Un tour CNC de type suisse est souvent choisi pour l'usinage en grande série de barres petites, fines et complexes. Cependant, le choix de la machine adéquate ne se limite pas à la comparaison du nombre d'axes, de la vitesse de broche ou du diamètre d'usinage maximal.

Une machine dotée de plus d'outils et de fonctions n'est pas forcément le meilleur choix. La configuration optimale doit être déterminée par la géométrie de la pièce, le matériau, les tolérances, les opérations requises, le volume de production et le temps de cycle cible.

Avant d'acheter un tour CNC suisse à six axes de 20 mm, les acheteurs doivent soigneusement vérifier les sept points suivants.

1. Quelles pièces la machine produira-t-elle réellement ?

Le choix de la machine doit commencer par la pièce à usiner plutôt que par la fiche technique de la machine.

Les acheteurs doivent préparer les informations suivantes :

• Diamètre maximal de la barre brute ;
• Diamètre et longueur de la pièce finie ;
• Matériau de la pièce à usiner ;
• Rapport longueur/diamètre ;
• Tolérances dimensionnelles et géométriques ;
• Exigences relatives à la finition de surface ;
• quantité de production annuelle ou mensuelle ;
• Durée de cycle cible.

Une machine de 20 mm est généralement conçue pour des barres d'acier dont le diamètre se situe dans sa plage d'usinage spécifiée, mais le diamètre maximal de la barre à lui seul ne détermine pas si la machine est adaptée.

L'acheteur doit également vérifier si la pièce comporte des trous profonds, des trous transversaux, des méplats, des rainures, des filetages, des excentricités ou des opérations d'usinage en bout de course. Ces caractéristiques influent directement sur le nombre d'axes requis, les positions des outils motorisés et la configuration de la contre-broche.

Les guides d'achat professionnels de machines-outils recommandent également de définir la taille de la pièce, son matériau et les opérations requises avant de comparer les modèles de machines.

2. La pièce doit-elle être usinée avec ou sans douille de guidage ?

La douille de guidage est l'une des principales caractéristiques structurelles qui distinguent un tour de type suisse d'un tour à poupée fixe conventionnel.

Lors de l'usinage par guidage de bagues, la barre est supportée près du point de coupe. Ceci contribue à réduire la déformation et les vibrations de la pièce, rendant cette configuration particulièrement adaptée aux pièces minces et aux composants exigeant une concentricité stable.

L'usinage des bagues de guidage convient généralement pour :

• Arbres longs et minces ;
• Broches de précision de petit diamètre ;
• Pièces présentant un rapport longueur/diamètre relativement élevé ;
• Pièces nécessitant un support stable et continu.

L'usinage sans bague de guidage ou par mandrin est souvent plus adapté aux pièces courtes. Il permet de réduire les chutes de barres et, selon la machine et l'application, d'utiliser des barres moins précisément préparées.

Les principaux fabricants de tours de type suisse proposent des machines pouvant fonctionner dans les deux modes, car la solution la plus adaptée dépend de la géométrie réelle de la pièce et du matériau de la barre.

Par conséquent, les acheteurs ne doivent pas se contenter de demander si une machine est équipée d'une douille de guidage. Ils doivent plutôt se demander : quel mode d'usinage est le plus économique et le plus stable pour ma pièce spécifique ?

3. Quelles opérations doivent être effectuées en une seule configuration ?

Le principal avantage d'un tour CNC suisse à six axes réside dans sa capacité à combiner plusieurs processus sur une seule machine.

Selon la configuration de l'outillage, la machine peut effectuer les opérations suivantes :

• Tournage extérieur et intérieur ;
• Forage et alésage ;
• Filetage et taraudage ;
• Fraisage radial ;
• Fraisage de face ;
• Perçage transversal ;
• Rainurage et séparation ;
• Usinage en aval.

Si la pièce ne nécessite que des opérations de tournage et de perçage externes de base, une machine plus simple peut suffire.

Toutefois, si la pièce à usiner comporte des trous latéraux, des méplats, des fentes, des trous excentrés ou des caractéristiques à l'arrière, la machine nécessitera normalement un outillage motorisé, un indexage de broche et une sous-broche.

L'acheteur doit établir une liste complète des opérations d'usinage et confirmer celles qui peuvent être réalisées en une seule prise. Cela permet de déterminer si l'utilisation de machines secondaires et le travail manuel peuvent être éliminés.

4. Six axes et une sous-broche sont-ils nécessaires ?

Un tour suisse six axes typique peut utiliser une configuration d'axes telle que :

L'axe Y supplémentaire du côté de la contre-broche peut prendre en charge des opérations de retravail plus complexes, notamment le fraisage en arrière, le perçage transversal et le taraudage.

Une contre-broche peut recevoir la pièce après la découpe et réaliser les finitions de la face arrière sans resserrage manuel. Sur les machines adaptées, les opérations de la broche principale et de la contre-broche peuvent se chevaucher, contribuant ainsi à réduire le cycle de production total. Les spécifications officielles de Tsugami, par exemple, décrivent l'usinage simultané sur broche principale et contre-broche ainsi que les opérations de fraisage en arrière en chevauchement comme des méthodes permettant de réduire le temps de cycle.

Néanmoins, le choix d'une configuration à six axes ne doit pas se faire uniquement parce qu'elle paraît plus sophistiquée. Les acheteurs doivent évaluer si les pièces à usiner nécessitent réellement :

• Travail en arrière complexe ;
• Plusieurs directions d'usinage latéral ;
• Fonctionnement simultané de la broche principale et de la broche secondaire ;
• Plusieurs outils électriques ;
• Production fréquente de pièces complexes.

5. Une vitesse de broche plus élevée garantit-elle une productivité plus élevée ?

La vitesse de broche est importante, notamment pour l'usinage de pièces de petit diamètre, mais elle ne détermine pas à elle seule la productivité.

La durée réelle du cycle dépend également de :

• Accélération et décélération de la broche ;
• vitesse de déplacement rapide ;
• Agencement des outils ;
• Nombre de changements d'outils ;
• Paramètres de coupe ;
• Synchronisation de la broche principale et de la broche secondaire ;
• Réponse du distributeur de barres ;
• Retrait des copeaux ;
• Temps de préparation de l'opérateur.

Une machine dotée d'une vitesse de broche maximale élevée peut néanmoins présenter un temps de cycle long si la disposition des outils est inefficace ou si le programme contient des mouvements à vide excessifs.

Pour cette raison, les acheteurs devraient demander un essai sur pièce ou une évaluation du temps de cycle basée sur un dessin réel plutôt que de comparer uniquement la vitesse de broche.

6. Comment vérifier la précision d'usinage ?

La précision du catalogue et la stabilité réelle de la production ne sont pas toujours identiques.

Avant de commander une machine, l'acheteur doit définir les critères d'acceptation, tels que :

• Tolérances dimensionnelles critiques ;
• Rondeur et cylindricité ;
• Concentricité;
• Tolérance de position ;
• Rugosité de surface ;
• Répétabilité ;
• Stabilité de la production en continu ;
• Méthode d'inspection et équipement de mesure.

Pour une production en grande série, il est conseillé de tester plusieurs pièces successives une fois la machine stabilisée à sa température de fonctionnement. Cette méthode fournit des informations plus pertinentes que la mesure d'un seul échantillon produit immédiatement après la mise en service.

La stabilité thermique est particulièrement importante car les modifications apportées à la broche, aux vis à billes et à la structure de la machine peuvent influencer la régularité dimensionnelle lors de longues séries de production.

La série D206 est présentée par son fabricant comme dotée d'une fonction de compensation des écarts thermiques, mais les exigences d'acceptation finales doivent tout de même être établies au moyen d'un essai sur pièce convenu et d'une spécification technique.

7. Qu'est-ce qui est inclus dans le projet de machine complet ?

Le prix de la machine ne représente qu'une partie de l'investissement total.

Un projet complet de tour de type suisse peut également nécessiter :

• Alimentateur de barres automatique ;
• bagues et pinces de guidage ;
• Porte-outils fixes et porte-outils mobiles ;
• Système de refroidissement haute pression ;
• Convoyeur à copeaux ou système de collecte de copeaux ;
• Collecteur de brouillard d'huile ;
• Collectionneur de pièces détachées ;
• Transformateur ou adaptation de tension ;
• Outils de coupe ;
• Installation et mise en service ;
• Formation des opérateurs et des programmeurs ;
• Des pièces de rechange;
• Assistance technique à distance ou sur site.

Les acheteurs doivent clairement faire la distinction entre les équipements de série et les équipements optionnels.

Ils doivent également confirmer l'alimentation électrique, les besoins en air comprimé, la surface au sol, les conditions des fondations, l'étendue de la livraison et les conditions de garantie avant de passer commande.

D206D en tant que six axes de 20 mmExemple

Selon les informations produit actuelles du fabricant, le D206D est un tour CNC de type suisse à six axes avec un diamètre d'usinage maximal de 20 mm.

Les configurations publiées incluent :

• Axes X1, Y1, Z1, X2, Y2 et Z2 ;
• Broche principale et contre-broche électriques ;
• Outillage en direct ;
• Jusqu'à 29 positions d'outils ;
• Usinage de la broche principale et de la contre-broche ;
• Vitesses de broche maximales jusqu'à 10 000 tr/min ;
• Capacités de tournage, perçage, taraudage, fraisage et retravail.

Le fabricant propose actuellement les versions FANUC et SYNTEC. La puissance des moteurs et la configuration des composants diffèrent entre les deux versions ; il est donc conseillé aux acheteurs de vérifier les spécifications techniques finales en fonction du système de commande choisi et de la configuration de leur commande.

La configuration de type D206 peut être envisagée pour les connecteurs électroniques, les arbres de précision, les composants automobiles, les petites pièces de vannes, les composants de communication, les fixations de précision et autres pièces complexes tournées sur barres, sous réserve d'une évaluation de la pièce.

Liste de contrôle pratique pour les achats

Avant de demander un devis définitif, l'acheteur doit fournir :

1. 1 Un dessin de pièce en 2D ou 3D ;
2. 2 Type de matière première et diamètre de la barre ;
3. 3 Tolérances critiques et exigences de finition de surface ;
4. 4 Volume de production mensuel ou annuel requis ;
5. 5 Durée de cycle cible ;
6. 6 Procédés d'usinage requis ;
7. 7 Système de commande numérique préféré ;
8. 8 Tension et fréquence du pays de destination ;
9. 9 Équipement auxiliaire requis ;
10. 10 Exigences relatives aux échantillons et à l'acceptation des pièces.

Fournir des informations complètes permet au fournisseur de machines de recommander une configuration adaptée, d'établir un devis plus précis et d'évaluer le processus d'usinage avant le début de la production.

Conclusion

Le choix d'un tour CNC de type suisse adapté ne doit pas se faire uniquement en comparant le prix, le diamètre maximal, le nombre d'axes ou la vitesse de broche.

Une décision d'achat fiable doit se baser sur la pièce à usiner, le processus d'usinage, la quantité produite, les exigences de précision et le coût total du projet.

Pour les acheteurs envisageant l'acquisition d'une machine six axes de 20 mm, la première étape la plus efficace consiste à transmettre au fournisseur le dessin de la pièce, le matériau, les tolérances et l'objectif de production afin qu'il procède à une évaluation technique. Cela permet de déterminer si la machine et la configuration d'outillage choisies permettent de réaliser la pièce de manière efficace, constante et économique.