outil de tournage

Un outil de tournage est un outil de coupe à pointe unique qui enlève de la matière de l'extérieur d'une pièce en rotation sur un tour. Contrairement à une barre d'alésage, qui coupe à l'intérieur d'un trou ou d'un alésage, un outil de tournage façonne les diamètres extérieurs, les faces, les épaulements et les cônes en appuyant une pointe durcie contre du métal, du plastique ou un matériau composite en rotation. L'outil est placé dans un porte-outil monté sur le porte-outils du tour et avance vers la pièce à une vitesse contrôlée tandis que la broche tourne à une vitesse fixe.

La pointe de coupe elle-même est soit en carbure brasé (une pointe en carbure de tungstène brasée à l'argent sur une tige en acier), soit un insert indexable (une plaquette remplaçable en carbure ou en céramique serrée dans une poche standardisée). Les outils brasés coûtent moins cher à l'achat mais nécessitent un réaffûtage lorsqu'ils sont émoussés; les inserts sont remplacés en quelques secondes lorsqu'ils sont usés. Le rayon de bec de l'outil, généralement de 0,015 à 0,125 pouce, contrôle la finition de surface et la déflexion. L'angle de coupe (la pente de la face de coupe) affecte l'action de cisaillement et la formation des copeaux. L'angle de dépouille doit dégager la surface finie pour éviter le frottement et l'accumulation de chaleur.

Les variantes courantes comprennent les outils de tournage droits pour le surfaçage et le travail cylindrique, les outils déportés pour les épaulements et les gradins, et les outils de filetage avec un bec pointu de 60 degrés pour couper les filets de vis. Les passes de finition exigent des outils plus tranchants, à rayon plus petit, utilisés à grande vitesse et à faible profondeur pour obtenir une rugosité de surface inférieure à 63 micropouces. Les outils d'ébauche ont des rayons de bec plus grands et des constructions plus robustes pour absorber les vibrations et effectuer des coupes plus profondes de 0,100 à 0,200 pouce par passe.

Matériau et modes de défaillance

Les outils de tournage défaillent par usure en dépouille (émoussement progressif), usure en cratère (piqûres localisées sur la face de coupe dues à la diffusion), écaillage (fracture soudaine de l'arête de coupe) et fissures thermiques dues à un refroidissement rapide ou à des coupes interrompues. Les outils en acier rapide, encore courants pour les machines manuelles, tolèrent mieux les coupes interrompues que le carbure mais nécessitent des vitesses plus faibles (généralement 50 à 200 pieds de surface par minute) et produisent plus de chaleur. Les outils en carbure fonctionnent à 500 à 2000 SFM et génèrent des copeaux plus fins mais se brisent s'ils sont soumis à des chocs ou à de fortes forces radiales.

La géométrie et la nuance de l'outil de tournage doivent correspondre au matériau de la pièce et à l'opération. L'aluminium exige de grands angles de coupe positifs et des arêtes vives pour éviter l'arête rapportée et le broutage; l'acier tolère des angles de coupe plus petits et des matériaux d'outil plus résistants. L'acier inoxydable écrouit agressivement et nécessite un contrôle minutieux de la vitesse pour éviter les zones d'écrouissage qui multiplient l'usure de l'outil. La fonte produit des copeaux cassants et use rapidement les outils, de sorte que les outils de coupe doivent être rigides et le carbure revêtu est souvent préféré.