Pourquoi le tour monobroche à cames garde toute sa place dans notre atelier ?
A RETENIR
- Le tour monobroche usine une seule barre à la fois : une pièce sort de la machine à chaque tour de l’arbre à cames.
- Les cames commandent chaque mouvement d’outil. Une fois réglée, la machine reproduit le même cycle sur des centaines de milliers de pièces.
- Plus simple que le multibroche, il couvre une plage de diamètres bien plus large, des très petites pièces aux diamètres importants.
- Jacquemoux Décolletage exploite 24 tours monobroches à cames : des Manurhin à poupée fixe de Ø 5 à 60 mm et des Tornos à poupée mobile de Ø 2 à 10 mm.
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On les dit d’un autre temps, et pourtant ils occupent toujours une place centrale dans notre atelier, avec 24 machines en production. Leur conception mécanique, simple et robuste, leur permet de reproduire le même cycle des centaines de milliers de fois avec une grande régularité.
Cet article décrit le principe de ces machines, la différence entre nos monobroches à poupée fixe et à poupée mobile, les pièces et les volumes qui leur correspondent, et la place qu’elles occupent aux côtés de nos tours à commande numérique et de nos multibroches.
Comment fonctionne un tour monobroche à cames ?
Le principe tient en deux idées : une seule broche, qui entraîne une seule barre, et un arbre à cames qui orchestre tous les mouvements de la machine.
Une broche, une barre, une pièce à la fois
La broche serre la barre de matière et la fait tourner. Autour d’elle, plusieurs outils interviennent les uns après les autres : chariotage, forme, perçage, filetage, puis tronçonnage. Quand la pièce tombe, la barre avance pour la suivante et le cycle recommence. Contrairement au multibroche, qui travaille plusieurs barres en parallèle, le monobroche enchaîne les opérations sur une seule pièce.
L’arbre à cames, chef d’orchestre du cycle
Chaque outil reçoit son mouvement d’une came, un disque au profil taillé pour la pièce à produire. Toutes ces cames tournent sur un même arbre, qui effectue un tour complet par cycle d’usinage. Le profil de chaque came détermine à quel moment l’outil avance, à quelle vitesse, jusqu’où, et quand il se retire.
Le jeu de cames joue ainsi le rôle du programme d’une machine à commande numérique. À cette différence près qu’il est mécanique : une fois réglé, il ne dérive pas et reproduit exactement le même cycle, pièce après pièce.
Un savoir-faire historique de l’industrie française
Les tours monobroches à cames ont accompagné le développement du décolletage tout au long du XXe siècle. Manurhin, dont nous exploitons une grande partie du parc, a commencé à fabriquer des tours à décolleter automatiques dès 1935, selon l’historique du constructeur, avant d’installer sa production de tours à cames à Mulhouse après-guerre.
Poupée fixe ou poupée mobile : deux familles de monobroches
Le monobroche à cames existe dans les deux architectures que nous avons présentées dans nos articles sur la poupée fixe et la poupée mobile. Notre atelier exploite les deux.
Les Manurhin à poupée fixe, de Ø 5 à 60 mm
Sur ces machines, la broche reste immobile et les outils viennent travailler la barre. Cette architecture rigide accepte des diamètres importants. Nos 16 tours Manurhin se répartissent en trois capacités :
- 8 machines de Ø 5 à 25 mm ;
- 7 machines de Ø 10 à 42 mm ;
- 1 machine de Ø 10 à 60 mm.
Les Tornos à poupée mobile, de Ø 2 à 10 mm
Sur nos 8 tours Tornos, la poupée avance et fait coulisser la barre dans un canon de guidage, qui la soutient au plus près des outils. Ce principe, hérité de l’horlogerie, convient aux pièces de très petit diamètre, longues et fines. Avec une capacité qui démarre à Ø 2 mm, ces machines descendent plus bas que tout le reste de notre parc.
Quelles pièces confier à un tour monobroche ?
Le monobroche répond à un besoin précis : produire en grand volume des pièces dont la géométrie reste stable, sur une plage de diamètres que le multibroche ne couvre pas toujours.
Les très grandes séries de pièces stables
Comme sur le multibroche, la conception et le réglage des cames représentent un investissement de départ. Il se rentabilise sur les grandes séries : nos monobroches produisent de 25 000 à 1 000 000 de pièces par lancement. Pour des volumes plus réduits ou des références qui changent souvent, nos tours à commande numérique offrent davantage de souplesse.
Les diamètres hors de portée du multibroche
Nos multibroches travaillent de Ø 3 à 25 mm. Le monobroche élargit cette plage dans les deux sens : vers les très petits diamètres avec nos Tornos à partir de Ø 2 mm, et vers les diamètres importants avec nos Manurhin jusqu’à Ø 60 mm.
Des familles de pièces typiques
Le tour monobroche à cames convient notamment aux :
- vis, écrous et pièces filetées ;
- axes et tiges, y compris de très petit diamètre sur poupée mobile ;
- entretoises, bagues, douilles et embouts ;
- corps et raccords de plus grand diamètre sur poupée fixe.
On retrouve ces pièces dans des secteurs comme l’automobile, le bâtiment, l’énergie ou les machines et équipements.
Je transmets mes plans et mes pièces à Jacquemoux Décolletage
Ce qu’il faut prévoir avant une série sur monobroche
Robuste et économique en série, le monobroche demande en contrepartie un peu d’anticipation.
Un réglage à planifier
Changer de référence implique de monter un nouveau jeu de cames et de régler chaque outil. Ce temps de préparation pousse à regrouper les besoins en lancements importants plutôt qu’en petites commandes successives.
Des opérations de reprise selon la pièce
Les tours à cames réalisent les opérations de tournage, de perçage axial et de filetage. Quand la pièce comporte des perçages transversaux, des méplats ou des fraisages, nos machines de reprise traditionnelles (fraisage, taraudage, perçage) et notre rectifieuse prennent le relais. Nos services complémentaires complètent ensuite la pièce : traitements de surface, assemblage de sous-ensembles.
Une géométrie validée en amont
Un plan qui évolue après la fabrication des cames coûte cher. Notre service de prototypage et présérie permet de valider la géométrie et la matière avant d’engager la très grande série.
Notre parc de 24 tours monobroches à cames
Ces machines font partie de notre outil de production petite à la moyenne série, aux côtés de nos tours CN et de nos multibroches. Elles couvrent :
- 16 tours Manurhin à poupée fixe, de Ø 5 à 60 mm ;
- 8 tours Tornos à poupée mobile, de Ø 2 à 10 mm ;
- des séries de 25 000 à 1 000 000 de pièces par lancement ;
- nos principales matières : acier, inox, laiton, cuivre, aluminium et plastiques.
Nos certifications ISO 9001, IATF 16949 et ISO 14001 encadrent l’ensemble de cette production.
Vos questions sur le tour monobroche à cames
Les points qui reviennent le plus souvent quand on compare cette technologie aux autres.
Qu’est-ce qu’un tour monobroche ?
C’est un tour automatique qui usine une seule barre de matière à la fois. Ses outils interviennent successivement sur la pièce, jusqu’au tronçonnage, puis la barre avance pour la pièce suivante.
Quelle différence entre un tour à cames et un tour à commande numérique ?
Sur un tour à cames, des cames mécaniques commandent les mouvements des outils : chaque nouvelle pièce demande un nouveau jeu de cames. Sur un tour à commande numérique, un programme pilote les axes, ce qui permet de changer de référence beaucoup plus rapidement. Le tour à cames reste très compétitif sur les grandes séries de pièces stables.
Quels diamètres peut-on usiner sur un tour monobroche ?
Tout dépend de la machine. Notre parc monobroche couvre de Ø 2 à 10 mm sur poupée mobile (Tornos) et de Ø 5 à 60 mm sur poupée fixe (Manurhin).
Pourquoi certaines pièces passent-elles en reprise après le tour à cames ?
Le tour à cames excelle sur les opérations de révolution : tournage, perçage dans l’axe, filetage, tronçonnage. Les perçages transversaux, méplats ou fraisages demandent parfois une seconde opération sur une machine de reprise. Nous réalisons ces opérations dans notre atelier, ce qui vous permet de recevoir une pièce terminée.
Une série à lancer sur tour à cames ?
Envoyez-nous votre plan et vos volumes prévisionnels : nous identifions la machine la plus adaptée, monobroche, multibroche ou commande numérique, et vous adressons un chiffrage détaillé.
