L'usinage est le principal procédé de l'industrie mécanique pour la fabrication de pièces. Ce procédé permet de créer des pièces qui seront fournies aux autres industries (manufacturière, automobile, aérospatiale, etc.) pour la fabrication de produits. La zone d'usinage au sein d'un atelier joue toutefois un rôle essentiel pour que ces travaux soient menés à bien.
Qu'est-ce que l'usinage ?
Les usinages sont les travaux réalisés dans l'industrie mécanique ; ils consistent à transformer la matière première en pièces et composants fournis aux autres industries. On distingue aujourd'hui trois types d'usinage : avec enlèvement de copeaux, sans enlèvement de copeaux et par abrasion.
Usinage par enlèvement de copeaux
Le premier groupe comprend les travaux réalisés sur des machines-outils comme les tours et les fraiseuses. Ces équipements utilisent des outils de coupe (forets, fraises, outils de tour, etc.) qui, en approchant la surface de la pièce à usiner, en enlèvent la matière excédentaire pour obtenir le dessin et la forme souhaités. La matière enlevée se détache sous forme de petites lamelles de tailles et d'épaisseurs diverses, appelées copeaux.
Les procédés d'usinage par enlèvement de copeaux se classent à leur tour en :
- Ébauche : on enlève beaucoup de matière, mais avec peu de précision.
- Finition : on enlève peu de matière, mais avec une grande précision. Ce type d'usinage sert d'opération finale pour donner à la pièce un meilleur état de surface.
Sans enlèvement de copeaux
Contrairement à l'usinage décrit plus haut, l'usinage sans enlèvement de copeaux n'utilise pas d'outils de coupe produisant des déchets de matière. Ce type de travail peut être réalisé par des machines comme les presses, qui effectuent uniquement des opérations de formage et de déformation de tôles. Autrement dit, la pièce n'est pas coupée, elle subit simplement une transformation. Ce groupe comprend aussi des techniques très avancées comme la découpe laser et la découpe au jet d'eau, où la pièce est bien découpée, mais sans aucune perte de matière. Le forgeage et le soudage font également partie de l'usinage sans enlèvement de copeaux.
Usinage par abrasion
Enfin, l'usinage par abrasion se réalise sur des rectifieuses. Ces machines travaillent avec un outil appelé meule abrasive ; comme son nom l'indique, les matériaux abrasifs de la meule usent la surface de la pièce à usiner sans produire de copeaux. Ce type d'usinage est complémentaire d'autres procédés comme le tournage.
Optimiser la zone d'usinage de l'atelier
Les machines et leurs outils de coupe ne suffisent pas à garantir un usinage correct. Outre l'utilisation des procédés spécifiques à chaque pièce et des outils nécessaires, la zone d'usinage de l'atelier compte aussi. Un atelier doit disposer d'un espace suffisant pour installer les machines-outils nécessaires au travail ; une presse, par exemple, est une machine de grande taille qui exige un espace adapté, car les pièces qu'elle travaille (les tôles) sont de grandes dimensions.
À l'inverse, les fraiseuses verticales et, en général, toutes les machines qui travaillent selon un axe vertical ne demandent pas beaucoup d'espace en longueur. Sur ce type de machine, le mouvement est ascendant et descendant ; sur les machines horizontales comme les tours parallèles, le mouvement est toujours horizontal, le long du banc.
Mais la zone d'usinage ne se limite pas à l'espace où les machines-outils sont installées : elle concerne aussi leur disposition. Pour optimiser l'atelier, et selon le type d'usinages qui y sont réalisés, il est conseillé d'implanter les machines en circuit, c'est-à-dire dans un ordre qui facilite le travail des opérateurs. C'est surtout recommandé dans les usines qui produisent une gamme limitée de pièces en grande série.
Une planification adaptée peut également être d'une grande aide dans l'atelier. Elle contribue non seulement à une meilleure organisation, mais aussi à une plus grande efficacité des machines et des opérateurs. C'est pourquoi il est recommandé d'assurer un suivi et de tenir un planning de travail permettant de livrer les pièces au client dans les délais convenus.
La zone d'usinage de la machine
Enfin, la zone d'usinage désigne aussi la partie de la machine où se déroule le processus de fabrication de la pièce. Elle se compose de la table, du banc et de la tête. Chaque machine-outil est différente et fonctionne selon le procédé d'usinage qu'elle met en œuvre. Parmi les procédés décrits plus haut, l'usinage par enlèvement de copeaux est celui qui exige le plus d'attention envers la zone d'usinage.
Comme nous l'avons vu, l'enlèvement de copeaux produit des déchets de tailles et d'épaisseurs diverses qui s'accumulent sur le banc de la machine. S'ils ne sont pas nettoyés régulièrement, ces copeaux accumulés peuvent provoquer des pannes.
Suivre un plan de maintenance est nécessaire pour améliorer le rendement et la durée de vie des équipements. Chaque machine-outil a sa propre stratégie de maintenance, qui peut être hebdomadaire (avec notamment le nettoyage de la zone d'usinage), mensuelle, semestrielle ou annuelle. Le nettoyage de la machine et l'évacuation des copeaux peuvent être assurés par l'opérateur lui-même, à l'aide d'une brosse spécifique.