Construction de ma machine CNC pour usiner l'aluminium

[arba]

En parlant de béton, puisque la machine prévue est très petite et l'alu fort cher, j'étudierais la possibilité de faire la structure entièrement en béton haute performance. Par exemple avec ça: Nanodur

Juste une suggestion...

 

[jack691-]

Bonjour,
Ta structure n'est pas optimisée, l'erreur a été de s'inspirer de la structure d'un bâti à portique mobile
qui n'est pas adapté à celle d'une table mobile.
Si tu positionnes tes rails dans l'espace en fonction des courses souhaitées, les patins positionnés sur les points de Airy des surfaces.
https://www.engineeringnotes.org/metrology/airy-points-and-bessel-points/
https://en.wikipedia.org/wiki/Airy_points
Exprimé autrement:
un parallélépipède représentant le plus grand volume de pièce
une table sous le parallélépipède
4 patins sous la table aux 4 points de Airy
2 rails sur le patins avec un longueur correspondant à la course de la grande longueur du parallélépipède le Y
la broche avec un fraise, positionné au coin du parallélépipède
la platine de broche avec ses 4 rails (oui les rails bougent avec la broche !)
les 4 patins de ces rails sur la platine qui supporte les 4 patins du X
les rails du X avec la bonne longueur
les 4 poutres des 8 patins qui restent en l'air
que tu relies entre elles avec le chemin de plus court, en optimisant la rigidité, tu aboutis toujours un peu à la même
forme de bâti, que ce soit en béton ou en profilés assemblés, c'est à dire 2 cadres emboîtés et une croix en vue de dessus
Observe les structures des gros routeurs pro à table mobile constitués de gros tubes rectangulaires.

Tout ce que tu rajoutes n'est que de la cartérisation légère.
Il faut faire aussi abstraction de la table sur laquelle sera posé (3 points) la machine ou alors il faut
dès maintenant l’intégrer à l'étude de la structure pour qu'elle contribue à la rigidité de l'ensemble.

https://www.usinages.com/threads/fraiseuse-cnc-3-axes-en-mecano-soudee-de-paul.97495/


Voir la pièce jointe 443749

Voir la pièce jointe 443750

Merci je vais étudier ta proposition, je vais réfléchir a tout ça. Une structure en profilé d'acier mécano soudée serait moins cher et beaucoup plus rigide.

En parlant de béton, puisque la machine prévue est très petite et l'alu fort cher, j'étudierais la possibilité de faire la structure entièrement en béton haute performance. Par exemple avec ça: Nanodur

Juste une suggestion...

Très bonne idée, pourquoi pas faire une structure en acier mecano soudée comme les images au dessus et remplir l'intérieur des profilés avec du béton pour décupler le poids du châssis.

 

[MCrevot]

Bonjour,
Un exemple de cnc en profilés Motedis sur mon site (ma signature), j'usine très régulièrement du 2017, fraise de 3 à 6, passes jusqu'à 1 mm.

Michel

 

[gomax69]

Si je peux me permettre une remarque, j'ai l'impression que tu perds de vue ton objectif avec son cahier des charges.

Tu as indiqué un prix maxi de 1500euro, avec ta nouvelle structure tu est bien au delà je pense. Une structure béton pourquoi pas mais c'est complexe à réaliser et les résines sont chères. Un châssis soudé c'est bien si on a déjà de quoi souder.

A force de rajouter des éléments pour rigidifier le prix augmente très vite et au final c'est trop cher donc on abandonne. Et c'est très difficile de revenir sur une structure simple quand on a passé du temps sur l'étude d'un truc beaucoup plus massif, on a l'impression que ça ne suffira pas.

Donc je te proposes de revenir sur le cahier des charges en indiquant précisément les BESOINS et pourquoi pas les envies aussi.... C'est mieux d'avoir une machine qui nous plait.

Enfin sur la méthode : Tu fais de petites corrections quand on soulève une inquiétude sur un détail et c'est très bien.... mais au final à force de petites corrections l'ensemble n'est plus cohérent.



Pour améliorer tout ça je te propose de regarder rapidement ce que sont les "moments quadratiques". C'est assez complexe à aborder sans cours avec un prof donc les formules et calculs tu peu oublier. Par contre ça permet d'expliquer pourquoi tu peux facilement déformer une règle en plastique dans un sens et très peu dans l'autre. En fait c'est la répartition de la matière qui est important, c'est applicable à toutes les pièces et au châssis d'une cnc aussi.
Donc en me basant sur ces fameux moments quadratiques je peux te dire que ton axe X sera bien costaud pour les efforts verticaux mais vraiment moins bon pour les efforts horizontaux dans le sens de l'axe Y. De la même façon la "base" sera bien rigide pour les efforts verticaux mais moins bonne pour les efforts horizontaux dans le sens de l'axe X.

En conclusion : la nouvelle structure est chère, difficile à ajuster pour avoir de bon alignement et pas exceptionnelle pour la résistance.
Pour moi la meilleure version pour le moment c'est c'est de la réponse 34/36 page 3 de ce sujet même si il y a quelques trucs à optimiser. La structure de MCrevot est très bien aussi pour un portique mobile, en la modifiant à peine peu tu peux avoir un portique fixe très très bon qui ressemblerai finalement pas mal à ma structure.

Euh ça c'est vraiment pas très costaud, surtout si c'est de l'alu ça va clairement fléchir.

 

[Alainb33]

clairement à ce tarif , tu risque pas grand chose ,
tu a des vidéos ou on la voit usiner de l'alu ?
[edit]
ok j'ai trouvé sur Youtube , en effet pas la peine de s'emmerder à mon avis

 

[jack691-]

Si je peux me permettre une remarque, j'ai l'impression que tu perds de vue ton objectif avec son cahier des charges.

Tu as indiqué un prix maxi de 1500euro, avec ta nouvelle structure tu est bien au delà je pense. Une structure béton pourquoi pas mais c'est complexe à réaliser et les résines sont chères. Un châssis soudé c'est bien si on a déjà de quoi souder.

A force de rajouter des éléments pour rigidifier le prix augmente très vite et au final c'est trop cher donc on abandonne. Et c'est très difficile de revenir sur une structure simple quand on a passé du temps sur l'étude d'un truc beaucoup plus massif, on a l'impression que ça ne suffira pas.

Donc je te proposes de revenir sur le cahier des charges en indiquant précisément les BESOINS et pourquoi pas les envies aussi.... C'est mieux d'avoir une machine qui nous plait.

Enfin sur la méthode : Tu fais de petites corrections quand on soulève une inquiétude sur un détail et c'est très bien.... mais au final à force de petites corrections l'ensemble n'est plus cohérent.



Pour améliorer tout ça je te propose de regarder rapidement ce que sont les "moments quadratiques". C'est assez complexe à aborder sans cours avec un prof donc les formules et calculs tu peu oublier. Par contre ça permet d'expliquer pourquoi tu peux facilement déformer une règle en plastique dans un sens et très peu dans l'autre. En fait c'est la répartition de la matière qui est important, c'est applicable à toutes les pièces et au châssis d'une cnc aussi.
Donc en me basant sur ces fameux moments quadratiques je peux te dire que ton axe X sera bien costaud pour les efforts verticaux mais vraiment moins bon pour les efforts horizontaux dans le sens de l'axe Y. De la même façon la "base" sera bien rigide pour les efforts verticaux mais moins bonne pour les efforts horizontaux dans le sens de l'axe X.

En conclusion : la nouvelle structure est chère, difficile à ajuster pour avoir de bon alignement et pas exceptionnelle pour la résistance.
Pour moi la meilleure version pour le moment c'est c'est de la réponse 34/36 page 3 de ce sujet même si il y a quelques trucs à optimiser. La structure de MCrevot est très bien aussi pour un portique mobile, en la modifiant à peine peu tu peux avoir un portique fixe très très bon qui ressemblerai finalement pas mal à ma structure.


Euh ça c'est vraiment pas très costaud, surtout si c'est de l'alu ça va clairement fléchir.

enfin un message constructif, merci

je compte bien rester sur ma structure et voir ce que je peut faire pour enlever de la matière tout en essayant de garder de la rigidité. Par contre je galère pour comprendre ce passage :

Donc en me basant sur ces fameux moments quadratiques je peux te dire que ton axe X sera bien costaud pour les efforts verticaux mais vraiment moins bon pour les efforts horizontaux dans le sens de l'axe Y. De la même façon la "base" sera bien rigide pour les efforts verticaux mais moins bonne pour les efforts horizontaux dans le sens de l'axe X.

 

[gaston48]

message constructif

merci !

 

[MCrevot]

Doc très intéressant, mais un peu raide pour notre ami !

@jack : retiens que la déformation en flexion d'une poutre est inversement proportionnelle à son moment quadratique donc plus ce moment est important, moindre sera la déformation ; tu trouveras ces moments sur le site de Motedis, et tu verras que les profilés 80x80 et bien mieux encore, 80x160, sont vraiment performants.
Michel

 

[jack691-]

Doc très intéressant, mais un peu raide pour notre ami !

@jack : retiens que la déformation en flexion d'une poutre est inversement proportionnelle à son moment quadratique donc plus ce moment est important, moindre sera la déformation ;
Michel

Merci mais j'ai rien compris, encore moins la doc en anglais

 

[MCrevot]

Il faut tout de même un peu chercher à comprendre ...

Tu veux faire une machine qui va se déformer sous les efforts ; les différents composants de ta machine vont plier ; en première aproximation, ces composants peuvent être assimilés à des poutres, qui plient quand on tire dessus, c'est vraiment nocif ; cette déformation dépend de l'effort, et de l'aptitude de la poutre à résister à cet effort ; cette déformation dépend directement du moment quadratique de cette poutre : elle est proportionnelle à l'effort, et inversement proportionnelle au moment quadratique ; donc évalue l'effort, et renseigne toi sur le moment quadratique (motedis); après, une multiplication, et une division.

Bon, je te laisse méditer.

Michel

 

[stef1204]

Merci mais j'ai rien compris, encore moins la doc en anglais

Ben faut apprendre l'Anglais

 

[jack691-]

Bonsoir

J'ai retravaillé mes plans pour enlever du superflue en gardant un max de rigidité, j'ai réussi à tomber à environ 450€ pour le châssis avec le plateau de 500x300 (qui coute 70€ fdp inclus pour de l'alu, mais je vais voir si je trouve pas une solution localement, il y a sûrement une entreprise qui a une tôle d'alu ou d'acier moins cher)

Voici la liste des achats

chassis 450
rail 210
vab 140
spindle 1.5kw + vfd 180
kit nema 23 + drivers + alim + carte usb 150

total 1130€

il faut savoir que je suis parti du du HGR20 pour les rails (https://fr.aliexpress.com/item/Livr...007.13438.100207.0&scm_id=1007.13438.100207.0), c'est un peu plus gros, du coup l'écart avec la vab et les patins est de 15mm (et non plus de 17mm) donc une petites plaque de 40x80x15 sur chaque patins et ça sera bon.

je fixerais les rails directement sur le profilé 45x90 de motedis, je vais utiliser une planche en bois pour renforcer à l'arrière des profilés de l'axe X & Y. j'ai viré le profilé du plateau, je gagne 20mm, et la fixation sera faite avec des trous taraudés, je ferais directement avec la fraiseuse (et je l'utiliserai aussi pour aplanir le plateau)

il y a deux petites barres de profilé entre les profilés des rails pour fixer les support BK/BF, pour le BK12 (à droite) seul deux trous pourront su fixer sur le profilé car il y a une seule rainure (c'est du 45x45)

vous pensez quoi d'une fixation du rail de l'axe X sur le haut du profilé ? je pense que ça pourrait renforcer la rigidité de l'axe X et réduire la déformation des patins

hs : sinon gomax tu en est a où pour ta machine? ça fait un mois que tu ne donne plus de nouvelle

 

[Christian67]

Bonjour,

Pour la fixation du rail du Y en haut, l'idée est bonne, mais selon moi, il faut renforcer l'équerrage entre le plateau du Y et la plaque des patins. Soit y placer deux équerre, soit mettre un morceau de profilé pour faire la liaison.
Il manque des cales entre les patins et le plateau du Z ou plutôt sous les rails du Z, car là, ça ne va pas.
Tu as aussi les profilés supports des paliers de la VaB du Y qui sont mal placés.
Une question : les 2 plaques qui servent de support de la poutre Y sont elles plus ou moins chères que les profilés qui les supportent ? (les profilés extérieurs du X). Si plus chères, pourquoi pas remplacer ces plaques par du profilé ? Certes, ça augmente la largeur de l'ensemble, mais que d'un coté, puisque de l'autre il y a le moteur du Y. Je pense que se serait plus rigide. Du coté du moteur, une découpe une peu plus grande que le moteur dans les profilés, et une petite plaque vissée dessus pour y fixer le moteur te donnerait une marge de réglage.
Dans la même idée, je remplacerait la plque qui se trouve à l'arrière de la poutre Y par un bout de profilé qui ferait la liaison entre les deux profilés du Y. Plus rigide.
Pour le X, puisque tu dois mettre 15mm entre les patins et le plateau, pourquoi ne pas mettre un plat de 15 entre les rails et les profilés, et les patins directement sur le plateau ? Les rails poserait beaucoup mieux pour la même cote finale. Tu peut faire la même chose (avec du plat de 10) pour le rail supérieur du Y, si tu reste sur la solution du rail par le haut pour le Y. Meilleure assise du rail.

Christian.

 

[franck67]

juste un truc qui a une grosse incidence sur la conception et que tu ne prend pas en compte dans ton dessin ( ou alors j'ai pas vu ) : hauteur de palier + rail < hauteur bk12 ;

 

[Jmr06]

Bonjour
.
Une petite contribution à la structure.

Par ailleurs, le support fixe de la vis à bille (donc coté moteur) doit être rigide dans l'axe de la vis. Je relierais donc le profil support avec la plaque d'extrémité, pour augmenter la raideur entre la vis à bille et le portique.
Enfin, la table est bien trop mince, AMHA. Je ne sais pas si tu rajoutes des profilés par dessus (pour les fixations des pièces, comme sur des vus précédentes) , ou si tu la rigidifies par dessous. Moi, je la ferai simplement plus épaisse.
De manière générale, il faut bien vérifier le chemin des efforts, de la pièce à la fraise, et cela selon les 3 directions. C'est pour cela que je pense qu'il faut relier plus directement les longerons support de rails au portique, car tout passe par le portique.
Si non, cela se présente pas mal, cette machine. Bonne suite pour ton projet.

 

[jack691-]

Merci du votre feedback, j'ai travaillé toute la journée sur le plan

Pour la fixation du rail du Y en haut, l'idée est bonne, mais selon moi, il faut renforcer l'équerrage entre le plateau du Y et la plaque des patins. Soit y placer deux équerre, soit mettre un morceau de profilé pour faire la liaison.

juste un truc qui a une grosse incidence sur la conception et que tu ne prend pas en compte dans ton dessin ( ou alors j'ai pas vu ) : hauteur de palier + rail < hauteur bk12 ;

biensûr plusieurs fixations du châssis seront faites avec cette cornière en acier https://www.bricoman.fr/corniere-acier-lamine-a-chaud-40x40-l200cm.htm je règlerais le décalage des support de la VAB demain. Je bosse actuellement avec mon vieux portable car je suis pas chez moi, et le logiciel rame.

Il manque des cales entre les patins et le plateau du Z ou plutôt sous les rails du Z, car là, ça ne va pas.
Tu as aussi les profilés supports des paliers de la VaB du Y qui sont mal placés.

en effet je vais corriger ça

Une question : les 2 plaques qui servent de support de la poutre Y sont elles plus ou moins chères que les profilés qui les supportent ? (les profilés extérieurs du X). Si plus chères, pourquoi pas remplacer ces plaques par du profilé ? Certes, ça augmente la largeur de l'ensemble, mais que d'un coté, puisque de l'autre il y a le moteur du Y. Je pense que se serait plus rigide. Du coté du moteur, une découpe une peu plus grande que le moteur dans les profilés, et une petite plaque vissée dessus pour y fixer le moteur te donnerait une marge de réglage.

c'est une bonne idée ! en plus c'est moins cher de 10€. pour le coup j'ai aussi fait la même chose pour l'axe Y. pour le trous du moteur nema, j'avais pensé à percier un trou avec une scie clothe 50mm directement dans le profilé, mais je continuer à réfléchir la dessus. ton idée est sympa.

Pour le X, puisque tu dois mettre 15mm entre les patins et le plateau, pourquoi ne pas mettre un plat de 15 entre les rails et les profilés, et les patins directement sur le plateau ? Les rails poserait beaucoup mieux pour la même cote finale. Tu peut faire la même chose (avec du plat de 10) pour le rail supérieur du Y, si tu reste sur la solution du rail par le haut pour le Y. Meilleure assise du rail.

c'est plus simple d'y fixer directement sur les rails et ça me fait des économies de matière.

Par ailleurs, le support fixe de la vis à bille (donc coté moteur) doit être rigide dans l'axe de la vis. Je relierais donc le profil support avec la plaque d'extrémité, pour augmenter la raideur entre la vis à bille et le portique.

j'ai remplacé le profilé 45x45 par du 45x90, et l'arrière sera supporté avec une blanche.

Enfin, la table est bien trop mince, AMHA. Je ne sais pas si tu rajoutes des profilés par dessus (pour les fixations des pièces, comme sur des vus précédentes) , ou si tu la rigidifies par dessous. Moi, je la ferai simplement plus épaisse.

j'ai augmenté à 20mm

De manière générale, il faut bien vérifier le chemin des efforts, de la pièce à la fraise, et cela selon les 3 directions. C'est pour cela que je pense qu'il faut relier plus directement les longerons support de rails au portique, car tout passe par le portique.

Le liaison entre les longerons support de rails et le portique se fait déjà via les profilés avant/arrière non ?

Voici mes nouveaux plans, j'utilise principalement du profilé lourd de 180x45 ou 90x45

renforcement de la poutre avec 5 profilé 45*90 et une planche

fixation de la poutre au milieu des flans (je pense que ça sera mieux qu'à l’extrémité des flans comme dans les plans précédents, à vous de confirmer)

Voir la pièce jointe 445098

je pense faire mieux, le support sera de 90x45 au lieu de 45x45, fixé au profilés qui supportent les rails et à la planche par le bas :

vous pensez quoi de remplir les creux de tous les profilés pour les alourdir avec, par exemple, du béton ? comme je le vois dans cette vidéo :

 

[sebastian]

Bonsoir Jack,
pourquoi avoir des montants latéraux de chassis plus hauts que le plateau mouvant en X ?
pour que les copeaux s'y coincent plus facilement ?
en plus ce ne sera pas très pratique pour fixer le brut… et que dire d'un étau…!
Pour le béton dans les profilés, pourquoi pas ; certain montages sont remplis de résine = poids + résistance.

 

[el patenteux]

Calcul combien de grammes de béton peut rentrer dans ces maigres espaces............completement inutil dans ce cas-ci a mon avis

 

[Christian67]

C'est beaucoup mieux selon moi, mais pourquoi ne pas avoir retenu l'idée de Jmr06, qui est de relier les profilés supportant les rails du X au profilés extérieurs ?
Tu as un contour de châssis plus rigide que le support du X, et tu ne prends pas appui dessus. C'est dommage. Ca ne te couterai que 4 petites longueurs de profilé, posés transversalement par rapport aux autres (si l'espace ne correspond pas à une largeur de profilé du commerce).

Et tes renforts entre les deux poutres du Y, c'est bien, mais trop près des paliers, et l'écrou de la VaB ne passe plus....

Christian.

 

[arba]

Tu comptes fixer comment les empilements de profilés alu ensemble ?

 

[jack691-]

Bonsoir Jack,
pourquoi avoir des montants latéraux de chassis plus hauts que le plateau mouvant en X ?
pour que les copeaux s'y coincent plus facilement ?
en plus ce ne sera pas très pratique pour fixer le brut… et que dire d'un étau…!
Pour le béton dans les profilés, pourquoi pas ; certain montages sont remplis de résine = poids + résistance.

pour améliorer la rigidité des flans du portique, avant j'avais du 45x90 mais c'était pas costaud.

C'est beaucoup mieux selon moi, mais pourquoi ne pas avoir retenu l'idée de Jmr06, qui est de relier les profilés supportant les rails du X au profilés extérieurs ?
Tu as un contour de châssis plus rigide que le support du X, et tu ne prends pas appui dessus. C'est dommage. Ca ne te couterai que 4 petites longueurs de profilé, posés transversalement par rapport aux autres (si l'espace ne correspond pas à une largeur de profilé du commerce).

Et tes renforts entre les deux poutres du Y, c'est bien, mais trop près des paliers, et l'écrou de la VaB ne passe plus....

Christian.

je pensais plutôt mettre du profilé de 90x90 fixé sur les flans avec deux poutres en les deux

pour l'écrou de la vab il passera sans problème

Tu comptes fixer comment les empilements de profilés alu ensemble ?

je vais principalement utiliser des cornières en acier de 40x40 https://www.bricoman.fr/corniere-acier-lamine-a-chaud-40x40-l200cm.html pour faire des équerres longues, et du motedis comme par exemple :
https://www.motedis.fr/shop/Profile...e-dassemblage-90-Rain-10-B-Typ::99999633.html
https://www.motedis.fr/shop/Profile...aque-dassemblage-45-R10-B-Type::99999360.html

 

[Christian67]

Ok pour les profilés du X, sauf que sur ton dernier dessin, les rails ne sont plus en face des rainures des profilés. Il faut les écarter un peu.
Quand je parlais de l'écrou de la VàB qui ne passait pas, c'était celui du Y.

Christian.

 

[jack691-]

Ok pour les profilés du X, sauf que sur ton dernier dessin, les rails ne sont plus en face des rainures des profilés. Il faut les écarter un peu.
Quand je parlais de l'écrou de la VàB qui ne passait pas, c'était celui du Y.

Christian.

je vais affiner mes plans et régler tout ça. Pour l'écrou de la vis à bille de l'axe Y il passera sans problème car comme l'axe x les supports bk12/bf12 sont fixés au même niveau que les rails. Voir le schéma que j'ai mis au-dessus

 

[Christian67]

je vais affiner mes plans et régler tout ça. Pour l'écrou de la vis à bille de l'axe Y il passera sans problème car comme l'axe x les supports bk12/bf12 sont fixés au même niveau que les rails. Voir le schéma que j'ai mis au-dessus

Oui, mais avec les renforts que tu as mis, les paliers sont "noyés" dedans et l'écrou et pris au piège entre 2 renforts.

Christian

 

[jack691-]

Oui, mais avec les renforts que tu as mis, les paliers sont "noyés" dedans et l'écrou et pris au piège entre 2 renforts.

Christian

ça posera pas de problème car il y a de la marge

 

[Christian67]

J'abandonne...
Regarde bien ta poutre Y avec les paliers et la vis à billes, tu comprendra... Sinon, tant pis, j'aurais essayé.

Christian

 

[jack691-]

J'abandonne...
Regarde bien ta poutre Y avec les paliers et la vis à billes, tu comprendra... Sinon, tant pis, j'aurais essayé.

Christian

Désolé mais j'ai retourné le plan dans tous les sens je vois pas où ça cloche

Regarde toi même, peut tu mettre un cercle rouge là ça pose problème ?

J'en profite pour vous montrer le montage du moteur nema de l'axe Y, il sera fixé sur une plaque en alu qui elle même sera fixée au profilé. il faudra donc faire un trou avec scie cloche 80mm dans le profilé pour faire passer le moteur dedans.

 

[Christian67]

Ok, je vois où on ne se comprends pas : pour toi le x est le y chez moi, et vice-versa. Alors regarde ton x, il y a un soucis avec la vis à billes.

Christian.

 

[jack691-]

là non plus je vois pas de problème

 

[Christian67]

Du post #106 Au 111, ceux de cette page, ce n'était pas le cas. C'est la première vue de ta dernière modification où tout est bien en place. Bref, rien de grave puisque c'est corrigé.

Christian.