Vous êtes-vous déjà interrogé sur l'histoire fascinante du tour, une machine-outil qui a révolutionné la fabrication ? Dans cet article de blog captivant, nous vous emmenons dans un voyage à travers le temps, en explorant l'évolution remarquable du tour et son impact profond sur diverses industries. De ses humbles débuts à sa sophistication moderne, découvrez comment cet outil polyvalent a façonné notre monde et continue de jouer un rôle essentiel dans l'usinage de précision.
Un tour est une machine-outil polyvalente qui fait principalement tourner une pièce autour d'un axe de rotation pour effectuer diverses opérations d'usinage. L'outil de coupe principal, généralement un outil de tournage monopoint, reste relativement immobile pendant qu'il façonne la pièce en rotation. Outre le tournage, les tours peuvent accueillir une large gamme d'outils de coupe et d'accessoires, notamment des forets, des alésoirs, des tarauds, des filières de filetage et des outils de moletage, ce qui permet de diversifier les processus d'usinage.
Les tours sont principalement utilisés pour produire des pièces cylindriques de haute précision, telles que des arbres, des broches, des axes et des manchons. Ils excellent dans la création de caractéristiques externes et internes sur des surfaces rotatives, y compris des profils droits, coniques et profilés. En raison de leur polyvalence et de leur rôle fondamental dans la production de pièces, les tours sont souvent appelés la "mère des machines-outils" et sont omniprésents dans les installations de fabrication, les ateliers d'usinage et les centres de réparation de diverses industries.
L'évolution de la technologie des tours, depuis les anciennes versions manuelles jusqu'aux machines modernes à commande numérique par ordinateur (CNC), reflète la progression plus générale de la fabrication industrielle. Cette histoire riche et ce développement continu soulignent l'importance cruciale du tour dans le façonnement du passé, du présent et de l'avenir de l'usinage de précision et de la production industrielle.
Le premier prototype de machine-outil, le tour, a été créé par nos ancêtres il y a environ 2 000 ans pour faciliter le travail avec des outils.
Au cours du XIIIe siècle, le développement des machines-outils s'est poursuivi et il a fallu trouver d'autres méthodes de fonctionnement, car il n'était plus possible de les suspendre à un arbre. C'est ainsi qu'est né le "tour à pédale", qui utilisait une pédale pour faire tourner le vilebrequin et entraîner le volant d'inertie. Celui-ci entraînait à son tour la broche, la faisant tourner, et était également connu sous le nom de "tour à barre flexible".
À la même époque en Chine, la dynastie Ming a publié un ouvrage remarquable intitulé "Tian Gong Kai Wu", qui documente les technologies de la dynastie Ming et de la dynastie qui l'a précédée, démontrant ainsi la signification de la "sagesse des anciens".
Le livre décrit également la structure d'une machine à broyer, dont le principe est similaire à celui de la machine médiévale européenne actionnée par le pied. Cette machine utilisait la méthode de la pédale pour faire tourner une plaque de métal et utilisait du sable et de l'eau pour façonner le jade.
Structure d'une machine à broyer Tian Gong Kai Wu
de Tian Gong Kai Wu
Ce processus est similaire aux techniques d'usinage modernes telles que l'alésage, où un outil spécialisé, appelé "steelyard", est utilisé pour retirer de petites quantités de matériau de l'intérieur du jade. Il est remarquable de constater le niveau de compétence et d'expertise des artisans de l'Antiquité.
de Tian Gong Kai Wu
En 1774, l'inventeur britannique Wilkinson a créé la première véritable machine à aléser au monde, la machine à aléser à barillet.
Le tonneau machine d'alésage inventée par Wilkinson a d'abord été utilisée pour forger des armes à feu. En 1775, Wilkinson a utilisé le cylindre foré par cette machine pour construire une nouvelle version du cylindre fuyant de Wattner, qui répondait aux spécifications requises pour la machine à vapeur de Watt.
Pour permettre le perçage de cylindres plus grands, il a construit la même année une machine à percer les cylindres actionnée par une roue hydraulique, ce qui a grandement contribué à l'avancement des machines à vapeur.
La machine à aléser les cylindres de Wilkinson, conçue pour forger des cylindres de plus grande taille, a marqué un tournant dans l'évolution des machines-outils. Dès lors, la machine-outil est entraînée par une machine à vapeur au moyen d'un vilebrequin. L'assistance mutuelle entre la machine-outil et la machine à vapeur a facilité leur développement simultané et a ouvert une ère dynamique de révolution industrielle.
Il est important de mentionner Henry Maudslay, l'inventeur britannique connu comme le "père du tour". Maudslay est au tour ce que James Watt est à la machine à vapeur.
En 1797, Maudslay crée le premier tour à fileter au monde, équipé d'une vis et d'une tige polie. Ce tour moderne, équipé d'un porte-outil coulissant, permet de réaliser des filetages de pas différents.
Tour Maudslay 1797
Maudslay continue à perfectionner le tour et, en 1800, il apporte une amélioration significative en remplaçant le cadre triangulaire en barres de fer par un banc en fonte massif et la roue folle par des paires d'engrenages interchangeables.
Cela permettait de produire des filets de pas différents sans avoir à changer la vis. Ce prototype du tour moderne, connu sous le nom de tour à cadre d'outils, a joué un rôle crucial dans la révolution industrielle anglaise.
Tour Maudslay 1800
Pour être précis, Maudslay n'a pas inventé le tour, mais l'a plutôt réinventé en se basant sur les travaux de ses prédécesseurs et en y ajoutant la capacité de coupe automatique. Néanmoins, c'est la réimagination de Maudslay qui a rendu le tour largement populaire et a donné naissance au tour tel que nous le connaissons aujourd'hui.
Le développement rapide de tous les les types de machines-outils
Au XIXe siècle, avec la croissance de diverses industries, la demande de divers types de machines-outils a augmenté. En 1817, Roberts crée le tour à portique et en 1818, l'Américain Whitney invente la première fraiseuse polyvalente au monde.
Tour à portique Roberts
Pour améliorer encore la mécanisation et l'automatisation, l'Américain Fitch a créé en 1845 le tour à tourelle. En 1848, les tours rotatifs ont été introduits aux États-Unis et, en 1873, l'Américain Spencer a mis au point un tour automatique monobroche. L'invention d'un tour automatique à trois broches a rapidement suivi.
Au début du 20e siècle, des tours équipés d'une boîte de vitesses actionnée par un seul moteur sont apparus.
Machines-outils Spencer
En 1900, la société américaine Norton a utilisé l'émeri et le corindon pour produire une meule large et de grande taille, ainsi qu'une meule robuste et résistante. Cela a marqué un grand pas en avant dans le développement des meules et a élevé la technologie de fabrication des machines à un nouveau niveau de précision.
La révolution industrielle a été une période de croissance et de développement explosifs. À cette époque, les machines-outils n'ont cessé d'évoluer et de s'améliorer pour accroître l'efficacité de l'industrie et de la production. Les inventeurs de ces machines-outils ont joué un rôle crucial dans l'évolution du monde.
Avec l'avènement de l'acier à outils à haute vitesse et l'utilisation généralisée des moteurs électriques, les machines-outils ont connu une nouvelle évolution historique, passant de la vapeur à l'électricité. Cela démontre les progrès remarquables réalisés par l'humanité au cours de centaines d'années, en passant de l'énergie humaine à l'énergie hydraulique, à l'énergie à vapeur et enfin à l'énergie électrique.
1910, vieux tour britannique
Après la Première Guerre mondiale, le développement de divers tours automatiques à haut rendement et de tours spécialisés s'est accéléré rapidement en raison de la demande des industries des munitions, de l'automobile et d'autres machines.
À la fin des années 1940, pour améliorer la productivité des petites séries de pièces, des tours équipés de dispositifs de profilage hydrauliques ont été introduits. À la même époque, des tours à outils multiples ont également été mis au point.
Machine-outil électrique après la Seconde Guerre mondiale
Au milieu des années 50, des tours à commande programmée équipés de cartes perforées, de plaques de verrouillage et de cadrans ont été mis au point. L'utilisation de la technologie CNC dans les tours a commencé dans les années 1960 et, dans les années 1970, les microprocesseurs ont été directement intégrés dans les machines CNC, ce qui a permis de populariser et de développer rapidement la technologie CNC. Machine CNC qui n'a cessé d'évoluer jusqu'à aujourd'hui.
Précoce Machines-outils à commande numérique
L'évolution de la Tours chinois: Des tours à bande aux tours à cinq axes
Pour des raisons historiques, la Chine n'a pas participé aux trois premières révolutions industrielles. Le véritable développement des tours chinois a commencé après la création de la République populaire de Chine. Au début de la nouvelle Chine, l'industrie de la fabrication d'équipements, y compris les machines-outils, était pratiquement inexistante.
Grâce aux efforts inlassables des travailleurs, le premier lot de machines-outils chinoises a été produit avec succès dans des conditions difficiles de pauvreté et de manque de ressources.
En 1949, le premier tour de la Chine nouvelle, un tour à courroie de six pieds, a finalement été fabriqué à l'usine de machines-outils n° 1 de Shenyang.
Les ouvriers sur la photo utilisent un tour à bande.
L'arrivée de ce lot de machines-outils et la production de masse qui s'ensuivit ont considérablement soutenu l'industrialisation du pays et ont donné lieu à de nombreuses merveilles en matière de production.
Atelier d'usinage de l'usine de machines-outils n° 1 de Shenyang
Au cours de la période du "premier plan quinquennal", le gouvernement a rénové certaines usines de réparation de machines et a créé de nouvelles entreprises, identifiant 18 entreprises de production clés qui sont devenues connues sous le nom de "dix-huit arhats" dans le monde entier. l'industrie des machines-outils. Avec le soutien technique de l'Union soviétique, ces "dix-huit usines Arhat" ont continuellement développé de nouvelles machines-outils.
Par exemple, après que l'usine de machines-outils n° 1 de Shenyang a produit le premier tour en Chine nouvelle en 1949, elle a développé le premier tour horizontal C620-1 de Chine en 1955 et a commencé à le produire en série.
La même année, l'usine de machines-outils de Dalian a commencé à produire une nouvelle machine-outil, une pelle universelle, et l'usine de machines-outils de Shanghai a testé avec succès une nouvelle rectifieuse cylindrique. En 1956, Ji'er Machine Tool a produit en série une raboteuse et une presse à friction en spirale (l'usine avait auparavant développé la première grande raboteuse et la première grande presse à friction en spirale de Chine). presse mécanique en 1953 et 1955, respectivement).
Au cours de l'été 1958, la première fraiseuse CNC de la Chine nouvelle a finalement été mise au point : la X53K1. Elle a été créée conjointement par l'université Tsinghua et Beijing First Machine Tool Factory et a été la première machine à commande numérique en Asie.
La première fraiseuse CNC de Chine est enfin née-X53K1
Le développement réussi du X53K1 a marqué un grand pas en avant dans l'histoire de l'industrie chinoise des machines et a signalé le passage du travail manuel à l'usinage piloté par la technologie. Cependant, en raison des blocages technologiques étrangers et des limitations nationales, la technologie CNC chinoise n'a pas progressé de manière significative pendant près de 30 ans.
Après la mise en œuvre des réformes et de l'ouverture, la Chine a connu un regain de développement de l'industrie des machines-outils, et les types et modèles de machines-outils sont devenus de plus en plus diversifiés. À ce jour, une large gamme de tours, y compris des tours verticaux, horizontaux, multi-axes, des chariots CNC, des machines de tournage et de fraisage, et bien d'autres encore, ont été développés.
En 2012, la société Shenyang Machine Tool Company a développé et conçu de manière indépendante le premier "i5 Système CNC"L'entreprise a mis au point un système d'information sur les machines-outils à commande numérique doté de capacités d'intelligence en réseau et l'a commercialisé avec succès. Cela a marqué la fin de la dépendance de la Chine à l'égard des importations de systèmes de machines-outils CNC de haute qualité.
Aujourd'hui, la Chine est le plus grand marché mondial de machines-outils depuis huit années consécutives et est le seul pays au monde à produire toutes les catégories de machines-outils.
Le développement croissant des tours à commande numérique en a fait la tendance de l'industrie. Toutefois, les tours conventionnels devraient encore exister pendant un certain temps, car ils sont plus rentables et permettent de gagner du temps pour les commandes de faible volume.
La transition vers une transformation intelligente des substitutions de machines pour "dominer le monde" prendra relativement longtemps. Néanmoins, le retrait progressif des tours conventionnels du marché est inévitable.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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