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Tournage intérieur CNC

TOURNAGE INTÉRIEUR

Le tournage intérieur CNC est l'usinage des surfaces internes d'une pièce cylindrique : alésages cylindriques gros Ø (≥ 12-15 mm typique), faces internes, gorges intérieures. La pièce tourne, l'outil avance dans le trou via une barre d'alésage. Il se distingue de l'alésage à alésoir (finition petits Ø < 30 mm) et du perçage (création trou). Contrainte majeure : porte-à-faux outil (rapport L/D barre alésage). L/D ≤ 4 = barre acier OK ; L/D 4-7 = barre carbure ; L/D > 7 = barre amortie anti-vibration. Tolérances H7-H9 atteignables, Ra 0,8-3,2 µm.
01 · Paramètres ISO 513

Vitesse de coupe, avance par tour et profondeur radiale par famille matière

Ranges typiques par famille ISO 513 (P aciers, M inox, K fontes, N non-ferreux, S superalliages, H trempés). Vc tournage intérieur typiquement -20 à -30 % vs tournage extérieur (porte-à-faux barre alésage). Sources Pilier 4 listées en §06.

ISO 513Famille matièreVc (m/min)fz (mm/tr ou /dent)ap (mm ou × D)
PAciers100-300 m/min0.08-0.3 mm/tr0.3-3 mm
MInox80-180 m/min0.06-0.2 mm/tr0.3-2 mm
KFontes60-150 m/min0.1-0.3 mm/tr0.5-3 mm
NNon-ferreux200-1000 m/min0.08-0.3 mm/tr0.5-3 mm
SSuperalliages30-80 m/min0.06-0.2 mm/tr0.3-1.5 mm
HTrempés ≥ 50 HRC60-150 m/min0.04-0.15 mm/tr0.1-0.8 mm

N (tr/min) = (1 000 × Vc) / (π × D) — calcul de la vitesse broche à partir de Vc et du diamètre alésage D. Le calculateur Vc, le calculateur avance tournage et le calculateur tolérances ISO 286 accompagnent ces calculs. Le ratio L/D barre d'alésage est le paramètre stratégique principal: L/D ≤ 4 = barre acier OK, L/D 4-7 = barre carbure recommandée, L/D > 7 = barre amortie anti-vibration impérative.

02 · Stratégies

Cinq stratégies de tournage intérieur selon profondeur, profil et matière

Du chariotage standard à la barre amortie L/D > 7 et arrosage par centre outil HPC, chaque stratégie a son domaine d'application optimal.

Chariotage intérieur (avance Z, alésages cylindriques)

Stratégie standard d'usinage de surfaces cylindriques internes. La barre d'alésage avance le long de l'axe Z, la pièce tourne. Engagement constant sur Ø nominal. Adapté ébauche, finition alésages roulements, cylindres hydrauliques.

Quand l'utiliser : Alésages cylindriques internes Ø ≥ 12-15 mm, ébauche et finition. Production série toutes matières. Standard tour CNC universel pour alésages gros Ø.

✓ Avantages

  • Programmation simple (G01 Z avec ap progressif)
  • Engagement outil constant (efforts stables)
  • Compatible plupart barres alésage standards
  • Polyvalent matières (P, K, N, M, S, H)

− Limites

  • Limité par L/D barre alésage (vibrations au-delà de 4-7 selon barre)
  • Évacuation copeaux fond trou borgne difficile
  • Cycle long sur grandes longueurs (passes successives)

Dressage intérieur (avance X, faces internes fond trou)

Stratégie d'usinage de surfaces planes internes (fond de trou borgne). La barre d'alésage avance radialement (axe X) sur la face interne au fond du trou. Vc varie linéairement avec rayon (max au Ø, zéro au centre).

Quand l'utiliser : Fond de trou borgne avec exigence planéité face interne (épaulement référence, surface étanchéité, butée roulement). Production série mécanique précision.

✓ Avantages

  • Élimine l'imperfection face fond trou borgne
  • Cycle court (avance radiale unidirectionnelle)
  • Compatible plaquettes neutres dressage intérieur
  • Préparation indispensable pour butée roulement axiale

− Limites

  • Vc variable (max au Ø, zéro au centre) — risque BUE au centre matières molles
  • Évacuation copeaux fond trou très difficile (arrosage par centre obligatoire)
  • Inadapté grandes faces (Ø > 50 mm) — basculer surfaçage centre d'usinage

Profilage intérieur (X+Z, gorges, formes coniques)

Stratégie d'usinage de profils complexes internes par interpolation simultanée X+Z. Permet gorges intérieures (clavetage, bague d'étanchéité, jonc), cônes intérieurs, profils raccordés.

Quand l'utiliser : Gorges joints toriques / segments, cônes intérieurs (alésages d'arbre conique, raccordements), pièces à profil interne complexe. Production unitaire ou série moyenne.

✓ Avantages

  • Couvre tous les profils tournables intérieurs (gorges, cônes, raccords)
  • Compensation rayon bec G41/G42 préserve géométrie
  • Programmation CFAO standard (Mastercam, Fusion 360)
  • Compatible plaquettes spécifiques gorge intérieure

− Limites

  • Programmation plus complexe (interpolation + compensation)
  • Compensation rayon bec à activer/désactiver correctement (risque collision)
  • Cycle plus long que chariotage simple

Tournage intérieur barre amortie (L/D > 7, anti-broutage)

Barre d'alésage avec amortisseur dynamique intégré (masse + ressort interne) qui absorbe les vibrations régénératives. Permet tournage intérieur jusqu'à L/D 10-14 sans broutage. Standard production série alésages profonds.

Quand l'utiliser : Alésages profonds L/D > 7 où une barre carbure massive vibre encore. Production série moteurs aéronautiques, hydraulique haute pression, machines lourdes. Prototypage difficile sans cette technologie.

✓ Avantages

  • Permet alésage L/D 10-14 sans broutage
  • État de surface excellent même à grand porte-à-faux
  • Productivité accrue (Vc utilisable plus élevée)
  • Préserve durée de vie outil

− Limites

  • Investissement initial très élevé (corps barre 1 500-5 000 €)
  • Plaquettes dédiées système barre amortie
  • Maintenance : amortisseur sensible aux chocs (manipulation soignée)

Tournage intérieur arrosage par centre outil (HPC interne)

Arrosage haute pression injecté directement à la pointe via canaux internes de la barre d'alésage. Évacuation copeaux forcée dans le trou + refroidissement direct arête. Pression 40-200 bar selon application.

Quand l'utiliser : Production série alésages profonds matières exigeantes (inox 316L, Ti6Al4V, Inconel 718). Tour CNC équipé pompe HP et porte-outils canaux internes. Standard aérospatial moderne.

✓ Avantages

  • Évacuation copeaux forcée (élimine bourrage fond trou)
  • Refroidissement direct arête (durée de vie outil ×2-3)
  • Vc utilisable plus élevée (gain productivité)
  • Indispensable matières copeau collant (inox, titane)

− Limites

  • Investissement initial élevé (pompe HP + barres canaux)
  • Maintenance pompe HP (filtration, pression)
  • Limites tour CNC plus anciens (compatibilité HP)
03 · Outils de coupe

Familles de barres d'alésage et plaquettes intérieur

Des barres acier classiques aux barres carbure massives et amorties anti-vibration, choix selon ratio L/D et matière.

Barres acier classiques (L/D ≤ 4, économiques)

Barres d'alésage corps acier traité (38CrMoAlA, 25CrMo4) avec porte-plaquette à plat ou conique. Diamètres typiques Ø 8-50 mm. Économique, polyvalent atelier.

Matériaux :Acier traité
ISO 513 :P (aciers)M (inox)K (fontes)N (non-ferreux)

Limite L/D ≤ 4 (au-delà : flexion + chatter). Standard atelier polyvalent. Plaquettes positives (CCMT, DCMT, VBMT) recommandées (effort réduit).

Barres carbure (L/D 4-7, rigidité supérieure ×3)

Barres d'alésage corps carbure WC fritté avec porte-plaquette intégré. Diamètres typiques Ø 8-50 mm. Rigidité ×3 vs barres acier (module de Young carbure 600 GPa vs acier 210 GPa).

Matériaux :Carbure WC fritté
ISO 513 :P (aciers)M (inox)K (fontes)N (non-ferreux)S (superalliages)H (trempés)

Limite L/D 4-7 selon Ø barre. Standard production série moderne. Sensible aux chocs (carbure fragile) — manipulation soignée.

Barres amorties anti-vibration (L/D 7-14)

Barres d'alésage à amortisseur dynamique intégré (masse + ressort interne) qui absorbe les vibrations régénératives. Diamètres Ø 16-100 mm typiques. Application : alésages profonds production série.

Matériaux :Acier ou carbure + amortisseur dynamique
ISO 513 :P (aciers)M (inox)K (fontes)N (non-ferreux)S (superalliages)H (trempés)

Investissement très élevé (1 500-5 000 €). Modèles courants : Iscar, Kennametal, Mitsubishi, Sandvik (Silent Tools), Seco (Steadyline), Walter.

Plaquettes spécifiques intérieur (positives, géométrie 80°/55°)

Plaquettes carbure positives géométrie spécifique tournage intérieur (effort coupe réduit, dégagement copeaux orienté vers la sortie du trou). Modèles standards : CCMT, DCMT, VBMT, TCMT. Angle 80° pour ébauche, 55° pour finition profilée.

Matériaux :Carbure WC + revêtements PVD
ISO 513 :P (aciers)M (inox)K (fontes)N (non-ferreux)S (superalliages)H (trempés)

Effort coupe réduit (vs négatives) — limite flexion barre. Disponible avec géométrie wiper pour finition Ra ≤ 1,6 µm.

Plaquettes wiper intérieur (finition µm)

Plaquettes positives intérieur équipées d'une arête raclante secondaire (wiper). État de surface Ra 0,8-1,6 µm avec fn 0,15-0,25 mm/tr. Productivité finition supérieure aux plaquettes standards.

Matériaux :Carbure WC + revêtements PVD
ISO 513 :P (aciers)M (inox)K (fontes)N (non-ferreux)

Compatible barres carbure et amorties. Disponible géométries CCMX, DCMX, VBMX. Coût 1,5-2× plaquette standard.

04 · Applications atelier

Usages typiques en production CNC

Le tournage intérieur est l'opération standard pour alésages cylindriques gros Ø sur tour CNC : roulements, cylindres hydrauliques, carters.

  • Alésages roulements (carter, bloc moteur, transmission, hydraulique) — ajustement H7/h6 standard
  • Cylindres pneumatiques et hydrauliques (alésage corps, étanchéité segment, Ra ≤ 1,6 µm typique)
  • Aérospatial : carters réducteurs, distributeurs hydrauliques, alésages structurels titane/Inconel
  • Pompes (alésage corps pompe centrifuge, distributeur rotatif, ajustement étanchéité)
  • Outillage : matrices intérieures, carters d'outillage, blocs trempés
  • Mécanique générale : manchons, paliers lisses, fourches, alésages d'arbres
  • Reprise alésage post-cémentation ou post-trempe (CBN tournage dur)
  • Alésage profond L/D 7-14 sur barres amorties (séries moteurs aéronautiques, machines lourdes)
  • Tournage intérieur de gorges (joints toriques, segments, joncs d'arrêt) — profilage X+Z
05 · Pièges atelier

Erreurs courantes à connaître

Diagnostic terrain : huit pièges fréquents en tournage intérieur CNC, classés par fréquence atelier.

ATTENTION
Pièges les plus fréquents
  • Broutage barre d'alésage (chatter régénératif) — L/D excessif sans barre amortie, ou plaquette inadaptée, ou serrage barre insuffisant
  • Bourrage copeaux fond trou borgne — arrosage par centre outil insuffisant, basculer pompe HP ou retraitement copeau (cycle débourrage)
  • Cône au lieu de cylindrique (Ø variable sur longueur) — flexion barre alésage sous l'effort de coupe, basculer barre carbure ou réduire ap
  • Casse plaquette ou éclat carbure — ap/fn inadapté + vibrations cumulées, vérifier rigidité globale (barre + serrage + pièce)
  • État surface dégradé (rayures, marques chatter) — broutage + Vc trop faible (BUE built-up edge), augmenter Vc ou changer barre
  • Détérioration filetage entrée trou — bavures non maîtrisées, programmer chanfrein entrée Ø + 0,5 mm avant chariotage
  • Mauvais ajustement final (Ø hors tolérance H7) — outil mal réglé OU compensation thermique manquante, mesurer mi-cycle si série
  • Évacuation difficile copeaux fond — géométrie brise-copeau standard inadaptée intérieur, basculer plaquette dédiée intérieur (orientation copeau vers sortie)
06 · Sources et normes

Sources Pilier 4 GEO citées

Normes internationales, brochures organismes officiels, catalogues fournisseurs (alphabétique strict).

  • ISO 513 — Classification et application des matières dures de coupe (ISO 513:2012)
  • ISO 286 — Système ISO de tolérances et écarts. Tolérances pour dimensions linéaires (ajustement H7/h6) (ISO 286-1:2010)
  • ISO 1101 — Spécification géométrique des produits (GPS). Tolérancement géométrique (ISO 1101:2017)
  • ISO 4287 — Spécification géométrique des produits (GPS). État de surface : Méthode du profil (ISO 4287:1997)
  • ISO 13399 — Représentation et échange de données pour outils coupants (ISO 13399)
  • INRS ED 940 — Fluides de coupe : santé, sécurité, environnement (INRS ED 940)www.inrs.fr
  • DGUV IFA — Praxishilfen Kühlschmierstoffe (lubrifiants atelier)www.dguv.de
  • Iscar — Boring Tools catalog
  • Kennametal — Boring Solutions catalog
  • Mitsubishi Materials — Boring tools catalog
  • Sandvik Coromant — Silent Tools Manuel technique
  • Seco Tools — Steadyline boring product guide
  • Walter — Boring tools catalog
07 · Opérations connexes

Voir aussi

Opérations CNC liées au tournage intérieur dans les flux de production typiques.

tournage-exterieuralesagepercage
08 · FAQ

Questions fréquentes en atelier

Dix questions opérateur courantes sur le tournage intérieur CNC avec réponses sourcées.