machines-outils

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Présentation

machines-outils, machines fixes actionnées par un moteur, servant à façonner les matières solides, et particulièrement les métaux. Le façonnage est réalisé par retrait de matière d'une pièce ou par mise en forme de cette pièce par pressage. Les machines-outils sont à la base de l'industrie moderne ; elles sont utilisées directement ou indirectement dans la fabrication des machines et des pièces d'outillage.

Les machines-outils peuvent être classées en trois catégories principales : les machines-outils conventionnelles, les presses et les machines-outils non conventionnelles. Les machines-outils conventionnelles façonnent la pièce par retrait des portions indésirables sous forme de copeaux. Les presses utilisent de nombreux procédés de formage, dont le cisaillage, l'emboutissage ou l'étirage. Les machines-outils non conventionnelles recourent aux énergies lumineuse, électrique, chimique, ou acoustique ; aux gaz surchauffés et aux faisceaux de particules à haute énergie pour façonner les matières les plus diverses et les alliages développés pour les besoins de la technologie moderne.

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Historique

Les machines-outils modernes sont apparues vers 1775, quand l'inventeur anglais John Wilkinson construisit une foreuse horizontale pour l'usinage des surfaces cylindriques internes. Vers 1794, Henry Maudslay mit au point le premier tour à moteur. Plus tard, Joseph Whitworth contribua à accroître l'utilisation des machines-outils de Wilkinson et de Maudslay en développant, en 1830, des instruments de mesure d'une précision inégalée jusqu'alors. Ses travaux furent du plus grand intérêt, car les méthodes précises de mesure étaient nécessaires au développement de la production massive des articles aux pièces interchangeables.

Les premiers essais de production de pièces interchangeables eurent lieu presque simultanément en Europe et aux États-Unis. Ces tentatives reposaient sur l'utilisation de limes spéciales, avec lesquelles les pièces pouvaient être limées manuellement, à des cotes sensiblement identiques. Le premier véritable système de production en série fut créé par l'inventeur américain Eli Whitney qui, en 1798, obtint un contrat du gouvernement pour fournir à l'armée 10 000 fusils, tous pourvus de pièces interchangeables.

Au cours du XIX^e siècle, les machines-outils standard telles que les tours, les étaux-limeurs, les raboteuses, les meuleuses, les scies mécaniques, les fraiseuses, les perceuses et les foreuses atteignirent un très haut degré de précision et leur emploi se développa parmi les nations en cours d'industrialisation. Au début du XX^e siècle, la gamme des machines-outils s'élargit et elles devinrent de plus en plus précises. Après 1920, elles se spécialisèrent de plus en plus. Entre 1930 et 1950 environ, des machines-outils plus puissantes et plus efficaces furent construites qui faisaient usage des outils de coupe beaucoup plus performants alors disponibles. Ces machines-outils spécialisées rendirent possible la fabrication de produits standardisés à faible coût par le recours à une main d'œuvre peu qualifiée. Les machines manquaient, cependant, de souplesse et elles n'étaient pas adaptables à toute une gamme de productions ou aux modifications des standards de production. Aussi, durant ces trente dernières années, les ingénieurs se sont appliqués à développer des machines-outils très précises et polyvalentes, commandées par ordinateur, et rendant possible la production, à moindre coût, de produits de conception complexe. De tels outils sont maintenant couramment utilisés.

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Machines-outils conventionnelles

Parmi les machines-outils de base, on trouve le tour, l'étau-limeur, la raboteuse et la fraiseuse. Parmi les machines auxiliaires, on peut citer la perceuse et l'aléseuse, la meuleuse, les scies et diverses machines de formage des métaux.

3.1

Machines de base

3.1.

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Tour

Un tour, la plus ancienne et la plus répandue des machines rotatives, bloque en position et fait tourner la pièce métallique ou en bois, tandis qu'un outil de coupe usine le matériau. L'outil peut se déplacer parallèlement ou perpendiculairement à l'axe de rotation pour usiner des pièces de forme cylindrique ou conique, ou pour façonner un filet. Avec des accessoires spéciaux, on peut aussi utiliser le tour comme fraiseuse pour usiner des surfaces planes ou pour percer ou aléser des trous dans les pièces.