Une machine-outil façonne le métal ou le bois en composants finis. Il existe une grande variété de machines-outils différentes, chacune avec un objectif et une méthode d’enlèvement de matière spécifiques. Au fil du temps, ces machines sont passées d’un usage général à un usage hautement spécialisé et, dans une certaine mesure, à un usage général. Le temps a également changé les méthodes de fonctionnement des machines, passant de la mécanique à l’électronique, puis à la commande par ordinateur.
Bien qu’il existe un grand nombre de types de machines-outils différents, quelques-uns sont plus courants que les autres. La raison originale de l’invention de la machine-outil était de couper des filets de vis dans le bois. Cela a été accompli via le tour, un outil qui fait tourner une pièce à usiner à des vitesses très élevées tandis qu’une tête de travail enlève sélectivement le matériau. Les tours sont encore couramment utilisés lorsque la pièce finale a une conception symétrique à son axe de rotation.
Les meuleuses utilisent des têtes de travail hautement abrasives pour gratter le matériau d’une pièce à usiner. Selon le grain de la meule, ce type de machine-outil peut enlever de grandes quantités de matière ou de très petites quantités. Plus la roue est courbée, plus le produit final sera rugueux et plus la machine générera de chaleur. Étant donné que la plupart des processus de meulage génèrent tellement de chaleur, ces machines intègrent souvent un flux de liquide de refroidissement dans la zone d’usinage.
Les fraiseuses ont un outil de coupe intégré. Ces têtes mordent dans le métal pour découper des formes ou des trous. Ce style de machine-outil est souvent assez complexe, car la pièce à usiner nécessite une grande quantité de mouvement par rapport à la tête de coupe. De plus, ce type de machine a souvent la capacité de déplacer à la fois la tête de travail et la pièce à usiner pendant le fonctionnement de la machine, ce qui augmente encore sa complexité.
Les machines-outils d’origine étaient très simplistes en raison des contraintes technologiques de l’époque. Au fil du temps, les outils sont devenus plus complexes et spécialisés. Une machine effectuerait une opération. Cela nécessitait généralement qu’un atelier d’usinage ait plusieurs machines et une personne dont le travail consistait à changer les mèches sur les têtes de travail. Les machines modernes peuvent non seulement changer leurs propres mèches à l’intérieur de la machine, mais elles intègrent souvent une large sélection d’outils différents dans un seul cadre, permettant à une machine de faire le travail de plusieurs.
Les premiers types de machines-outils utilisaient un système d’engrenages et de poulies pour déplacer et travailler le matériau lors de son passage dans la machine. La puissance de ces machines était également mécanique. C’était généralement une roue actionnée par un animal ou de l’eau.
L’utilisation de l’électricité a changé à la fois la méthode d’alimentation des machines et leur mode de fonctionnement. Les machines sont devenues plus compactes et puissantes avec l’inclusion de moteurs électriques et de systèmes de commande numérique (NC). Une machine NC utilisait des cartes perforées préfabriquées ou du ruban perforé pour faire fonctionner les commandes de la machine. Dans la dernière moitié du 20e siècle, ces cartes ont été remplacées par des systèmes intégrés, rendant les machines à commande numérique par ordinateur (CNC).