Dans le tournage CNC, que l'on travaille à la fabrication de pièces automobiles, de composants pour moteurs d'énergie nouvelle, ou même de pièces de précision pour des installations photovoltaïques, la conception du lit de tour a un impact considérable sur la régularité des performances. Récemment, de plus en plus de fabricants semblent opter pour des modèles à lit incliné. Et ce n'est pas sans raison. Les lits inclinés offrent bien plus qu'un simple changement d'apparence par rapport aux tours à lit plat. Ils améliorent littéralement le fonctionnement d'un tour CNC. Il existe des difficultés concrètes et quotidiennes en production que la conception à lit incliné permet d'atténuer, comme la réduction du glissement, l'accélération du nettoyage après usinage et la minimisation des vibrations. Examinons l'impact de cette conception sur les fonctionnalités des tours CNC, notamment en ce qui concerne l'usinage de haute précision dans les secteurs de l'énergie nouvelle et automobile.
Un tour à lit incliné est plus performant car il améliore la stabilité structurelle du tour. La plupart des tours CNC à lit incliné utilisent un bâti rigide en fonte monobloc avec un lit incliné — généralement entre 30 et 60 degrés. Cette conception répartit le poids du tour, de la pièce à usiner et des forces de coupe plus uniformément que les lits plats.
Pourquoi cela est-il important ? Parce qu'un poids moins inégal signifie moins de vibrations pendant l'usinage. Les vibrations sont l'ennemi d'un bon tournage CNC. Des surfaces rugueuses, des tolérances inconstantes et une usure accélérée des outils sont certains des risques liés aux vibrations.
Un exemple de vibrations causant des problèmes est l'usinage des tambours de frein pour véhicules commerciaux. Ces pièces doivent être usinées avec une finition lisse, car des surfaces irrégulières entraînent une surchauffe. Le châssis stable d'un tour à lit incliné maintient la machine stable même lors de passes lourdes, comme le façonnage d'acier épais pour ces tambours de frein. La rigidité maintient le tour en place lorsqu'il travaille sur des matériaux difficiles, comme l'acier allié pour les arbres de moteurs de nouvelle énergie, réduisant ainsi la flexion et les déplacements.
Certains fournisseurs, comme Taiyun, poussent encore plus loin la conception du lit incliné en ajoutant des rails de guidage renforcés et en épaississant certaines parties clés du châssis afin de répondre à des besoins de production spécifiques. Un exemple est un fabricant spécialisé dans l'usinage à grande série de carter moteur en aluminium. Le lit incliné peut être optimisé pour absorber les efforts répétés de coupe tout en maintenant la stabilité. L'amélioration de la qualité des pièces et la stabilité accrue du tour permettent aux opérateurs d'augmenter les vitesses sans perdre en précision.
Toute personne ayant une expérience dans l'utilisation des tours CNC connaît les désagréments causés par les copeaux métalliques. Les tours à lit plat provoquent une accumulation de copeaux autour de la pièce, de l'outil et du bâti, ce qui crée un désordre que l'opérateur doit gérer.
Nettoyer les machines peut entraîner une perte de temps, des rayures sur les outils ou endommager ces derniers. Un bâti incliné peut utiliser la gravité pour aider à résoudre ce problème.
Lorsque le bâti est incliné, les copeaux tombent effectivement hors de la zone de travail. Lors du fraisage de boîtiers de moteurs en aluminium, vous devez noter que les copeaux d'aluminium sont assez mous et s'agglomèrent facilement. Avec un bâti incliné, ces copeaux glissent vers le collecteur dès qu'ils sont coupés et ne s'accumulent pas autour de l'outil ou de la pièce. Cela peut sembler mineur, mais ces petits détails ont un impact important sur une journée complète. Un tour à lit plat nécessite en moyenne 5 minutes de nettoyage chaque heure, alors qu'un tour à bâti incliné peut fonctionner 2 ou 3 heures d'affilée sans avoir besoin d'être arrêté.
Pour la production à grand volume de raccords en plastique destinés aux équipements d'énergie nouvelle, cette augmentation du temps de fonctionnement est essentielle. Moins de copeaux coincés entraînent moins de coupes irrégulières dues aux copeaux bloqués entre l'outil et la pièce. Grâce à un tour incliné, l'augmentation du temps de fonctionnement à haut volume et la vitesse de production aboutissent à un produit fini de meilleure qualité.
Même avec des matériaux difficiles comme le graphite utilisé dans les tubes guides photovoltaïques, le lit incliné garantit que la zone de travail reste impeccable. Ainsi, le tour peut maintenir sa précision, de la toute première pièce jusqu'à la centième.
Le tournage CNC exige une grande précision, notamment pour des composants comme les tubes de guidage en graphite photovoltaïque, dont la tolérance exigée est inférieure à 0,005 mm en diamètre, ou encore pour les éléments de fixation dans l'industrie aérospatiale. C'est là qu'intervient le banc incliné. Il est conçu de manière à réduire la déformation de la pièce et de l'outil qui se produit pendant le processus de coupe.
Sur un tour à banc plat, la pièce est maintenue horizontalement, et la force de coupe peut provoquer un léger désalignement du banc ou du mandrin. Ces petites déviations s'accumulent au fil du temps, entraînant une légère non-conformité des pièces. Le châssis incliné du tour à banc incliné modifie la concentration de la force de coupe. La pièce reste stable et l'approche inclinée de l'outil réduit la pression latérale pendant le travail de coupe, assurant ainsi un meilleur équilibre. La pièce est solidement positionnée et l'outil s'approche selon un angle tel qu'aucune contrainte de flexion n'est exercée sur la pièce ni sur le tour.
Un tel exemple se trouve dans l'usinage de pièces en alliages de titane. En raison de la résistance du titane, une grande force est nécessaire pour le couper. Un tour à banc plat peut présenter des irrégularités dues à la flexion pendant le découpage.
Cependant, un tour CNC à banc incliné supporte cette force sans se déplacer, garantissant que les dimensions de la pièce en titane restent inchangées. Pour des travaux de haute précision, Taiyun personnalise fréquemment ses bancs inclinés. Des ajustements fins, tels que la modification de l'angle du banc ou l'ajout de supports supplémentaires, sont effectués afin de s'assurer que même les matériaux les plus difficiles soient usinés selon les tolérances requises.
La même précision se traduit par une répétabilité élevée. Par exemple, lorsque vous produisez 500 pièces automobiles identiques, le banc incliné garantit que la 500e pièce correspond parfaitement à la première. Ce niveau de précision est essentiel pour des pièces devant s'emboîter précisément, comme dans les transmissions automobiles ou les assemblages de moteurs à énergie nouvelle.
En ce qui concerne les performances du tour, ce n'est pas seulement la précision de coupe qui compte, mais aussi la facilité d'opération et d'entretien. Un tour à lit incliné nécessite moins de temps pour le réglage et la réparation, car son design facilite l'exploitation quotidienne et la maintenance.
De plus, l'angle incliné du lit permet à l'opérateur d'observer l'ensemble du processus de coupe. L'opérateur peut vérifier l'état de la pièce, repérer les copeaux et détecter l'usure des outils sans avoir à se pencher ou ajuster sa position. Il est donc plus facile de repérer les problèmes en temps voulu.
Dans l'usinage de pièces automobiles de petite taille, une visibilité claire de chaque passe permet une meilleure prévention des erreurs.
Un lit incliné facilite la maintenance. Les tours à plateau horizontal présentent des zones difficiles d'accès sous le bâti ou autour du mandrin, ce qui rend difficile le nettoyage des rails de guidage ou la vérification des paliers. Avec le bâti incliné, ces zones sont toutefois plus ouvertes et accessibles. Les opérations telles que le nettoyage des rails de guidage, les contrôles de la broche et le remplacement des porte-outils usés prennent moins de temps sur un tour à bâti incliné, ce qui signifie qu'il peut être remis en service plus rapidement.
Même les tâches plus courantes comme le changement de pièce et le réglage du mandrin sont simplifiées. La lubrification et le réglage du bâti incliné impliquent que les opérateurs n'ont pas à soulever les pièces aussi haut. Cela réduit la distance à atteindre ainsi que l'accès aux espaces restreints, permettant des changements plus rapides entre les travaux et réduisant la fatigue de l'opérateur. Pour les fabricants fonctionnant deux à trois postes par jour, cela représente un avantage significatif. Ces économies de temps et d'effort se traduisent directement par moins de retards et davantage d'heures de fonctionnement productif.
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