Usinage et tournage

Qu’est-ce que l’usinage et le tournage ? S’agit-il de deux opérations similaires ? Lorsque l’on parle d’usinage et de tournage, il faut savoir que l’une ne peut exister sans l’autre, car le tournage est l’un des trois types d’usinage qui existent. Quelles sont les caractéristiques de chacun de ces procédés ? En quoi diffèrent-ils entre eux ?

Qu’est-ce que l’usinage et le tournage ?

Dans l’industrie mécanique et métallurgique, pour la fabrication de pièces métalliques, il existe une opération : l’usinage. Usiner signifie donner forme à un morceau de métal jusqu’à le transformer en une pièce aux caractéristiques spécifiques. Lorsque l’on parle d’usiner, on fait référence à une série de procédés industriels appliqués à la matière première (métal, bois, céramique ou plastique), qui consistent en coupe, pressage, marquage, tournage, fraisage, perçage, etc. Lors de l’usinage, on donne à la pièce des dimensions spécifiques.

Et quel est le lien entre l’usinage et le tournage ? Il existe aujourd’hui trois types d’usinage différents. Selon la machine-outil utilisée, ce sont :

• Avec enlèvement de copeaux. Il s’agit du type d’usinage réalisé avec des machines comme les tours et fraiseuses, dans lequel une certaine quantité de matière est éliminée de la pièce à travailler et où se forment des copeaux en forme de petites lamelles.
• Sans enlèvement de copeaux. Il s’agit d’un type d’usinage dans lequel les machines n’éliminent pas de matière sous forme de copeaux. Il est généralement pratiqué par des machines comme les presses, qui servent à mettre en forme des pièces comme les tôles. Autrement dit, on n’enlève pas de matière, on la déforme.
• Abrasion. Il s’agit d’un type d’usinage pratiqué par des machines-outils comme les rectifieuses. Pour l’usinage par abrasion, on utilise des outils de coupe spécifiques appelés meules de rectification. Celles-ci effectuent une sorte de repassage de la surface de la pièce et éliminent de petites quantités de matière.

Par ailleurs, le tournage est un type d’usinage par enlèvement de copeaux dans lequel de grandes quantités de matière sont éliminées de la surface de la pièce travaillée. Ainsi, l’usinage consiste à éliminer de la matière, tandis que le tournage est l’opération d’usinage dans laquelle on élimine les parties excédentaires d’une pièce au moyen d’une machine-outil appelée tour.

Qu’est-ce qu’un tour ?

Lorsque l’on parle d’usinage et de tournage, il faut forcément faire référence à l’outil de coupe qui réalise ces opérations de tournage. Le tour est un ensemble de machines-outils qui ne se contentent pas de tourner (enlèvement de matière par copeaux), mais peuvent aussi effectuer d’autres opérations. Selon le tour choisi, il est possible de fileter, tronçonner, percer, charioter, rainurer et dégrossir des pièces.

Les pièces travaillées sur le tour sont des pièces géométriques de révolution. On dit qu’elles sont de révolution parce qu’elles sont placées dans la poupée de la machine-outil et tournent sur leur propre axe à grande vitesse. L’usinage par tournage se caractérise précisément par le fait que c’est la pièce qui tourne et s’approche de la pointe de l’outil de coupe. L’outil de coupe reçoit un mouvement de poussée ou d’avance régulé vers la surface de la pièce. Lorsque les deux parties se rencontrent, l’enlèvement de copeaux se produit.

Sur les tours, l’outil de coupe (il peut s’agir de plaquettes ou de forets, car le tour réalise différentes opérations) est placé sur un chariot qui porte l’outil et se déplace sur des glissières parallèles à l’axe de rotation de la pièce (axe Z). Sur ce même chariot se trouve un autre chariot qui se déplace sur l’axe X, c’est-à-dire radialement par rapport à la pièce. Sur certains tours, il y a un troisième chariot, appelé chariot supérieur, qui sert à l’usinage et au tournage de pièces coniques.

Usinage et tournage : mouvements de travail

Dans les opérations réalisées sur le tour interviennent différents mouvements selon l’usinage et le tournage que l’on souhaite effectuer. En général, toutes les machines-outils disposent de différents paramètres pour que le travail soit de qualité. Ces mouvements ou paramètres sont :

• Coupe. Le mouvement de coupe en tournage est réalisé par la pièce, qui tourne autour de l’axe principal, et il est fourni par le moteur qui transmet la rotation à la broche où la pièce est serrée. Ce mouvement est transmis par des poulies ou des engrenages. Sur les tours conventionnels, il existe une gamme fixe de vitesses de coupe.
• Avance. Le mouvement d’avance est effectué par l’outil de coupe directement sur la pièce à travailler. Lorsqu’il n’est pas parallèle à la pièce, des formes coniques sont alors usinées. Pour le travail des cônes, c’est le chariot supérieur qui doit pivoter.
• Profondeur de passe. Ce paramètre détermine la profondeur à laquelle l’outil de coupe doit pénétrer dans la pièce pour enlever les copeaux. La profondeur de passe dépend du matériau de la pièce, de l’outil de coupe, de la vitesse, de la puissance et de la vitesse d’avance.

Quelques opérations d’usinage et de tournage

Chariotage

Le chariotage consiste à usiner extérieurement ou intérieurement des pièces de forme cylindrique. On utilise les chariots transversal et longitudinal pour établir la profondeur de passe et le diamètre de la pièce.

Rainurage

Opération par laquelle on crée des rainures cylindriques de largeur et de profondeur variables sur la pièce à usiner.

Filetage

Certains tours permettent de réaliser des filetages. Les tours parallèles, grâce à la boîte Norton, sont capables de réaliser des filetages sur les pièces. Il est également possible d’effectuer ce type d’opérations sur les tours CNC. Les filetages peuvent être intérieurs ou extérieurs.