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Le mandrin de tour est un composant fondamental et complexe pour les tours, jouant un rôle crucial dans le maintien sécurisé des pièces pendant les opérations d'usinage. Sa conception commence par le corps, qui est généralement fabriqué en fonte de haute qualité ou en acier forgé. Ce matériau de construction robuste offre une excellente résistance et durabilité, permettant au mandrin de résister aux forces de serrage élevées et aux vibrations générées lors des processus de tournage. Le corps est usiné selon des tolérances précises pour garantir un ajustement fluide et stable sur la broche du tour.
Les mâchoires du mandrin de tour sont un élément clé de la conception. Il existe principalement deux types de mors : les mors autocentrants et les mors indépendants. Les mâchoires auto-centrantes, souvent en acier allié trempé, sont conçues pour se déplacer simultanément vers l'intérieur ou vers l'extérieur, centrant automatiquement la pièce à usiner lors de leur fermeture. Ceci est réalisé grâce à un mécanisme de défilement à l’intérieur du corps du mandrin. La volute est un engrenage en forme de spirale qui s'engrène avec les dents à l'arrière des mâchoires, assurant un mouvement uniforme et un centrage précis. Les mâchoires indépendantes, en revanche, peuvent être réglées individuellement. Chaque mâchoire possède son propre mécanisme à vis, permettant un positionnement précis de la pièce, particulièrement utile pour les pièces de forme irrégulière ou décentrées.
Le mandrin comporte également un mécanisme de serrage, qui est généralement une combinaison d'un système à clé ou à entraînement électrique. Les mandrins à clé nécessitent qu'une clé de mandrin soit insérée dans une douille et tournée pour serrer ou desserrer les mâchoires. Cette opération manuelle donne à l'opérateur un contrôle précis sur la force de serrage. Les mandrins motorisés, tels que les mandrins hydrauliques ou pneumatiques, utilisent des sources d'énergie externes pour faire fonctionner le mécanisme de serrage, offrant ainsi un serrage plus rapide et plus cohérent, particulièrement adapté aux applications lourdes ou à haute production.
L’un des principaux avantages du mandrin de tour est sa capacité à maintenir en toute sécurité des pièces de différentes formes et tailles. Les mâchoires auto-centrantes offrent un centrage rapide et pratique pour les pièces rondes, réduisant ainsi le temps de configuration et garantissant un usinage précis. Les mâchoires indépendantes, quant à elles, offrent une flexibilité pour manipuler des pièces complexes et de forme irrégulière, élargissant ainsi la gamme de travaux pouvant être effectués sur le tour.
Un autre avantage non négligeable est la précision qu’il offre. La conception bien conçue des mâchoires et du mécanisme de serrage garantit que la pièce est fermement maintenue en place, minimisant tout mouvement ou vibration pendant l'usinage. Cela se traduit par une amélioration de la finition de surface et de la précision dimensionnelle des pièces usinées, ce qui est crucial dans des secteurs tels que l'automobile, l'aérospatiale et la fabrication de machines de précision.
De plus, la durabilité du mandrin de tour constitue un avantage majeur. L'utilisation de matériaux de haute qualité et une construction robuste signifient qu'il peut résister aux rigueurs d'une utilisation répétée dans un environnement d'atelier, offrant ainsi une fiabilité à long terme et réduisant le besoin de remplacements fréquents.
Dans l'industrie automobile, les mandrins de tour sont largement utilisés pour usiner des composants de moteurs tels que les vilebrequins, les arbres à cames et les bielles. La capacité de maintenir ces pièces de manière sûre et précise est essentielle pour garantir les performances et la fiabilité des moteurs. Dans le secteur aérospatial, ils sont utilisés pour fabriquer des pièces critiques comme les arbres de turbine et les composants des trains d'atterrissage, où la précision est de la plus haute importance.
Pour la fabrication générale de machines, les mandrins de tour sont utilisés pour produire une grande variété de pièces, depuis les petits engrenages et bagues jusqu'aux grands ensembles d'arbres. Dans l'industrie du travail du bois, ils peuvent être utilisés pour contenir des ébauches de bois pour des opérations de tournage, telles que la création de pieds de table, d'axes de chaises et d'objets de décoration.
