisé pour fabriquer des axes, des bagues, des entretoises, des arbres et de nombreuses pièces comportant des formes cylindriques.
Il peut être réalisé sur un tour conventionnel ou sur une machine à commande numérique. Les principes de coupe restent comparables, mais la manière de piloter les déplacements diffère.
Comment fonctionne un tour parallèle ?
Un tour parallèle associe une broche qui entraîne la pièce et un ensemble de chariots qui positionnent l’outil.
La pièce est généralement maintenue dans un mandrin, entre pointes ou dans un montage adapté. L’outil est fixé sur un porte-outil, puis déplacé suivant la direction nécessaire à l’opération.
Le déplacement longitudinal permet notamment de charioter une surface cylindrique. Le déplacement transversal intervient dans le dressage d’une face et dans la prise de passe.
La précision dépend de l’ensemble du système : machine, montage, outil et pièce. Une machine rigide ne compense pas automatiquement un mauvais serrage ou un outil trop sorti de son support.
Les principaux organes du tour parallèle
La page fournie repère les éléments suivants. Leur disposition et leurs commandes peuvent varier selon la machine.
| Repère | Organe | Fonction principale |
|---|---|---|
| 1 | Broche | Entraîner le dispositif de maintien de la pièce |
| 2 | Boîte de vitesses de broche | Sélectionner les rapports de rotation disponibles |
| 3 | Mandrin | Maintenir la pièce |
| 4 | Mors concentriques | Serrer et centrer une pièce adaptée au mandrin |
| 5 | Poupée mobile | Porter une contre-pointe ou certains outils axiaux |
| 6 | Contre-pointe | Soutenir l’extrémité d’une pièce convenablement préparée |
| 7 | Tourelle porte-outil | Maintenir et orienter les outils selon sa conception |
| 8 | Chariot supérieur | Assurer un déplacement réglable, souvent orientable |
| 9 | Chariot transversal | Déplacer l’outil perpendiculairement à l’axe de broche |
| 10 | Chariot longitudinal ou traînard | Déplacer l’ensemble porte-outil le long du banc |
| 11 | Vis mère | Synchroniser l’avance avec la broche, notamment pour le filetage |
| 12 | Boîte d’avances | Sélectionner les avances et les rapports de filetage disponibles |
| 13 | Poupée fixe | Porter la broche et les organes associés |
| 14 | Pédale de frein | Commander le freinage sur la machine illustrée |
| 15 | Barre de chariotage | Transmettre le mouvement des avances automatiques |
| 16 | Banc prismatique | Supporter et guider les ensembles mobiles |
La vis mère et la barre de chariotage ne doivent pas être confondues. Sur de nombreux tours conventionnels, la première intervient dans le filetage, tandis que la seconde transmet les mouvements d’avance courants.
Les dimensions caractéristiques d’un tour
La hauteur de pointe
La hauteur de pointe correspond à la distance verticale entre l’axe des pointes et la référence supérieure du banc indiquée par le constructeur.
Elle donne une indication sur la capacité de passage. Le diamètre admissible au-dessus du banc est souvent voisin du double de cette hauteur, mais la capacité réelle doit être vérifiée dans les caractéristiques de la machine.
Le passage au-dessus du chariot peut être plus faible et limiter certaines opérations.
La distance entre pointes
La distance entre pointes caractérise la longueur disponible entre les pointes dans la configuration prévue.
Elle ne représente pas automatiquement la longueur maximale usinable dans toutes les situations. Le mandrin, les outils et les accessoires peuvent réduire l’espace utile.
L’alésage de broche
L’alésage de broche correspond au passage intérieur de la broche. Il peut permettre l’introduction d’une barre, dans les limites du dispositif de maintien et de l’équipement de la machine.
Ces dimensions doivent être examinées ensemble avant de choisir un tour pour une famille de pièces.
Les principales opérations de tournage mécanique
Le dressage
Le dressage permet d’usiner une face, généralement perpendiculaire à l’axe de rotation.
Il peut servir à créer une surface de référence ou à obtenir une longueur. À vitesse de rotation constante, la vitesse de coupe diminue à mesure que l’outil se rapproche du centre.
Le chariotage
Le chariotage produit une surface cylindrique extérieure par déplacement longitudinal de l’outil.
Il sert notamment à réduire un diamètre ou à réaliser différentes portées sur un arbre.
L’alésage
L’alésage permet d’usiner une surface intérieure à partir d’une ouverture existante.
La rigidité de l’outil devient particulièrement importante lorsque la longueur sortie du porte-outil augmente.
Le rainurage et le tronçonnage
Le rainurage réalise une gorge. Le tronçonnage sépare une partie de la pièce.
Ces opérations demandent un outil et des conditions adaptés, notamment pour maîtriser l’évacuation des copeaux et les efforts.
Le filetage
Le filetage produit une hélice dont le pas est défini.
Sur un tour conventionnel, le déplacement de l’outil doit être synchronisé avec la rotation de la broche. Les réglages dépendent de la machine et du filetage recherché.
Calculer la vitesse de rotation en tournage
La vitesse de rotation se détermine à partir de la vitesse de coupe et du diamètre :
n = (1 000 × Vc) / (π × D)
Avec :
- n : vitesse de rotation en tr/min ;
- Vc : vitesse de coupe en m/min ;
- D : diamètre usiné en mm.
Cette relation fait partie des formules de référence du tournage publiées par Sandvik Coromant. cdn2.sandvik.coromant.com
Exemple pédagogique
Pour un diamètre de 50 mm et une vitesse de coupe supposée de 30 m/min :
n = (1 000 × 30) / (π × 50)
n ≈ 191 tr/min
La vitesse de coupe de cet exemple sert uniquement à illustrer le calcul. Sa valeur réelle doit être choisie en fonction de la matière, de l’outil et des conditions d’usinage.
Le choix doit aussi tenir compte des limites de la machine et du dispositif de serrage. Le fabricant d’outils rappelle que les paramètres dépendent notamment de la machine, de la plaquette et de la matière usinée. sandvik.coromant.com
Comprendre l’avance et la profondeur de passe
L’avance par tour
L’avance f indique la distance parcourue par l’outil pendant un tour de pièce. Elle s’exprime généralement en mm/tr.
La vitesse d’avance vaut :
Vf = f × n
Par exemple, avec une avance hypothétique de 0,10 mm/tr et une rotation de 200 tr/min :
Vf = 0,10 × 200 = 20 mm/min
L’avance influence la formation du copeau, les efforts et l’état de surface.
La profondeur de passe
Pour un chariotage extérieur, la profondeur de passe radiale s’écrit :
ap = (Dinitial − Dfinal) / 2
Si le diamètre passe de 40 mm à 38 mm :
ap = (40 − 38) / 2 = 1 mm
La réduction du diamètre est donc de 2 mm, tandis que la profondeur radiale est de 1 mm.
Cette distinction évite une erreur fréquente. Il faut également vérifier si le vernier ou l’affichage du chariot indique un déplacement radial ou une variation de diamètre.
Préparer une opération avant la mise en marche
La préparation commence par la lecture du dessin et l’identification des dimensions à obtenir.
Il faut ensuite définir les références, le maintien de la pièce et l’ordre des opérations. Le serrage doit résister aux efforts prévus sans déformer inutilement la pièce.
Le réglage de l’outil comprend notamment sa position par rapport à l’axe et sa longueur sortie. Une sortie excessive peut favoriser les vibrations.
Avant l’usinage, vérifiez la compatibilité du montage avec les déplacements prévus, les protections et les consignes propres au tour utilisé. Les changements d’outil et les réglages doivent suivre la procédure de l’atelier.
Contrôler une pièce tournée
Le contrôle doit être prévu avant la fabrication.
Un diamètre peut demander un micromètre, tandis qu’une longueur ou une profondeur peut être mesurée avec un instrument différent. Le choix dépend de la tolérance et de la géométrie.
Pour repérer une éventuelle conicité ou une variation de forme, il peut être utile de mesurer à plusieurs positions, suivant la méthode de contrôle retenue.
La pièce doit être arrêtée avant une mesure manuelle. Les surfaces doivent être propres et suffisamment refroidies pour permettre une interprétation correcte.
Une belle surface ne garantit pas la conformité : dimensions, géométrie et état de surface sont des exigences distinctes.
Sécurité en tournage mécanique
Les risques comprennent l’entraînement par les éléments en rotation, la projection de pièces ou de copeaux et les blessures liées aux arêtes coupantes. L’INRS consacre son dépliant Le tour — ED 912 à la prévention sur ces machines. INRS
Les précautions essentielles comprennent notamment :
- retirer la clé du mandrin avant toute mise en marche ;
- maintenir les protections prévues en position ;
- attacher les cheveux et éviter vêtements flottants et bijoux ;
- ne pas porter de gants à proximité des éléments en rotation ;
- arrêter la machine avant les mesures manuelles et le retrait des copeaux ;
- utiliser les moyens prévus pour évacuer les copeaux, jamais les mains.
L’apprentissage doit se faire avec l’encadrement adapté. Une description générale ne remplace pas la formation à la machine utilisée.
Questions fréquentes
Quelle différence entre tournage et fraisage ?
En tournage classique, la pièce fournit le mouvement de rotation principal. En fraisage, ce mouvement est généralement assuré par l’outil.
À quoi sert la poupée mobile ?
Elle peut soutenir une pièce avec une contre-pointe ou porter certains outils axiaux, selon la configuration du tour.
Pourquoi utilise-t-on une contre-pointe ?
Elle peut améliorer le soutien d’une pièce longue ou flexible. Son utilisation dépend de la géométrie, de la préparation de la pièce et de l’opération.
Quelle différence entre vitesse de coupe et vitesse de rotation ?
La vitesse de coupe est une vitesse linéaire exprimée en m/min. La vitesse de rotation indique le nombre de tours par minute. Le diamètre relie ces deux grandeurs.
Pourquoi une pièce vibre-t-elle pendant le tournage ?
Les causes possibles comprennent un manque de rigidité, une longueur sortie excessive, un outil usé ou des paramètres inadaptés. Il faut rechercher la cause avant de modifier les réglages.
Peut-on contrôler le diamètre pendant la rotation ?
Une mesure manuelle avec un pied à coulisse ou un micromètre doit être réalisée après l’arrêt complet de la pièce.
Le tournage mécanique s’apprend en reliant les organes du tour, les mouvements et les résultats mesurés. Reconnaître la machine, préparer le montage et comprendre les paramètres permet de progresser vers un travail plus précis et méthodique.
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