Cales parallèles de fraisage

[j.f.]

Bonsoir,
aujourd'hui, j'ai décidé de faire mes propres cales de fraisage. C'est cher pour ce que c'est, et les dimensions que j'ai pu trouver ne me conviennent pas vraiment.

Pour un étau Soba de 75 mm. Voir Un étau étau... nant

Les résultats ne sont pas mirobolants, mais acceptables pour ce que j'en ferai.

Découpe de sections d'acier étiré, par paires. De 7.5 mm à 32.5 mm pour faire des cales s'échelonnant de 5 à 30 mm par incréments de 2.5 mm. 60mm de large, 4 mm d'épaisseur.

Elles sont faites non par fraisage, mais par tournage en mandrin 4 mors indépendants. Après vérification de la planéité de la face avant du mandrin bien sûr. Il y a 2.5 mm à enlever sur chaque paire de cales. Dressage sur un côté, ébavurage, nettoyage soigneux des cales et du mandrin, reprise sur l'autre face après rotation selon les deux axes possibles (compensation du défaut de planéité du mandrin, très faible en fait), positionnement et serrage avec massette plastique, et on continue, en enlevant d'abord 0.5 mm, puis 0.25 sur chaque côté pour finir . L'outil de tournage est réglé de façon parfaite pour ne laisser aucune pinule au centre. L'outil s'use assez vite car travaillant avec chocs. Ils faut régulièrement changer son angle pour retrouver une partie intacte de son rayon de courbure.

Contrôle sur marbre, la paire de cales étant tenue serrée entre deux "1-2-3 blocks". Vérification de l'égalité des hauteurs et du parallélisme par rapport au marbre. La lecture dépens beaucoup de l'état de surface.

Donc, une feuille de papier de verre grain 320 est posée sur le marbre, et la tranche de chaque cale est frottée en utilisant un "1-2-3 block" comme guide pour rester bien d'équerre. En observant les traces, on constate que les extrémités sont un poil plus hautes que le centre (normal, c'est dans ces zones que les chocs mettent à rude épreuve la médiocre rigidité de la machine).

En fin de compte, et snas forcer, les cales passent le test du comparateur avec l'aiguille restant dans une seule division (+- 0.005 mm).

Autre test : un "1-2-3 block" posé sur deux cales : permet de mettre en évidenc le défaut de parallélisme ; en appuyant de haut en bas, les cales ne devraient pas pouvoir bouger. En pratique, il y a une rotation possible, légère, de chaque cale, en frottement doux... +-0.005 mm semble être le maximum accceptable pour des parallèles !

Les cales les moins hautes devront être réalisées par fraisage, en se servant des plus hautes pour les faire dépasser des mors de l'étau.

C'est très long. Sans pousser la finition au papier de verre (rectif' du pauvre), il faut compter 1/2 heure par paire. Le grattage, je ne le sens pas : la tranche à gratter est trop étroite, je n'arriverai jamais à gratter d'équerre...

Suite demain...

Ebauches : étiré de 4x60 étiré

Cales plus ou moins terminées

"poor man's grinding"

Test en posant un bloc sur les cales pour voir le glissement possible des cales sous le bloc

Contrôle de parallélisme et d'égalité des cales.

Ebavurage avec une petite lime douce. Mordaches en plomb.

Montage en mandrin 4 mors indépendants

 

[phil916]

en voilà des jolie cales pas chères

Pour faire des cales grattées tu peux travailler sur un bloc que tu scies seulement à la fin avec la plus grande délicatesse et à grand renfort d'arrosage, un ébavurage fin des bords fini le travail.

Ceci étant dit tes cales sont parfaitement "grattables", il te faut un petit grattoir lame carbure et... de la patience

Tu peux aller jusqu'à les roder avec tes cales cémentées je pense.

 

[j.f.]

Salut Phil.

J'étais sûr que tu interviendrais.

En fait, les résultats sont assez surprenants.
Pas le temps de détailler maintenant, j'ai passé 5 heures à expérimenter des méthodes, avec séries de mesures, etc.

La précision obtenue avec les cales est supérieure à celle des cales elles mêmes.

Ma culture mathématique et physique me fait préssentir une progression vers une limite qui peut être très précise. Genre développement limité qui converge. Ca fait très longtemps que je me demande comment, partant de machines et d'outils imprécis, on a pu arriver à une très grande précision. J'avais appris (par hasard au décours d'un TP) que l'optique et plus particulièrement l'interférométrie avait été le moteur des maths, de la physique et de l'industrie dans la première moitié du 19° siècle, mais je suis sûr qu'il n'y a pas que ça. J'ai le sentiment de toucher du doigt ce qu'on fait nos aïeux...

Des cales relativement impécises peuvent permettre de caler plus précisément que ce que laisse supposer leur relative précision. A chaque étape ultérieure, on peut gagner un peu. Genre l'histoire des trois plans à gratter pour en obtenir un parfait.

5 heures pour sortir 3 jeux de parallèles supplémentaires...

 

[KY260]

Genre développement limité qui converge.

oh, monsieur veut parler de convergence(je suppose au moins uniforme pour ne pas dire normale) d'un DL vers un DSE.
attention tout de meme au rayon de convergence.
à ce que je vois, nous etions au moins 2 à ne pas dormir pres du radiateur en cours

 

[JKL]

Ma culture mathématique et physique me fait préssentir une progression vers une limite qui peut être très précise. Genre développement limité qui converge. Ca fait très longtemps que je me demande comment, partant de machines et d'outils imprécis, on a pu arriver à une très grande précision. ...

C'est tout simplement dû à la "loi des grands nombres" - mis en application en particulier avec les abrasifs - et à des principes aussi simple que celui des bras de levier. Archimède aurait dit :"donnez moi un point d'appui et je soulèverai le Monde". Il parlait de l'usage des bras de levier. On met cela en application quand on veut faire une route ( un nivellement en général ) avec une "nivelleuse". Cette machine de terrassement dont les essieux sont très éloignés et qui a une lame entre les deux à mi-distance. Si un essieu se soulève sur une bosse, la lame ne se soulève que d'une hauteur moitié. Donc par passe successive on arrive au nivellement voulu.

 

[Thierry_91]

Bonsoir,

juste une petite remarque (qui se veux constructive et pas critique):

Tu vas abimer ton beau mandrin 4 mors en serrant les pièces de cette façon;
en effet les mors ne sont pas faits pour encaisser les efforts dans cette direction et tu risques d'élargir les rainures du mandrin et les mors vont finir par prendre du jeu.

Je ne dis pas que dans ce cas ça va arriver car le serrage n'est peut être pas trop important, mais c'est juste pour le principe.

Cordialement

Thierry

 

[j.f.]

JKL > nivellement ; voilà le mot qu'il me fallait. En effet, avec mes cales de m..de, en les plaçant sous un des blocks et dans l'étau, l'horizontalité est bien meilleure que ce que j'avais supposé. D'une part la pente est faible (grand maxi 0.01 sur 70mm - l'aiguille ne bouge pas ou très peu), mais en plus, quand on mesure sur le marbre, on lit les bosses et les creux, les traces d'usinage, etc. Beaucoup de mesures incohérentes d'ailleurs, du genre parfait au palmer, et n'importe quoi au comparateur. Comme le plan d'appui n'est représenté que par les 3 points les plus élevés... Nivellement selon les deux axes.

Thierry_91 : tu fais bien de me le dire ! J'y tiens, à ce mandrin de 150 mm, tout neuf, que j'ai attendu des mois sur eBay. Je m'en sers finalement plus que des 3 mors. Je n'avais pas fait attention. L'effet de coin à 45°. A priori, l'effort perpendiculaire devrait être égal à l'effort de serrage. Sans compter les chocs pris tous les 180°. Mais c'était juste pour faire les premières cales, nécessaires pour réaliser les autres dans l'étau de la fraiseuse. Je ne le ferai plus, d'autant que j'ai fini par arriver à quelque chose par fraisage. Plus aléatoire, mais plus rapide et meilleur état de surface grâce au porte grain.

J'y pense... Si des cales étaient présentes dans les espaces laissés vides entre mors, elles reprendraient les efforts qui s'annuleraient deux à deux

Les critiques, c'est ce que je cherche, puisque ce n'est pas un exposé sur la façon de s'y prendre (j'en serais bien incapable), mais une liste d'essais et corrections pour essayer d'arriver au résultat souhaité. Toute remarque est bonne à prendre ! C'est le but.

L'étau de fraisage est vérifié ; le plan de référence est à zéro quand les chariots sont déplacés. J'avais déjà vérifié les chariots du combiné, mais pas encore l'étau.

J'ai essayé différentes choses par fraisage. La suite des parallèles peut être réalisée puisque je dispose du minimum vital pour continuer à travailler.

- usinage des parallèles par paires. Mauvais résultat dans tous les cas. Il y en a toujours une qui est biaisée, et pas qu'un peu. Jusqu'à 0.05 mm, autrement dit bonne à jetter. Je n'ai pas relevé laquelle était systématiquement fausse, je verrai demain. Je pense que c'est celle qui est contre le mors mobile. Je nettoie toujours à fond ; je serre en tapant à la massette plastique et en m'assurant qu'après serrage, les cales du dessous ne glissent pas. Résultat = mauvais ! Ensuite, j'essaye avec un cylindre rectifié entre la paire de cales et le mors mobile. Résultat = mauvais. Pas d'effet plaqueur comme espéré. Enfin, remplacement du cylindre par une cale de 0.05 mm appuyant bien sûr uniquement sur les bruts à usiner. En effet, on pourrait penser que les mors serrent les cales "de calage" plus que celle à usiner. Toujours un mauvais résultat. Toujours une bonne cale, et une autre totalement foirée.

- du coup, changement de tactique. Les bruts sont ébauchés ensemble (toujours en retournant à chaque passe, vérifiant, mesurant, nettoyant à chaque passe), mais ils sont usinés séparément pour la passe de finition. Pour la finition, une seule parallèle, et le brut par dessus avec la cale de 0.05 entre elle et le mors mobile. Toujours la massette plastique pour bien plaquer, et vérification que la parallèle ne glisse pas. Et là, enfin, quelque chose de correct. La fraise 2 tailles 4 dents a été remplacée par ma bête à corne maison. L'état de surface est bien meilleur. Encore meilleur en réglant le grain très près de l'axe (moins de chocs et de vibrations par réduction de la vitesse et du bras de levier), et travaillant non pas en repoussant mais en roulant : barbres plus fines, se détachant avec l'ongle, ne bavant pas ; moins de métal arraché. Et là, enfin, un bel état de surface avec un comparateur qui ne bouge pas ou presque pas sur le marbre. La deuxième parallèle est usinée à la suite de la première, sans bien sûr toucher au réglage de la hauteur d'outil, mais en renettoyant tout !

Dans tous les cas, la façon de fraiser n'est pas top. Je crois qu'il vaudrait mieux s'arranger pour que les efforts s'appliquent sur le mors fixe, et non à 90° !!! Mais ce n'est pas possible. J'ai essayé avec la bête à corne, ça claque trop ! En plus, j'ai la certitude que l'axe de broche n'est pas bien d'équerre. Du genre 0.02 à 0.03 mm sur 70 mm, au moins. Il faudra que je mesure. On m'a expliqué (un pro) comment réger ça (papier à cigarette comme cale, etc.), mais je ne le sens pas !

Une fois terminé, chaque jeu de parallèle est vérifié en le plaçant sous un bloc, après nettoyage soigneux de toutes les surfaces, coups de massettes, vérification de l'absence de glissement, et en déplaçant l'étau sous le comparateur. Le pire résultat obtenu avec toutes les paires de parallèles est 0.01 mm sur 70 mm de déplacement. Dans la plupart des cas, l'aiguille ne bouge pas ou de façon imperceptible. C'est largement suffisant pour moi !!! C'est mieux que la fonction fraisage de la machine.

Il m'aura fallu 5 heures pour en arriver là. Le métal utilisé n'est pas agréable. C'est de l'étiré. J'aurais préféré plus dur, genre XC 38 ou 48, mais je n'en ai pas en 4 mm.

Entre hier et aujourd'hui, 8 heures de travail en tout. 7 jeux utilisables, 5 sont encore à faire !

Au bout de cet après midi, de la fumée s'échappe de la tête de la fraiseuse. Le galet tendeur de la courroie est en train de rendre l'âme ! Du coup, nouvelle amélioration à 3 euros pour la machine !

8 heures de travail en tout. 7 jeux utilisables, 5 sont encore à faire !

Plaquette réglée très court, finitions une par une, toujours avec la cale de 0.05.

Serrage en interposant une cale de 0.05 mm. C'est plus logique.

Vérification de la paire grâce à un "1-2-3 block". Bien meilleure précision que les parallèles !

Fraisage par paires avec une fraise 2 tailles.

 

[j.f.]

KY260 > c'est bien loin, tout ça... Et j'en ai fait, des siestes, depuis ! En fait, je me représentais juste la formalisation du problème sous la forme d'une formule de cumul d'erreurs d'usinage et d'incertitudes de mesure dans laquelle l'erreur de rang n (n ième usinage) est une fonction de l'erreur de rang n-1, celle de rang n étant plus petite que celle de rang n-1 (il faut l'espérer). Converge ou converge pas (heureusement que oui) ? Je viens de survoller ça sur Wikipedia. Comment peut-on apprendre des trucs aussi indigestes ? Heureusement que j'ai tout oublié ! Sinon, je serais encore en train d'essayer de calculer au lieu de fraiser.

 

[Thierry_91]

J'y pense... Si des cales étaient présentes dans les espaces laissés vides entre mors, elles reprendraient les efforts qui s'annuleraient deux à deux

Bonsoir,
C'est pas bon non plus car c'est hyperstatique et il n'y a aucune chance de porter partout à la fois...

Cordialement

Thierry

 

[j.f.]

C'est justement la question que je posais...

Bon, c'est fini. 5 heures de mieux. Total 13 heures pour 21 paires de cales !!!

Finalement, le plus simple et le plus précis :
- ébauches par paires, jusqu'à laisser 0.5 mm environ en trop
- semi finition des deux cales, mais séparément, en laissant 0.2 mm
- mesure précise d'une des deux cales, dernier fraisage de la quantité voulue
- la deuxième remplace la première, sans toucher au réglage

Cette fois, bonne précision. Mesure avec le p.a.c. à montre, les becs portant sur toute leur longueur, une fois d'un côté, une fois de l'autre (plus représentatif de ce qu'on attend d'une cale). Résultat : erreur non mesurable entre les extrémités d'une même cale, comme entre deux cales d'une même paire. Sur la hauteur en valeur absolue, j'ai cherché, sur quelques cales, à obtenir exactement la hauteur voulue. Ce n'est pas très important (ce ne sont pas des pseudo cales étalon). Et bien, en gros, sur trois jeux de cales, deux sont exacts dans les limites de ce que permet le p.a.c. (un Etalon). Grand maxi +- 0.01 mm, celle de 10 mm donnant exactement 10 mm ; c'était la première, celle pour laquelle j'ai le plus fignolé. Ca ne veut pas dire que ces cales fassent exactement 10 mm, mais simplement que la valeur visée avec l'instrument de mesure a été atteinte.

Celles réalisées par fraisage se sont avérées nettement plus précises que celles réalisées par tournage. Je m'attendais au contraire...

Un de ces jours, quand j'aurai du plat en XC48 ou équivalent, j'en ferai un autre jeu, un peu plus long.

C'est sûr que ça irait mieux avec une fraiseuse plus évoluée.

J'ai remarqué un truc (je débute... 3 ans seulement) : ça ne sert à rien de serrer l'étau comme un malade. Le seul résultat, c'est que la pièce se soulève et qu'il n'y a rien à faire pour qu'elle se replace.

La machine accepte le fraisage en roulant. Les bords ont été égalisés ainsi une fois, poure voir, par petites passes de 0.3 mm environ. La fraise utilisée est une fraise de qualité industrielle en HSS 8%Co achetée chez un spécialiste ne vendant que de l'outil coupant (forets, plaquettes, fraises, etc.)

Faudrait une boîte, mais je ne sais pas faire ça...

Photo de famille : 11 paires de 7.5 mm à 32.5 mm par incréments de 2.5 mm

Touche finale

 

[Pierreg60]

beau résultat! un petit coup de papier a l'eau sur les surfaces et un chiffon huileux pour éviter qu'elle rouillent c'est terrible!

 

[Thierry_91]

Faudrait une boîte, mais je ne sais pas faire ça...

Bonjour,

Pour la boîte c'est très simple, tu prends une chute de MDF assez épais et tu fraise les empreintes la dedans, ensuite tu places les "blocs" ainsi usinés dans un tiroir, ça te permet un rangement modulaire de tous les accessoires qui peut être réactualisé au gré de tes acquisitions.

Cordialement

 

[CNC_FONTAINE]

Cool, quel boulot !! Elles sont toujours vivantes tes cales ?
Ne faudrait-il pas un traitement thermique ? L'étiré n'a pas une grande dureté.

 

[PUSSY]

Bonsoir,
aujourd'hui, j'ai décidé de faire mes propres cales de fraisage. .........
Elles sont faites non par fraisage, mais par tournage en mandrin 4 mors indépendants. .............nue, en enlevant d'abord 0.5 mm, puis 0.25 sur chaque côté pour finir . L'outil de tournage est réglé de façon parfaite pour ne laisser aucune pinule au centre. L'outil s'use assez vite car travaillant avec chocs. Ils faut régulièrement changer son angle pour retrouver une partie intacte de son rayon de courbure.

Bonjour,
Pour "éviter" le téton au centre ET pour éviter que l'outil ait à usiner au centre (ce qu'il n'aime pas et ce qui l'use), il te suffit de décaler la pièce pour que l'axe de rotation soit en dehors de la pièce.

Cordialement,
PUSSY.[/QUOTE]