Choix petite broche d’usinage

[Rinar]

Quand même pas du pure cc. Mais un moteur synchrone de 1000W à 3 ou 4 pôle qui tourne à 9000/12000.

Ce qui s'en rapproche le plus: en 76mm er20.

Mais pas donné, un peu lente et pas d'info sur les roulements.
Je finirais bien par trouver.

 

[dh42]

Elle coute combien celle la ?

pas d'info sur les roulements.

Vu qu'ils la donne pour usinage acier et alu, ça doit être correct comme roulements.

2Nm de couple, c'est énorme comparé aux 0.3Nm d'une 800W VFD ou des 0.9Nm d'une 2.2Kw !!

++
David

 

[Rinar]

Je la voyais plus chère: 250€ avec fdp

Je pense qu'il n'y a qu'une paire de roulement mais avec un axe de 15mm c'est sans doute suffisant.

Mais 6000rpm. J'ai peur que se soit limite pour du 4mm.

Sinon c'est parfait.

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[dh42]

Mais 6000rpm. J'ai peur que se soit limite pour du 4mm.

C'est clair, même avec une Vc de 100m/min (Vc pour l'alu avec fraises HSS) ça ferait du 8000 RPM ... il faudrait trouver la même en 12000 RPM

++
David

 

[dh42]

Re

ceci dit, la Vc donnée pour un matériaux/outil, c'est la Vc maxi à ne pas dépasser sous peine de flinguer l'outil (et avec arrosage), rien n'interdit de descendre en dessous ; pour ma part j'ai déjà usiné de l'alu avec une Vc de 60m/min, voir moins et ça fonctionne parfaitement (ma Z1 est limitée à 2000RPM) .. c'est surtout un pb de rendement, mais si c'est pour du hobby, le rendement tu t'en fiche !

En gros, par rapport aux Vc "industrielles", tu peux déjà réduire de 20% si tu usine à sec .. et encore de 20% si tu veux utiliser V0 au lieu de VE, ce qui est généralement le cas en usinage hobby.

Rien n'interdit non plus d'utiliser des fraises carbure monobloc avec des Vc pour le HSS, ça marche quand même

Et en plus, si tu tournes plus lentement, ça jette moins de copeaux partout !!

++
David

 

[Rinar]

V0, VE?

C'est clair qu'en amateur on ne recherche pas l'optimum du débit de copeaux par heure de temps machine.

Je suis en train de jouer sur ton calculateur. Il est vraiment bien.
On peut sortir des paramètres conseillés et voir l'impact sur le couple ou la fz.
Instructif...

 

[Rinar]

La loi de Taylor sur l'usure des outils

Vitesse de coupe et durée de vie sont liées par une droite.
Donc apparemment pas de soucis à faire ce qu'on veux.

-+

 

[dh42]

V0 (zéro) = vitesse de moindre usure, c'est la Vc qui permet de produire la volume maxi de copeau avant ré-affutage de l'outil (ou remplacement)

VE = vitesse économique, c'est la Vc la plus économique d'un point de vue industriel, c.a.d. un compromis entre un outil qui s'use plus vite qu'en V0, donc plus faible volume de copeau entre 2 affutages, mais qui donne un temps d'usinage plus faible, donc un cout plus faible ; c'est un calcul savant qui dépend du prix de l'outil par rapport au cout horaire d'un usinage. C'est la valeur qui est généralement donnée par les fabricants d'outils. A la louche V0 = VE - 20%

https://cprp.sti-beziers.fr/wp-content/uploads/2016/12/Vc-eco.pdf

VL = vitesse limite, c'est la Vc la plus rapide que l'on peut utiliser sans tuer l'outil, donc vitesse d’exécution maximum mais plus grosse consommation d'outils.

Plus Vc augmente et plus l'outil s'use vite (et plus la puissance nécessaire à l'usinage augmente pour une même section de copeau et même matériau)

On peut sortir des paramètres conseillés et voir l'impact sur le couple ou la fz.

Oui, c'est un bon produit, dommage que la version pro ne soit pas trop donnée, car sur la V gratuite le choix des matériaux est limité.

quelques infos supplémentaires.

FSWizard New Look

Salut, Un petit récapitulatif pour l'utilisation de la nouvelle version de FSWizard (version gratuite) Dans un 1ier temps, régler la vitesse maxi de la broche,

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soft calculator

Bonjour à tous ! On a parlé de ce soft dans mes autres posts ! http://micro100.hsmadvisor.com/?shell_id=247 J'en ouvre un autre pour une question simple, La cas

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Contour et fraisage trochoïdal

Bonsoir à tous !! Voilà, je vais me (re)essayer à l'alu !! J'aurai voulu savoir si le fraisage "trochoïdal " faisait plus "peiner" la fraise qu'un fraisage norm

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Donc apparemment pas de soucis à faire ce qu'on veux.

Oui, tout à fait, on perd peut être un peu en qualité d'état de surface mais ça ne pose pas vraiment de problème en usinage. On est souvent obligé de composer en fonction des perfs de la machine ; ce qui est très important c'est de ne pas descendre en dessous du copeau minimum (Fz trop faible), donc parfois, si la machine ne peut pas avancer assez vite, il convient de réduire Vc pour conserver un Fz correct. Un fz trop faible flingue les outils bien plus vite qu'une Vc trop élevée !! .. et dans l'alu "mou" c'est une cata si Fz est trop faible, les copeaux se ramollissent trop et collent à la fraise, bouchent les goujure et ça casse ! ... Dans le bois c'est pareil, si Fz trop faible, ça surchauffe, ça fait de la poudre et ça brule le bois .. en gros la règle c'est plus la matière est "molle" ou déformable (alu pour extrusion, caoutchouc, bois) plus Fz doit être important, sinon ça ne coupe pas.

un exemple de Fz trop faible dans l'alu mou

Pour exemple, pour le bois, normalement j'utilise une Vc de 350m/min, bien inférieure à ce qui est préconisé avec de "vrais" outils pour le bois, mais avec les fraises que j'utilise (de simple fraises pour l'acier (*)) ça le fait bien. Donc normalement avec une fraise de 3 je devrais tourner à 37000 RPM, donc 24000 vu que ma broche ne vas pas plus vite, et un Fz de 0.03 ; un jour, je me suis raté en réglant la vitesse sur mon vario, qui n'affiche que 4 chiffres et j'ai réglé à 2400 RPM au lieu de 24000 (soit une Vc de 23m/min) ... sans toucher à l'avance bien sur donc au final mon usinage s'est fait à 2400 RPM avec un Fz de 0.3 ... aucun problème si ce n'est que j'ai passé plusieurs minutes à me demander pourquoi subitement ma broche ne faisait presque aucun bruit avant de comprendre ... mais ça coupait parfaitement !

(*) si j'utilise des fraises pour l'acier, c'est une question de tarif ; à Ø égal et en outil de bonne qualité, la fraise carbure de 8 pour l'acier traité coute 16€, la même pour le bois ... presque le double !!! et la fraise pour le bois dégage si tu as le malheur de toucher une vis de fixation de la pièce (vis agglo) alors que la fraise pour l'acier coupe la vis et continue sans broncher !!

Voila ce que j'utilise pour le bois. (érable, noyer, chêne)

https://www.metiers-et-passions.com/fraise-carbure-monobloc-queue-cylindrique-4-dents-8-mm/fanocarb-04L14053/SF-ID-00040906/ref-10895.html

14000 RPM (Vc = 352) - Fz 0.09 (avance = 5000 mm/min avec une 4 dents) je prends des passes de 6 à 8mm en pleine matière, avec un engagement de 40%

Je ne peu guère allez au delà de 5000mm/min sans risques avec ma machine (en usinage avec fortes passes)

++
David

 

[Rinar]

Bonjour David,

Tu as parfaitement résumé la situation et bien précisé les impacts des compromis qu'on doit faire sur chaque machine.
Il y a un trou dans l'offre de moteur 3 et 4 pôles qui sont chers et moins productifs.
Il va falloir faire avec.... Prendre son temps et bien chercher au fond des catalogues.

Et attendant de trouver la broche idéale, je pense me dépanner. J'ai retenu ces 4 moteurs 4 poles:

Un broche 600W 9000rpm 0.65Nm 48V à 76 Euros
Il y a aussi une nouvelle version en 310V mais il faut que j’achète un nouveau contrôleur tri 310V: 200 Euros.
Le seul défaut de ces broches est la qualité des roulements. On est plus dans la gravure que le fraisage.

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C'est d’ailleurs le même contrôleur que la broche 900W 2NM à 6000tr/min ER20.
Là on a un problème de vitesse, mais les 2 Nm sont séduisant...
On imagine des roulements plus costaux que les précédents -> 250 euros

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Et pour finir cette broche carré un peu mystérieuse de 600W 12000rpm 0.55Nm avec des allures de broche HF mais je soupçonne ce soit une driver bldc.
C'est un moteur 4 poles avec un roulement de 15mm à l'avant. Ce qui pourrait la situer entre les deux précédentes, et malheureusement en er11 ce qui confirme son positionnement plus gravure que fraisage fin.
Son prix est ridicule -> 150 euros avec la VFD

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[dh42]

Re

Choix difficile ! .. c'est vrai que la 2Nm parait tentante.

++
David

 

[pascalp]

Ce qui me plait moyen-moins, c'est que c'est un porte-pince rapporté sur l'axe du moteur. Bon, ça peut arriver à tourner rond, mais ça indique clairement un moteur avec un détournement de fonction pour en faire une broche de fraisage. Je crains que du fait, les roulements ne soit pas à la hauteur.

Je vais peut-être prendre une broche pour la 3018 que je vais recevoir. C'est le même système de pince rapportée, mais je n'envisage pas la même utilisation, ce sera bois et matériaux tendres (même si par curiosité je teste l'alu). La 1610 est une bonne surprise quand à sa rigidité mais la surface de travail est un peu petite pour les projets à venir.

De bien belles broches, mais rapidement les prix deviennent astronomique. J'y ai retrouvé l'équivalent de ma 400w !
https://ugracnc.com/store/cnc-spindles?limit=60

 

[dh42]

De bien belles broches, mais rapidement les prix deviennent astronomique. J'y ai retrouvé l'équivalent de ma 400w !

Oui, ce sont les GMT dont on parlait plus haut, j'ai celle la:

GMT Air Cooled CNC Spindle 0.8 kW 220 V 24000 RPM S

GMT Air Cooled CNC Spindle 0.8 kW 220 V 24000 RPM S Air Cooled Spindles

ugracnc.com

(roulements céramique)

A l'époque elles étaient vendues par Arc Euro Trade (UK) sous le sigle AET, mais c'est quasiment aussi cher que du ELTE ou du Mekatron !

++
David

 

[Rinar]

Oui, tu avais mentionné la mauvaise qualité des mandrin plus haut. Perso, je les changes immédiatement pour de l'er16 chinoise mais de qualité supérieure. Avec je prends aussi les meilleures pinces. Je n'ai aucun battement au comparateur, que ce soit dans le cône ou sur la queue.Ça ne marche pas à tous les coups, je dois parfois recommander un diamètre qui ballote. Évidemment, il faut que l'axe de broche soit bon au palpeur...

Concernant les roulements des broches 3018, je vois bien les limites. j'en ai une le bide à l'air devant moi et on à deux roulements de patins à roulettes en 8mm et 10mm. Dans la qualité d'origine, après une vingtaines de découpe de 10mm, il faut plus mettre de petits foret.

Je file regarder tes broches..

 

[Rinar]

Celle ci en er20 12000rpm 750w.
C'est un 2 pôles en 200hz
4,3kg
Prix en conséquence

GMT Air Cooled CNC Spindle 0.75 kW 220 V 12000 RPM S

GMT Air Cooled CNC Spindle 0.75 kW 220 V 12000 RPM S Air Cooled Spindles

ugracnc.com

Ils vendent aussi des kits radiateurs pour les pompes à eau du refroidissement. Tu peux overclocker ta broche si tu te traine trop à 30000.

 

[dh42]

C'est clair que c'est pas donné .. et il faut payer le vario en plus ! ... et, par expérience, tout ce qui viens des USA, ça pique très fort en frais de port !!!

Chez Elte, ils ont des broches VFD avec vario intégré (celles avec le bloc rouge), mais la aussi ce n'est pas donnée ... et tout en 24000 tr (sur ce site en tout cas)

Elte

CNC-Tools - Industrie Quality for the hobbyclass

www.sorotec.de

++
David

 

[pascalp]

Au fait, sur la broche qui n'a pas de refroidissement ni air, ni eau. Il serait judicieux de prévoir un ventilo externe, un modèle venant d'un PC serait pas mal. De toute manière.

Sur la 1610, j'ai résolu le problème avec une solution mixte, une broche ER11, avec de bons roulements, entrainée par le moteur 24v/20000trm.

 

[Rinar]

Je n'avais pas pensé au refroidissement. Effectivement, avec 900w....

Je regarderais justement l'option courroie.
Ici un Frankenstein à 5 roulements sur un axe de 10mm.

Ça doit être possible de partir sur un axe er16 de 15mm avec 4 roulements dont 2 contacts obliques.

Ça reste encombrant, mais on gagne une boîte de vitesse.

Et la courroie, je maîtrise pas trop...

 

[Rinar]

Bonjour,

Pour compléter ce fil, j'ai terminé le projet d'axe Z avec changement rapide de broche avec queue d'aronde astro.

Je n'ai pas un recule énorme, mais c'est fonctionnel et pratique. La broche se démonte facilement et et se replace parfaitement. Pas de problème de rigidité.

Pour la broche, je suis toujours en recherche/réflexion...
J'ai envie d'essayer la solution courroie de @pascalp. Je m'oriente vers un bloc du même format avec 2 ou 4 roulements des series 7000...

Pour l'anecdote: J'ai mis des wattmettres sur les alimentations moteurs et broches. Lors de de l'usinage de l'axe Z, je n'ai jamais dépassé les 200w pour la broche et 100W pour les axes.

A suivre...

 

[pascalp]

Pour les roulements, j'envisage de monter une broche ER16 queue de 10mm avec des roulements double oblique NACHI 5200ZZ que j'ai en stock.
Le seul problème, relatif, que j'ai est qu'ils sont limités en vitesse maxi dans les 16000tr/mn.

 

[Rinar]

C'est les roulements que j'ai mis sur mes vis à bille dans la version étanche lubrifiée à la graisse.
Je les ai testé à 12000 tour/min, et chaque roulement consomme presque 10W.
Graisse + Précontrainte => Ca chauffe vite .
Hormi la vitesse, ces roulements sont une belle amélioration si tu avais des roulements droits.

De mon coté, je pense prendre des roulements de broche des series 7000, 7200, 7300.
Ils sont fait pour ca, assez commun et pas trop cher.
Pour l'axe ER16, selon le montage final entre 12 et 16mm.

Là, je cherche un moyen de faire le montage.
Je n'ai pas de tour, donc il faut que je trouve un truc tout fait et pas trop cher qui s'accorde avec les roulements.
J'hésite encore sur la configuration: droit ou courroie.

Bref, c'est assez flou...

 

[pascalp]

A voir si tu trouves dans tes dimensions.
Pour un montage vite fait de test, je me suis servi de 2 tubes (19interne,22externe) et (22interne,25externe) coupés à longueur, emmanchés pour faire une broche pour les roulements en 22externe (708A oblique).
Mon premier montage avec les roulements directement tenu par le PLA prenait rapidement du jeu à cause de la chaleur de fonctionnement.

 

[Rinar]

Oui, j'ai regardé les tubes. Et je n'ai pas trouvé de solution simple au niveau des côtes, des tolérances, de l'assemblage.

Pour le moment je m'oriente vers des paliers tout fait. Les BK par exemple, acceptent les roulements de la série 7000 avec un montage propre pour régler la précontrainte. Le montage est assez simple.

Je partirais sur un montage en X en tête avec un BK surdimensionné de 20mm, en mettant deux roulement à contact obliquers 7000. En queue, un palier flottant avec un roulement droit.

Le tout fixé sur une plaque...

En BK20, ça me paraît suffisant gros à l'oeil. 100mm de large et 60mm de haut.

Avec 2 BK20, je peux aussi faire un montage équivalent à ce qu'on trouve sur des broches 5kw.

Je n'ai pas encore regardé les prix....