ENST/TP Atelier
TOURNAGE
République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Ecole Nationale Supérieure de Technologie
TECHNOLOGIE
TP Prouction! "
#me
année G$%P
TOURNAE Réalisé par : &' (enla)mii
H' Aouici [S. BENLAHMIDI & H. AOUICI]
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EN&T
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1. Principe du tournage 1.1 Opérations de base
En tournage extérieur, on peut souvent dissocier les pièces complexes en profils de coupe élémentaires pour le coix des outils et des paramètres de coupe! Pour faciliter le coix du t"pe d#outil, on peut considérer $u#il existe, en tournage, $uatre opérations de %ase &figure '( : ) tournage longitudinal, ou cariotage &'( * ) dressage &+( * ) tournage de cnes &-( * ) contournage &.(! le mouvement d#avance &mouvement de l#outil( est une translation rectiligne parallèle l#axe de révolution de la pièce, et cet usinage aura pour effet de réduire le diamètre de la pièce! En
c)ariotage,
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1e profil ainsi défini numéri$uement remplace le concept de ga%arit de copiage! Sur un tour 2N2, les cas précédents deviennent en fait des cas particuliers du contournage &figure -(! 2es différentes opérations correspondent un usinage dit 3 de génération 4 ou 3 d#enveloppe 4 : la forme o%tenue, l#écelle macrogéométri$ue, ne doit rien la forme de l#outil $ui l#a générée! En d#autres termes, la forme o%tenue dépend uni$uement de la tra0ectoire de l#outil, la rugosité près! 5 l#opposé, les gorges, filetages, etc!, sont o%tenues par reproduction dans la pièce du profil de l#outil et sont $ualifiés d#usinage 3 de forme 4 &figure .( : a( travail d#enveloppe, cariotage &figure .a( * %( travail de forme t"pi$ue : filetage &figure .%(, usinage d#une gorge &figure .c(!
En re**age, le mouvement d#avance est une
translation rectiligne de l#outil perpendiculaire l#axe, ce $ui diminue la longueur de la pièce et génère un plan ortogonal l#axe &figure +(! En combinant le* eu+ t,pe* e éplacement*
précédents &avance de l#outil en translation rectiligne o%li$ue/axe(, on génère des cnes de révolution! Enfin, en donnant l#outil une tra0ectoire plane $uelcon$ue &profil de contournage(, on peut o%tenir une forme de révolution $uelcon$ue! 1es tours commandes numéri$ues de contournage permettent de suivre de tels profils, définis géométri$uement par des com%inaisons d#éléments simples &segments, cercles!!!( ou anal"ti$uement par une fonction, ou encore point par point dans le cas de profils non définis matémati$uement!
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-igure . 6 7pérations de %ase en tournage
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2ette vitesse est appelée vitesse de coupe * soit, avec les unités traditionnelles de la fa%rication mécani$ue : 1000
-igure " 6 8ressage d#un tu%e
Enfin, il existe %ien s9r l#omologue de toutes ces opérations en travail intérieur de la pièce, de manière réaliser aussi des alésages, cam%rages!!! Si la cinémati$ue du procédé est sem%la%le, les corps d#outils sont radicalement différents pour des pro%lèmes d#accès et d#encom%rement! 1es pro%lèmes concrets relatifs aux usinages intérieurs &accès, encom%rement, flexions d#outils, lu%rification, évacuation de copeaux!!!( sont souvent %eaucoup plus délicats $ue pour les usinages extérieurs!
=l convient d#o%server $ue la vitesse de coupe n#est constante $ue si la vitesse de %roce et le diamètre de la pièce demeurent incangés! En dressage, par exemple o> l#outil se déplace en direction du centre, la vitesse de coupe varie continuellement si la rotation de la pièce s#effectue une vitesse de %roce constante! 7r, pour une productivité maximale et une meilleure $ualité des surfaces o%tenues, il est souaita%le de maintenir la vitesse de coupe constante!
.'" Param#tre* e coupe en tournage .'"'. /ite**e e coupe
1a pièce est entranée sur le tour une certaine vitesse w rad/s &soit N tr/min(, cette vitesse angulaire étant communi$uée par la %roce de la macine via le porte;pièce &figure <(! 2ompte tenu du diamètre de la pièce au point d#usinage situé sur un diamètre 8, la vitesse relative de la pièce en ce point par rapport l#outil &supposé fixe par rapport la macine( vaut :
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-igure 0 6 7pération de contournage
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) de la durée de vie souaitée pour l#outil * des valeurs des autres paramètres de coupe &avance, profondeur de passe!!!(!
-igure 2 3 Citesse de coupe
-igure 1 6 ?sinage de forme
Sur un grand nom%re de tours modernes, la vitesse de %roce augmente au fur et mesure $ue l#outil approce de l#axe, afin de compenser ainsi la diminution de diamètre! @ais dans le cas de très petits diamètres, cette compensation se révèle impossi%le du fait de la plage de vitesse limitée $u#autorisent les macines! 8e mme, lors$u#une pièce, comme cela est souvent le cas, présente des diamètres différents ou est de forme coni$ue ou cour%e, la fré$uence de rotation doit tre corrigée en fonction du diamètre, pour maintenir la vitesse de coupe constante &figure B(! 1e préparateur coisit cette vitesse de coupe en fonction, notamment : ) des matériaux de la pièce et de l#outil * ) de la lu%rification *
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-igure 4 6 8éfinition des trois varia%les : vitesse de coupe Vc, diamètre 8, vitesse de rotation N
Pour de plus amples informations D', D+, D-! 1es fa%ricants de matériaux outils fournissent des valeurs de vitesse de coupe pour ca$ue t"pe de pla$uette en fonction du matériau de pièce, et ce pour une durée de vie standard de la partie active de l#outil &.< min par exemple(! 1a valeur numéri$ue de Vc peut aller, titre indicatif, de .F m/min avec un outil en acier rapide coupant une pièce en acier F,- G de car%one, plus de BFF m/min pour la mme pièce, avec un outil cérami$ue, en passant par des valeurs courantes autour de +FF m/min pour des outils pastille en car%ure métalli$ue &figure H(! Page 4
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1#évolution de ces valeurs de vitesses de coupe en une trentaine d#années a imposé une évolution parallèle des puissances la %roce des tours, afin de pouvoir utiliser au mieux les propriétés des outils!
1#avance influe non seulement sur l#épaisseur des copeaux, mais également sur la manière dont ils se %risent! 1a vitesse d#avance vf &mm/min( est égale f &mm( K N &tr/min(! .'"'0 Pro7oneur e coupe ap
.'"'" /ite**e 5a6ance 67' A6ance par tour 7
1a vitesse d#avance vf &mm/min( &figure I( est la vitesse la$uelle la macine déplace l#outil par rapport au %Jti! 1#avance par tour f &mm/tr( est la valeur du déplacement de l#outil, lors$ue la pièce a effectué une révolution! 2#est une donnée clé pour la $ualité de la surface usinée!
En cariotage, la profondeur de coupe ap &mm( &figure I( est la différence de ra"on entre la surface non usinée et la surface usinée &c#est;;dire la moitié de la différence entre le diamètre non usiné et le diamètre usiné(! 1a profondeur de coupe est tou0ours mesurée perpendiculairement la direction de l#avance et non pas suivant l#arte de l#outil!
-igure 8 6 Citesse d#avance vf ! Avance par tour f $ac)ine e tournage
1es mouvements cités ci;dessus sont communi$uée simultanément l#outil et la pièce l#aide d#une macine $u#on appelle T7?R &figure B(! =l existe plusieurs t"pes de tours, ils se distinguent les uns des autres par leurs formes, dimensions, précision d#usinage, puissance et capacité de productions! Néanmoins, ils présentent sensi%lement la mme disposition générale d#agencement des organes mécani$ues!
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-igure 4 6 Tour carioter et fileter
I'2 Régime e coupe a9 Ta!leau des a"ances
Acier* ou+ Acier* ur -onte* ou+ -onte* ur Aluminium (ron:e
C)ariotage e+térieur Ebauc)e -inition
C)ariotage intérieur Ebauc)e -inition
F,' 6 F,. F,' 6 F,. F,' 6 F,I F,' 6 F,B F,' 6 F,I F,' 6 F,B
F,F< 6 F,F,F< 6 F,B F,F< 6 F,B F,F< 6 F,< F,F< 6 F,< F,F< 6 F,<
F,F< 6 F,+ F,F< 6 F,+< F,F< 6 F,+ F,F< 6 F,+< F,F< 6 F,+< F,F< ;F,+<
F,F< 6 F,+ F,F< 6 F,+ F,F< 6 F,+ F,F< 6 F,+ F,F< 6 F,F< F,F< 6 F,+
b9 Ta!leau des "itesses de coupe $atériau+ u*iné* Acier* ou+ Acier* ur -onte* ou+ -onte* ur Aluminium (ron:e
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Ebauc)e
-inition
+F 6 +< 'F 6 'B 'I 6 +F FL 6 '+ 'BF 6 'IF 'I ; +.
+< 6 -F 'B 6 'I +. 6 -F '+ 6 '< 'IF 6 +FF +B 6 -Page 6
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Ebauc)e ; 2#est l#opération $ui consiste enlever le maximum de copeaux en un minimum de temps sans
s#intéresser l#état de surface! =l faut donc coisir de grandes profondeurs de passe et de grandes avances!
-inition ; 2#est l#opération $ui consiste finir la pièce aux cotes prescrites! =l faut donc coisis des grandes
vitesses de coupe et de petites avances en o%tiens des surfaces de grandes $ualité! I'4 &upport et entra
=l existe trois principaux montages de la pièce usiner sur le tour :
$ontage en l5air ; 2#est un montage sur mandrin effectué pour les pièces courtes &1M .8(! ?ne des extrémités est
fixée sur le mandrin alors $ue l#autre reste li%re &figure H(!
-igure = 6 @ontage en l#air
$ontage mi+te ; =l est utilisé pour des pièces relativement longes &.8 M 1 M I 8(! ?ne des deux extrémités est fixée
sur le mandrin alors $ue l#autre extrémité est soutenue par de la poupée mo%iles &figure I(!
-igure 8 6 @ontage mixte
$ontage entre>pointe* : Pour l#usinage des pièces longes &1 M I8(, en utilise le montage entre pointes! 1a pièce
est soutenues par ses deux extrémités par deux pointes plus lunette &figure L(!
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-igure ? 6 @ontage entre;pointe
Ré7érence* bibliograp)ique* @. PR78#7@@E &O!(! 62ommande numéri$ue des macines;outils! H '-F, vol! T+ &' LLB(! @" SA27T &@!(! 6Qraiseuses et centres d#usinage! H 'BF, vol! T+ &'LL<(! @0 PR?C7T &Q!2!(! 6@acine;outil : présentation! H '+F, vol! T+ &'LLH(!
0> Apr#* le tra6ail ;
&ECURITE AU PO&TE •
.> A6ant le tra6ail ; • • • •
Serrer correctement l#outil * Retirer la clé de serrage * Serrer correctement la pièce * Placer les écrans de protection!
•
1> Danger* *péci7ique ; • •
"> Penant le tra6ail ; •
•
•
Ne pas tenter d#intervenir sur la pièce ou sur l#outil * Arrter l#avance rapide distance suffisante de la pièce * Cérifier l#efficacité des écrans de protection *
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Arrter la macine, netto"er la macine avec un pinceau * Netto"er l#aire de travail!
• •
•
•
Rotation de l#outil * Pro0ection de copeaux * Pro0ection de fragments d#outil * Translation de la ta%le en avance et retour rapide * Port de vtements non a0ustés et cevreaux flottants * A0uster le tu"au de lu%rification pendant la marce!
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EXTRAIS DU PROGRAMME OFFICIEL RENSEIGNEMENTS GENERAUX
TRACA? @AN?E1S A partir des dessins d#un ensem%le mécani$ue simple portant des indications de tolérances d#exécution et de montage, l#épreuve consistera : réaliser une ou plusieurs de ces pièces fournies au candidat %rutes ou é%aucées * effectuer et régler le montage de l#ensem%le! •
•
1#exécution du travail pourra comporter du traage, du travail l#étau en utilisant les outils courants de l#a0usteur, des travaux l#étau;limeur, la fraiseuse, au tour parallèle, ainsi $ue des travaux de perage et cam%rage la perceuse! 1es travaux de tournage et de fraisage seront simples et destinés montrer $ue les candidats sont suffisamment familiarisés avec l#emploi et les possi%ilités de ces macines pour tre capa%les de s#adapter rapidement aux travaux courants d#atelier!
1es cotes de dimension et de position sont spécifiées sur un dessin d#exécution remis au candidat &précision maximale exiges : $ualité I du s"stème normalisé &=S7((! 1es pièces : de mme métal ou de métaux différents * peuvent tre remises au candidat l#état %rut ou, de préférence, é%aucées 1e travail demandé peut comporter, en outre, des opérations d#a0ustage &limage, sciage, grattage, taraudage, goupillage, etc!(, des opérations sur perceuse et sur l#étau;limeur! Travaux d#a0ustage et montage nécessitant l#étude préala%le du dessin remis &avec des cotes comportant des tolérances de la $ualité H( et l#organisation métodi$ue du travail! .B
Au*tage :
"B Tournage : 7pérations élémentaires &0us$u# la
$ualité I( telles $ue : 2entrage la macine * 2oix des outils d#é%auces et de finition et emploi de ces outils * Tournage entre pointes, tournage l#air! 2"lindrage extérieurs, dressage des faces, épaulement, congés, cam%rages, épaulement intérieurs * Qiletages simples extérieurs au pas métri$ue @ &=S7(! • •
•
1#exécution et le contrle des travaux devront nécessiter l#emploi des appareils de mesure couramment utilisés dans l#industrie et correspondant aux tolérances portées sur le dessin : pied coulisse, micromètre, tampons, 0auges et cali%res tolérances, rapporteurs, Programme d’examen
2e programme permet de constater $ue les candidats sont capa%les d#exécuter un travail ainsi défini : un petit ensem%le mécani$ue étant constitué de plusieurs pièces a0ustées et montées, le candidat exécute l#usinage manuel partiel ou total des pièces constitutives ainsi $ue leur a0ustement et leur montage!
[S. BENLAHMIDI & H. AOUICI]
•
0B -rai*age : 7pérations élémentaires &0us$u# la
$ualité I( telles $ue : Exécution des pièces prismati$ues! Travaux en étau, de face, de profil * Surfaages étagées formant des angles droits ou des angles rentrants * Surfaage o%li$ues extérieures * Pointage, perage et alésage au foret sur fraiseuse verticale! •
•
• •
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0 2
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19,50
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Matière :
Tolérances générales : Etat de surface général :
Echelle : 1
Nom : Date : 2012 - 2013
Ecole Nationale Supérieure de Technologie
AOUICI Hamdi
Langue fr
13
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R 5
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Matière :
Tolérances générales : Etat de surface général : Nom :
Echelle : 1
TRAVAUX PRATIQUES
Ecole Nationale Supérieure de Technologie
Date : 2012 - 2013
AOUICI Hamdi
Langue fr
5
1
Vis M4
4
1
Axe
S275
3
1
Element de pression
C35
2
1
Arbre
S275
1
1
Corps
42CrMo4
N°
Nbr
Désignation
Matière
Matière :
Remarque
Tolérances générales : Etat de surface général : Nom :
Echelle : 1
Presseur de tube Ecole Nationale Supérieure de Technologie
Date : 2012 - 2013
AOUICI Hamdi
Langue fr
