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Série d’Exercices Corrigés sur la Programmation CNC en Tournage

La programmation CNC en tournage permet d’automatiser l’usinage des pièces cylindriques avec précision. Ces exercices vous aideront à maîtriser les commandes G-Code essentielles, l’optimisation des cycles et les paramètres de coupe.

📌 Exercice 1 : Chariotage Basique

Énoncé

Une barre d’acier C45 de Ø80 mm et 200 mm de long doit être chariotée jusqu’à Ø60 mm sur 150 mm de long.

Avance d’usinage : 0.25 mm/tr
Vitesse de coupe : 180 m/min
Profondeur de passe : 2 mm

Tâche : Écrire le programme G-Code correspondant.

✅ Correction

G21       ; Utilisation des millimètres
G90       ; Mode de positionnement absolu
G96 S180 M03  ; Vitesse de coupe constante (180 m/min), broche en sens horaire

G00 X85 Z5   ; Positionnement rapide au-dessus de la pièce
#100 = 80    ; Diamètre initial
#101 = 60    ; Diamètre final
#102 = 2     ; Profondeur de passe

WHILE [#100 GT #101] DO1
    G01 X#100 Z-150 F0.25  ; Chariotage à Ø#100 sur 150 mm
    G00 X#100+5            ; Remontée de l’outil
    #100 = #100 - #102     ; Réduction progressive du diamètre
END1

G00 X85 Z10   ; Sécurité
M30           ; Fin du programme

📌 Exercice 2 : Filetage CNC

Énoncé

Réaliser un filetage extérieur M20 x 2.5 sur 40 mm de long.

6 passes de filetage
Vitesse de coupe : 150 m/min

Tâche : Écrire un programme G-Code pour le filetage.

✅ Correction

G21
G90
G97 S600 M03  ; Vitesse fixe à 600 tr/min

G00 X22 Z5    ; Positionnement rapide
G76 P6 Z-40 I0.05 K2.5 F2.5  ; Cycle de filetage

G00 X50 Z10   ; Sécurité
M30

Explication :
✔️ G76 : Cycle automatique de filetage.
✔️ P6 : 6 passes pour le filetage.
✔️ K2.5 : Profondeur totale du filetage.
✔️ F2.5 : Avance correspondant au pas du filetage.

📌 Exercice 3 : Perçage et Alésage

Énoncé

Percer et aléser un trou Ø25 mm sur 50 mm de profondeur.

Foret Ø20 mm pour le perçage initial
Alésoir Ø25 mm pour la finition
Vitesse de coupe : 200 m/min

Tâche : Écrire le programme G-Code correspondant.

✅ Correction

G21
G90
G97 S1000 M03  ; Vitesse de rotation fixe

(Perçage Ø20 mm)
G00 X0 Z5
G01 Z-50 F0.1   ; Descente de perçage
G00 Z5

(Alésage Ø25 mm)
G00 X27 Z5
G01 Z-50 F0.1
G00 X50 Z10

M30

Explication :
✔️ Séparation des opérations pour éviter les collisions.
✔️ Perçage avant alésage pour un meilleur état de surface.

📌 Exercice 4 : Cycle de Chariotage Automatique

Énoncé

Réaliser un programme de chariotage automatique permettant d’usiner des arbres de diamètres variables.

Tâche :

Utiliser des variables pour définir le diamètre initial et final.
Automatiser les passes d’usinage avec une boucle WHILE.

✅ Correction

G21
G90
G96 S180 M03

#100 = 150  ; Longueur de la pièce
#101 = 80   ; Diamètre initial
#102 = 50   ; Diamètre final
#103 = 2    ; Profondeur de passe

WHILE [#101 GT #102] DO1
    G01 X#101 Z-#100 F0.2
    G00 X#101+5
    #101 = #101 - #103
END1

G00 X100 Z10
M30

Explication :
✔️ Programmation paramétrique pour s’adapter à différentes pièces.
✔️ Boucle WHILE pour usinage progressif.

📌 Exercice 5 : Usinage d’un Épaulement

Énoncé

Créer un programme d’usinage pour un épaulement passant de Ø50 mm à Ø30 mm sur 20 mm.

Avance : 0.15 mm/tr
Vitesse de coupe : 160 m/min
Profondeur de passe : 2 mm

✅ Correction

G21
G90
G96 S160 M03

G00 X55 Z5    ; Positionnement initial
#100 = 50     ; Diamètre initial
#101 = 30     ; Diamètre final
#102 = 2      ; Profondeur de passe

WHILE [#100 GT #101] DO1
    G01 X#100 Z-20 F0.15  ; Chariotage sur 20 mm
    G00 X#100+5           ; Retour rapide
    #100 = #100 - #102    ; Réduction progressive du diamètre
END1

G00 X80 Z10  ; Sécurité
M30

Explication :
✔️ Utilisation d’une boucle WHILE pour automatiser les passes.
✔️ Usinage précis d’un épaulement en plusieurs passes.

Ces exercices couvrent les aspects essentiels du tournage CNC : ✅ Usinage de base (chariotage, épaulement)
✅ Filetage automatique
✅ Perçage et alésage
✅ Programmation avancée avec boucles paramétriques

Exercice Type : Maîtriser le Tournage CNC avec un Programme Complet

Objectif de l’Exercice

Cet exercice vise à maîtriser la programmation CNC en tournage en réalisant l’usinage complet d’un arbre comprenant :
✅ Un chariotage progressif (réduction du diamètre)
✅ Un épaulement
✅ Un filetage extérieur
✅ Un perçage central et un alésage

📌 Cahier des Charges

1️⃣ Caractéristiques de la Pièce

📏 Matière : Acier C45
📏 Diamètre brut : Ø80 mm
📏 Longueur totale : 200 mm
📏 Usinage à réaliser :

Chariotage de Ø80 mm → Ø50 mm sur 150 mm
Création d’un épaulement Ø30 mm sur 20 mm
Filetage M30x2 sur 30 mm de long
Perçage Ø10 mm sur 50 mm de profondeur
Alésage Ø20 mm sur 50 mm de profondeur

2️⃣ Paramètres de Coupe

⚙ Avance : 0.2 mm/tr
⚙ Profondeur de passe : 2 mm
⚙ Vitesse de coupe : 180 m/min (chariotage), 120 m/min (filetage)

🔍 Énoncé de l’Exercice

Programmer le chariotage progressif de Ø80 mm à Ø50 mm en plusieurs passes.
Créer un épaulement de Ø30 mm sur 20 mm.
Programmer un filetage M30x2 sur 30 mm de long.
Effectuer un perçage central Ø10 mm sur 50 mm de profondeur.
Effectuer un alésage Ø20 mm sur 50 mm de profondeur.
Ajouter des sécurités en début et fin de programme.

✅ Correction Type – Programme G-Code

%  
(TOURNAGE COMPLET D’UN ARBRE)  
G21       ; Unités en millimètres  
G90       ; Mode de positionnement absolu  
G96 S180 M03  ; Vitesse de coupe constante (180 m/min)  

(---- 1. Chariotage de Ø80 mm à Ø50 mm sur 150 mm ----)  
G00 X85 Z5    ; Positionnement initial hors de la pièce  
#100 = 80     ; Diamètre initial  
#101 = 50     ; Diamètre final  
#102 = 2      ; Profondeur de passe  

WHILE [#100 GT #101] DO1  
    G01 X#100 Z-150 F0.2  ; Chariotage  
    G00 X#100+5           ; Retour rapide  
    #100 = #100 - #102    ; Réduction progressive  
END1  

G00 X85 Z5    ; Sécurité  

(---- 2. Usinage de l’épaulement Ø30 mm sur 20 mm ----)  
G01 X50 Z-150 F0.2  ; Départ du chariotage  
G01 X30 Z-170       ; Création de l’épaulement  
G00 X85 Z5          ; Sécurité  

(---- 3. Filetage extérieur M30 x 2 sur 30 mm ----)  
G97 S120 M03        ; Rotation à vitesse fixe  
G00 X32 Z-170       ; Positionnement  
G76 P6 Z-200 I0.05 K2.0 F2.0  ; Cycle de filetage  
G00 X85 Z5          ; Sécurité  

(---- 4. Perçage Ø10 mm sur 50 mm ----)  
G00 X0 Z5           ; Positionnement  
G01 Z-50 F0.1       ; Perçage  
G00 Z5              ; Remontée  

(---- 5. Alésage Ø20 mm sur 50 mm ----)  
G00 X22 Z5          ; Positionnement  
G01 Z-50 F0.1       ; Alésage  
G00 X85 Z10         ; Sécurité  

(---- Fin du Programme ----)  
M30                 ; Fin du programme  
%

📌 Explication du Programme

1️⃣ Chariotage Progressif (Chariotage de Ø80 mm à Ø50 mm)

✔ Utilisation d’une boucle WHILE pour automatiser les passes.
✔ Réduction progressive du diamètre avec une passe de 2 mm à chaque itération.
✔ Retour rapide de l’outil après chaque passe pour éviter les chocs.

2️⃣ Création de l’Épaulement Ø30 mm sur 20 mm

✔ Usinage linéaire avec G01 pour passer de Ø50 mm à Ø30 mm.
✔ Positionnement précis en Z pour respecter les dimensions.

3️⃣ Filetage Extérieur M30 x 2 sur 30 mm

✔ Utilisation du cycle de filetage G76 avec 6 passes.
✔ Paramètres P6 (nombre de passes), K2 (profondeur de filetage), F2 (pas du filetage).

4️⃣ Perçage Ø10 mm sur 50 mm

✔ Utilisation de G01 pour simuler un perçage en avance contrôlée.

5️⃣ Alésage Ø20 mm sur 50 mm

✔ Utilisation d’une fraise d’alésage après le perçage.

📊 Ce que Vous Maîtriserez avec Cet Exercice

✅ Chariotage en plusieurs passes avec une boucle WHILE.
✅ Création d’épaulements et gestion des transitions de diamètre.
✅ Filetage automatique avec le cycle G76.
✅ Utilisation des cycles de perçage et alésage.
✅ Optimisation des sécurités et des retours rapides.

Variantes et Améliorations

🔹 Usinage en plusieurs profondeurs pour réduire l’usure des outils.
🔹 Ajout d’un chanfrein en début et fin de filetage.
🔹 Utilisation d’une vitesse variable selon le diamètre usiné.

Ce programme complet et progressif vous permet de comprendre toutes les étapes fondamentales du tournage CNC :
💡 Préparation et positionnement
💡 Usinage progressif avec optimisation des passes
💡 Filetage, perçage et alésage en un seul programme