Choisir les outils de coupe les plus appropriés pour le tournage à poupée mobile Poupée mobile : pour une production de masse

Auteur / Rédacteur: Source : Utilis AG / Gilles Bordet

Si les technologies de pointe gagnent en importance et sont de plus en plus acceptées en raison des avantages uniques qu'elles offrent en dehors des feux de la rampe, on peut à juste titre parler de réussite.

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Quelques exemples de pièces usinées sur un tour à poupée mobile : vis à os et vis sans fin (en haut), implants médicaux typiques (en bas).
Quelques exemples de pièces usinées sur un tour à poupée mobile : vis à os et vis sans fin (en haut), implants médicaux typiques (en bas).
(Source : Utilis AG)

Aucune autre technologie ne s'est établie aussi discrètement et stoïquement dans la production de masse à travers le monde au cours des dernières décennies. L'origine du procédé est étroitement liée à l'horlogerie, exemple par excellence de l'industrie d'exportation suisse. Ainsi, la technologie du « swiss-type turning » a toujours servi les aspects les plus importants d'une production économique et efficace.

Principe de fonctionnement d’une décolleteuse

La particularité la plus frappante du tournage avec une poupée mobile par rapport au tournage conventionnel est le mouvement de l'axe « Z » dans le processus d'usinage. Contrairement aux poupées fixes, ce n’est pas l’outil qui se déplace en « Z », mais la barre elle-même.

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L'outil de coupe est prépositionné aussi près que possible du canon de guidage et n'effectue généralement qu’un mouvement de l’axe « X ». Le matériau de la barre est ainsi poussé et guidé à travers le canon de guidage.

Exigences relatives à la stratégie d'usinage

En raison du canon de guidage, qui doit être adapté au préalable à la matière première à usiner, on ne fait généralement pas de distinction entre un copeau d'ébauche et un copeau de finition sur le tour automatique à poupée mobile. Comme la fonction de guidage du manchon n'est plus assurée après la première passe, le contour extérieur de la pièce tournée est réalisé en une passe à la dimension finale. Si le guidage de la barre n'est plus garanti, des vibrations ainsi qu’une instabilité dimensionnelle sur la pièce tournée en sont généralement la conséquence logique, il en découle également une usure accrue du tranchant de l'outil à long terme.

Exigences relatives aux outils de coupe

Les principaux domaines d'usinage peuvent être résumés grossièrement comme le tournage longitudinal, le plongé/charioté, le tournage par copiage, le tronçonnage, le peignage de filets, ainsi que diverses applications de perçage et de fraisage. Les outils de coupe ou les plaquettes indexables qui sont spécifiquement conçus pour l'usinage sur des tours automatiques à poupée mobile, par exemple pour le tournage d'un contour simple avec des gorges, doivent être performants à la fois radialement et axialement tout en maintenant un haut niveau de stabilité et la précision dimensionnelle requise sur la pièce tournée. Cette circonstance et la prédominance de petits composants imposent des exigences particulières aux outils de coupe. Ainsi, on utilise presque exclusivement des plaquettes indexables positives. Ceux-ci doivent avoir un bord tranchant afin que la pression axiale exercée sur la pièce soit la plus faible possible. Le système requiert également un certain degré de flexibilité. Le nombre d'emplacements d'outils disponibles est limité en raison de la petite taille de la machine. Cela impose certaines exigences en matière de conception des outils. Le système de plaquettes ISO, connu pour le tournage sur tours conventionnels, est également utilisé pour le tournage sur poupée mobile. Cela présente les avantages d'un vaste choix et d'un rapport qualité-prix attractif. Cependant, la majorité d'entre eux ne sont pas conçus pour l'usinage de petites pièces. Ceci est évident, par exemple, dans les rayons excessivement grands ainsi que dans les tolérances relativement importantes dans les hauteurs des arêtes de coupe. En raison de cette complexité, les fabricants d'outils spécialisés poursuivent leur propre conception et offrent, entre autres, en plus d'un vaste portefeuille standard, des solutions spéciales pour des applications précises, qui poursuivent spécifiquement et mettent en œuvre de manière cohérente les aspects importants mentionnés ci-dessus.

Spectre de la pièce

Les tours automatiques sont principalement utilisés pour usiner des pièces tournées d'un diamètre allant jusqu'à environ 32 mm, voire 42 mm. Généralement cette technologie est principalement utilisée pour l'usinage de petites pièces. Les usinages les plus petits dans la gamme des dixièmes (ø) et les longueurs de composants > 5x ø font partie des compétences essentielles de ce procédé. Les tours automatiques sont donc principalement utilisés dans des industries telles que l'horlogerie, la technologie médicale et le micro-usinage en général. La vis à os peut être utilisée comme une pièce tournée de référence typique. En raison de cette orientation, il n'est pas rare que des matériaux présentant des caractéristiques d'usinage difficiles, tels que les aciers inoxydables, les alliages de titane et le laiton sans plomb, soient usinés à cette fin.

Aspects économique

Grâce à la conception stable et sophistiquée du processus de production, les tours à poupée mobile atteignent une efficacité et une économie sans précédent, notamment pour les petites pièces. La production sans personnel est une exigence fondamentale d'un tel système. C'est précisément pour cette raison que la machine et les outils doivent être corrélés et adaptés l'un à l'autre avec la stratégie d'usinage optimale. Cela impose des exigences élevées aux fournisseurs d'outils. Souvent, les avantages mentionnés sont à peine pris en compte lors de l'achat d'outils, car au lieu des coûts totaux, seuls les coûts des outils sont considérés, à tort. Et ce, bien que les coûts des outils soient dans de nombreux cas infimes par rapport aux coûts des machines et du personnel. C'est pourquoi la productivité et la fiabilité du processus, combinées à la durée de vie des outils, en ce qui concerne le nombre de changements d'outils, sont des critères particulièrement importants.

Quo Vadis du décolletage ?

L'intérêt pour la technologie du décolletage ne cesse de croître dans le monde. Entre-temps, les avantages des tours à poupée mobile sont utilisés dans de nombreuses autres industries, notamment l'industrie automobile, la connectique et la pneumatique, ainsi que l'industrie aérospatiale. En même temps, cette circonstance stimule les entreprises existantes qui se sont spécialisées dans l'équipement de ces machines. Cependant, avec l'augmentation des limites de performance due à de nouveaux matériaux difficiles à usiner ou à des applications d'usinage très complexes, les exigences de ces systèmes augmentent également. Une force d'innovation est nécessaire pour répondre à cette réaction, ce qui pose des défis intéressants tant pour les fournisseurs de machines-outils que pour les fabricants d'équipements. MSM

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