Le tour est la machine-outil la plus ancienne ; il s'est adapté aux nouvelles technologies et aux besoins de l'industrie de l' usinage. Il existe aujourd'hui différents types de tours, comme le tour vertical CNC, utilisé pour usiner des pièces de grandes dimensions.
Qu'est-ce que le tour vertical CNC ?
Le tour vertical est l'un des nombreux types de tours utilisés dans l'industrie de l'usinage. Ce type de tour sert à usiner des pièces de grande taille. Ces machines se caractérisent par un axe vertical et un plateau tournant qui repose sur le plan horizontal ; le tour peut ainsi supporter des pièces de grande taille, très lourdes et volumineuses. Ces pièces ne pourraient pas être usinées sur un tour parallèle, par exemple. Sur un tour vertical traditionnel, c'est-à-dire sans technologie CNC, les plateaux tournants peuvent avoir un diamètre d'un à quinze mètres.
Le tour vertical permet de fabriquer des pièces de forme cylindrique et conique grâce au mouvement de rotation autour de l'axe. Ces tours réalisent trois mouvements d'usinage de base :
- Un mouvement principal qui permet l'enlèvement de matière sous forme de copeaux.
- Un mouvement d' avance qui définit la trajectoire suivie par l'outil de coupe.
- Un mouvement de pénétration, c'est-à-dire la profondeur à laquelle l'outil doit travailler pour enlever la matière.
Grâce aux progrès technologiques, il existe des tours à commande numérique par ordinateur (CNC). Le tour vertical CNC est équipé d'un ordinateur et suit ses instructions, contenues dans un logiciel, pour savoir quels outils, mouvements et vitesses utiliser. Le tour vertical CNC, qui fonctionne sur les axes X et Z, est utilisé par exemple pour l'usinage de pièces automobiles.
Technologie CNC
Le tour vertical CNC, comme toutes les machines-outils qui fonctionnent avec ce langage alphanumérique, nécessite des programmes sophistiqués. Pour travailler avec la CNC, il faut une conception préalable de la pièce à usiner, réalisée à l'aide des logiciels de CAO et de FAO. Le premier sert à concevoir la pièce sur ordinateur et le second à la traduire en langage CNC. Une fois la conception terminée, elle est chargée dans l'ordinateur de la machine.
L'opérateur peut saisir manuellement les commandes ou instructions spécifiques pour que la machine effectue son travail et respecte la conception.
Pourquoi utiliser un tour vertical CNC ?
La technologie CNC apporte de grands avantages à l'industrie de l'usinage. Letour vertical CNC, aussi appelé VTL (de l'anglais vertical turning lathe), est idéal pour usiner des pièces très lourdes. Ces pièces sont fixées sur le mandrin ou plateau, qui est, comme la pièce, de grandes dimensions. Un tour vertical CNC peut usiner une très large gamme de diamètres, d'un mètre à plus de vingt mètres.
De plus, comme les pièces sont placées en position verticale, il faut moins de force de serrage que sur les tours parallèles ou à banc horizontal ; la pièce reste ainsi bien maintenue et l'on évite la flexion ou la déformation. Par ailleurs, les pièces tournées sur ce type de machine peuvent être non seulement très lourdes, mais aussi relativement courtes ; il s'agit notamment de disques, de roues, de roulements, voire de pièces aérospatiales.
Sur un tour vertical CNC, on peut aussi appliquer des efforts de coupe bien plus importants, ce qui augmente le volume de copeaux enlevé par minute (RPM) et réduit les cycles de tournage. Grâce à cette caractéristique, les tours verticaux sont des machines à productivité bien supérieure à celle des tours parallèles. Autre avantage : ils occupent peu de place dans l'atelier, car toutes leurs pièces et composants se trouvent dans le plan vertical. De plus, ils nécessitent rarement une contre-pointe.
Et comment manipule-t-on les pièces de grande taille ? Pour fixer les pièces sur le plateau, on utilise des palans ou des ponts roulants si elles sont très grandes et lourdes ; sinon, on peut utiliser des systèmes robotisés. Enfin, grâce à la CNC, la productivité augmente, les temps d'usinage et la main-d'œuvre diminuent et, par conséquent, les coûts de production baissent aussi.
Les tours verticaux disposent de glissières montées sur deux montants verticaux, parallèles et reliés en partie haute par une traverse. Le chariot porte-outil de cette machine se déplace horizontalement sur la traverse. Sur les tours verticaux CNC, le porte-outil peut être changé en moins d'une minute avec une grande précision, car le changement d'outil est automatique, ce qui réduit aussi les temps morts.