Tournage CNC : pièces de révolution, de l'unité à la série

Le geste du tourneur, piloté par programme

En tournage, la pièce tourne et l'outil, fixe, avance le long de son axe ou vers son centre. Toute forme de révolution peut être obtenue : cylindres, épaulements, cônes, gorges, filetages, alésages, faces dressées. Sur un tour à commande numérique, ces trajectoires sont programmées, ce qui garantit la répétabilité d'une pièce à l'autre.

Les pièces typiques : arbres et axes, bagues et entretoises, brides, poulies, moyeux, raccords hydrauliques, bouchons, écrous spéciaux, pièces de vannes, pièces de rechange de machines.

Les familles de tours en sous-traitance

Tours 2 axes. La base : tournage extérieur et intérieur, filetage. Rapides à régler, parfaits pour les pièces simples.

Tours à outils motorisés. Des outils tournants montés sur la tourelle permettent de percer, fraiser et tarauder hors de l'axe. L'axe C positionne la pièce angulairement, l'axe Y ajoute un déplacement transversal.

Tours bi-broches. Une contre-broche reprend la pièce pour usiner sa deuxième face dans le même cycle. La pièce sort finie.

Tours multifonctions. Une broche de fraisage orientable transforme le tour en centre d'usinage. Pour les pièces complexes qui mêlent tournage et fraisage lourd.

Tours conventionnels et verticaux. Pour les très grands diamètres, les pièces uniques de maintenance ou les reprises.

Les petites pièces en grande série relèvent d'une autre organisation : le décolletage.

Ce qu'un tour sait tenir

Sur un diamètre, une qualité de l'ordre de IT7 est courante en tournage soigné : un ajustement h7 ou H7 se tient sans procédé particulier. La rugosité courante tourne autour de Ra 1,6 µm, avec Ra 0,8 µm en finition soignée. Au-delà, la rectification prend le relais, notamment après traitement thermique. La coaxialité entre deux diamètres usinés dans la même prise est excellente ; elle se dégrade si la pièce doit être retournée.

Le tournage de l'inox et des matières difficiles

L'inox se tourne bien avec les bons outils, mais il durcit sous l'outil et forme des copeaux longs qui s'enroulent. Les plaquettes avec brise-copeaux adaptés, l'arrosage abondant et une avance franche règlent la plupart des problèmes. Le 303 s'usine plus facilement que le 304L ou le 316L, au détriment de la tenue à la corrosion. Les aciers trempés se tournent aussi, en tournage dur, sur des tours rigides avec des outils CBN.

Pour les cas particuliers, voir les pages usinage de l'inox et usinage du titane.

Filetages, gorges et ajustements : les écrire sans ambiguïté

Une bonne partie des allers-retours entre un acheteur et un tourneur viennent d'indications incomplètes sur le plan. Trois sujets reviennent sans cesse.

Les filetages. Indiquez la désignation complète : M20 × 1,5 6g, et non simplement M20. Précisez la longueur utile, la présence d'un dégagement en fond de filet, et le côté du filet pour les pas à gauche. Pour les filetages gaz, distinguez bien les filetages cylindriques et coniques.

Les gorges. Une gorge de circlips ou de joint torique a des dimensions normalisées. Citez la référence du joint ou de l'anneau, l'atelier retrouvera la cote et la tolérance.

Les ajustements. Une cote de 25 h6 dit tout : diamètre nominal, position et largeur de la tolérance. Une cote de 25 ± 0,01 est moins lisible et souvent plus contraignante que nécessaire.

Enfin, signalez les arêtes à casser et les chanfreins d'entrée. Ce sont des détails, mais ce sont eux qui font qu'une pièce se monte sans forcer.

Ce qui fait le prix

• La préparation : programmation, mors, réglage des outils.
• Le temps de cycle, fonction du diamètre, de la longueur et de la matière enlevée.
• Le nombre de prises : une pièce finie en une prise coûte moins qu'une pièce retournée.
• Les opérations hors axe : perçages, méplats, rainures.
• La matière : barre, tube ou lopin, nuance.
• Les traitements et le contrôle.

Pour une pièce longue et fine, le rapport entre la longueur et le diamètre pèse aussi : au-delà de quelques diamètres, la pièce fléchit et il faut une contre-pointe ou une lunette.

Le dossier à préparer

1. Plan 2D coté, avec les tolérances de diamètre, les filetages et les états de surface.
2. STEP si la pièce comporte des formes fraisées.
3. Matière et format du brut, si vous le fournissez.
4. Quantités et rythme de commande.
5. Traitements : trempe, nitruration, zingage, chromage.
6. Délai souhaité.

Prêt ? Demandez un devis de tournage : votre demande est transmise aux ateliers d'usinage adaptés.

Choisir son tourneur

La capacité des tours (diamètre admissible, passage de barre, longueur entre pointes) détermine la faisabilité. Les outils motorisés et la contre-broche déterminent le prix des pièces complexes. Pour les séries, un ravitailleur de barres permet de produire sans opérateur. Dans l'annuaire de l'usinage, filtrez par département si la proximité compte, par exemple pour la maintenance.