Etude d'une fraiseuse CN 3 axes pour métaux en gros tubes

[Momoclic]

Voilà en suivant vos recommandations ce que ça donne, merci.

Le cube fait 150 mm de coté soit la course du Z.
Beaucoup mieux et plus facile de repartir de rien que de vouloir utiliser ce que j'avais déjà dessiné.
Le serrage de la pince est au bas du portique, je vais pouvoir remonter un peu l'électro-broche. Je dispose de 25mm jusqu'au colier.

 

[vres]

Il y a peut être un juste milieu, taper dans les brides avec la plaque alors qu'avec la broche plus basse on pourrait les éviter c'est un peu ballot.

 

[Momoclic]

Oui, je peux aussi descendre le collier de serrage de la broche d'une vingtaine de mm.
En fait ce nouveau montage me procure beaucoup plus de latitude.

 

[el patenteux]

La broche peu tres bien descendre dans son support.
Tel quel tu peux soit la descendre ou meme la remonter encore légerement ce qui permeterait a ton bloc a usinner d'etre encore un peu plus épais.
Si tu redescend le collet tu perd automatiquement au moin la hauteur d'une fraise.
Tant qu'a faire le portique une tel hauteur alors ont profite de TOUTE cette hauteur disponible sous la poutre sinon retour a la
table a dessin...

 

[Momoclic]

C'est parfaitement clair, l'intérêt de descendre ce sera surtout pour le surfaçage de la table.

 

[Momoclic]

Mon choix de glissières c'est orienté vers des prismatiques HG15 et vis à billes de 16. Est-ce choix raisonnable ?

Maintenant que j'ai résolus quelques problèmes structurels, Il me faut simuler l'implantation des motorisations.
pour continuer j'aimerais approfondir le choix de moteurs PaP.
Pour moi ça me semble un problème complexe, entre vitesse et précision.
Pour une construction comme la mienne quel serai la vitesse d'avance optimale à obtenir dans de l'aluminium ?

Dans le sujet ouvert par @RacingMat je posais des questions concernant la motorisation des axes :

https://www.usinages.com/threads/fo...-vis-frequence-resolution.94705/#post-1071566

Merci de vous intéresser a mon projet.

 

[bendu73]

Bonjour,

Les rails prismatique, bon choix! Après du 15 c'est pas non plus énorme mais vu tes courses envisagées c'est très bien! La vis à billes de 16, pas de soucis!

Les Pàp sont la meilleur solution quand on a un budget serré. Ces moteurs peuvent atteindre les 1000tr/min mais il on du couple qu'a bas régime. A haute vitesse, le moteur peu perdre des pas et la ton programme est faussé. En gros il patine sur le champ magnétique.

La précision dépend de la rigidité de la machine. Après avec un moteur de 200pas/tr et une vab (vis à billes) au pas de 5mm en direct ça te fait 5/200 = 0.025mm par pas moteur! C'est déjà génial et si tu arrives à les sortir en bout de fraise ça sera déjà une grande réussite.
En soit tu peu diviser les pas moteur en micro pas. Ce sont des pas par pas. Et la, les drivers sont sans limite, théoriquement tu peut obtenir le 1/100 de micron. Moins tu divises tes pas (j'irai pas en dessus de 4 fois) mieux ça sera

 

[Momoclic]

Quelques questions sur le guidage des axes :
- Pour une course effective de n mm, faut-il prévoir quelques mm de plus de rail pour les fins de course ou à d'autres fins ?
- Sur l'axe des X=300mm d'usinage, quel espacement faut-il à minima entre les patins du X ?
Avez-vous vu mes questions (mon message précédent) sur la feuille de calcul de motorisation des axes ?
Merci.

 

[bendu73]

Plus tu espace des patins, mieux c'est. Cela limite encore et toujours les bras de levier. Mais plus ils sont espacer, plus tu châssis/portique doit être rigide.

Prévois toujours du rab. 50mm par exemple. Si tu es trop juste cela peu dégager les billes dans le cas ou ton capteur de fin de course aurai bougé (pas dans le bon sens).
Pour info (un peu en avance, mais c'est tj bon de le rappeler), un fin de course est toujours en normalement fermé!!! Comme ça, si le fils est couper par ex, la machine se met en défaut.

 

[stanloc]

Et non il bien préférable que tous les switchs qui sont branchés sur des entrées de cartes électroniques soient des Normalement Fermés car cela immunise aux parasites.
Stan

 

[Momoclic]

Hum, j'ai l'impression que vous dites tous deux la même chose que je pense : Contacts fermés au repos.
Mais ce n'était pas ça le sens de mes questions, je suis encore loin du montage électrique...
Ce qui me tracasse pour le moment ce sont les axes, leurs déplacement et motorisations afin de peaufiner mon architecture de bâti...
Chaque chose en son temps et éviter la dispersion, c'est tellement facile avec le web
Merci tout de même de me suivre

 

[stanloc]

Oui mais beaucoup de tes interrogations trouveraient réponse rien qu'en réfléchissant un peu avec une feuille de papier et un crayon pour se fixer les données du problème.
La difficulté que rencontrent tous les débutants à concevoir leur machine c'est qu'ils commencent par la carrosserie de la voiture alors qu'il faut commencer par voir la place qu'occuperont les passagers. Dans le cas d'une cnc on DOIT partir des courses désirées et ensuite on visualise les encombrements des différents éléments qu'i faudra mettre en place pour assurer ces courses.
Je t'accorde que c'est plus simple d'interroger la communauté sur un forum.
Stan

 

[Momoclic]

OK, je connais le nombre de passagers à transporter, mais je veux le faire dans des conditions optimales de confort en fonction de mes moyens. On rêve tous de la plus belle voiture.
Si tu as bien lu mon introduction j'y ai noté mes objectifs et quelques domaines de compétences. Je n'y ai pas inscrit "Concepteur machines-outils."
Ne t'inquiète pas avant de commencer mon projet ici il y a déjà plusieurs mois que j'ai fait des tracés et calculs sur papier et en dessin 3D.
Par ailleurs je ne cesse de lire, relire, découvrir de très nombreux projets sur Usinages.com, mais pas que.
Heureusement que Google traduction existe car j'ai un handicap coté anglais...
Et sache que, comme d'autres, je participe à d'autres forums ou je suis actif et ne rechigne jamais à aider, dans mes domaines de compétence, ceux qui en ont besoin ; sinon j'évite de répondre.

De la à dire que c'est plus simple d'interroger le forum... j'ai remarqué Stan, c'est ton style, alors toi aussi réfléchi à ce que tu écris. Tout le monde n'a pas les compétences ou l'expérience qui sont les tiennes ! Merci. Chez moi on dit "Tourne sept fois ta langue dans ta bouche avant de parler."

Ma démarche jusqu'ici à bien été de partir des courses et mes questions du moment vont en ce sens : définir de plus en plus finement les encombrements.
Ce que j'ai dessiné à ce jour ne détermine en rien ce que sera la finalité de l'objet. Ces dessins servent à trouver des orientations et vos aides m'ont déjà fait évoluer. Je vous en remercie tous.
Mes questions sont motivés par le manque de connaissance de ma part et parce que je n'ai pas trouvé la ou les réponses sur les différents forums parcourus.
Mon état d'esprit c'est LE PARTAGE !

 

[Momoclic]

Ce WE je suis passé chez mon récupérateur de métaux.
Il a en stock de vielles tables-socles d'outils de presse. En général des plaque de 30 à 40mm d'épaisseur avec des trous dedans.
Ceci me fait revoir ma stratégie qui à l'origine était à base d'UPE de 300 et de 100mm.
J'ai repéré une plaque de 390x630x30mm, je part donc sur cette nouvelle hypothèse pour la base et je ne pense pas que les trous me gênerons.
Mais ce choix n'est toujours pas définitif, c'est une base de réflexion, je remplace le U de 300mm par cette plaque de plus de 50kg...
et je conserve l'idée du U de 100 pour le portique.
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Souhaitant utiliser des glissières prismatiques et une vis à bille de 16mm au pas de 5 (tout chinois) j'ai commencé à dessiner les motorisation des axes en cherchant les dimensions des différents composants sur le web.
Le problème que je rencontre c'est que les paliers et fixations d'écrou semblent dessinés pour un usage avec les rails ronds supportés.
Il faut 45mm de distance entre les deux plateaux. Les rails + patins font 28mm, il manque donc 17mm.
Ceci oblige à caler les rails, à usiner la matière pour faire des poches ou imaginer et fabriquer des supports spécifiques.
Pour les axes XZ ça fait un minimum de 90mm de porte-à-faux avant de placer la broche...

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Les rails X ont 180mm d'entre-axes et ceux de Z 100mm, est-ce suffisant ?

 

[Momoclic]

Peut-être que je pourrais gagner un peu en utilisant une vis de 12mm sur l'axe Z, 4,5 kg de broche soit environ moins de 15kg en tout, à lever ?


Merci.

 

[armederubis]

Salut
ya du mieux mais ton chassis n'est pas tres optimisé!Ton portique n'est pas bien triangulé il manque un renfort en biais de chaque coté et une plaque en sandwich entre tes rails et ta poutre.le top étant de chaque coté
Quant au bâti inférieure c'est pas une structure ça! c'est une plaque surélevée! fixe ton portique sur un vrai cadre!

 

[Momoclic]

La plaque en sandwich entre les rails c'est du portique dont tu parles je suppose ?
Cette plaque offrirait en plus l'avantage de simplifier le montage des paliers de vis.

J'ai fait un dessin avec une UPE de 180mm (axe X) mais ça limitait plus l'écart des rails. Les deux U l'un au-dessus de l'autre sont plus rigide.

Pour le moment je ne cherche pas à optimiser la structure, je cherche les contraintes et dimensions imposées par mes moyens, matériaux et matériels à disposition.
Ceci me permet de définir de plus en plus précisément les matériels à acquérir pour la réalisation.
Mais le point de départ d'un réel plan sera le morceau de ferraille qui me servira de base : plaque d'acier ou U de 300mm.
Ensuite je m'adapterai et dimensionnerais mes rails, vis, moteurs, etc.

 

[Momoclic]

Une des difficultés que je rencontre, comme tout auto-constructeur, c'est de concevoir un système avec
- un minimum de soudure pour éviter les déformations, les vis jusqu'à M12 seront de la fête.
- un minimum d'usinages pour limiter les coûts tout en garantissant la géométrie...,
- faire une machine à minima avec un potentiel d'évolutions, afin qu'elle puisse contribuer à sa propre évolution.
Ainsi, par exemple, le portique pourrai recevoir sa seconde plaque de fermeture sur l'arrière après la mise en route de la machine.
Et c'est la fraiseuse elle même qui usinerai cette plaque qui viendrai limiter les déformations du portique,
Les U pourront-être fermés par des tôles, puis rempli, etc.

A ce stade ce qui me gêne c'est de devoir caler les rails prismatique pour loger la vis à billes.
Si je mets des cales (17mm) il faudra les souder sur le bâti, je ne pense pas qu'il faille envisager de visser ces cales qui risqueraient de bouger ?

 

[Momoclic]

Avec le temps, les lectures, la réflexion aidés des conseils des uns et des autres les choses évoluent.
Les points essentiels qui m'ont fait évoluer ces derniers temps viennent d'une part de @scher et l'étude de structure qu'il à mené sur ce site.
Et d'autre part de mon récupérateur de métaux chez qui j'ai repérer de gros tubes carrés.
Voici ma nouvelle proposition dessinée sur la base des deux tubes carrés de 200x200x5mm de respectivement axe Y : 650mm, axe X : 550mm.

Version 3

Avec une telle machine je vais me voir contrains de changer le titre de mon sujet. Le portique est en trop...
Merci pour vos critiques, remarques et suggestions.

 

[Christian67]

Bonjour,

Je trouve que les rails et patins sont trop rapprochés, pour les 3 axes, ce qui augmente les contraintes et diminue la précision.

Christian.

 

[Momoclic]

Effectivement, entre axes des glissières j'ai 160mm contraint par les 200mm de large du tube et les arrondi des cotés.
Sur la version portique j'avais 220 en Y - 200 en X et 140 en Z...
Ici le problème c'est le porte à faux en X maxi, cet axe avoisinera les 50 kg pour 300mm de course. Pense qu'il faudra que je l'équilibre avec un contre poids éventuel.

Mon récupérateur de métaux ouvre aux particuliers le samedi matin et je viens d'y faire une tour.
J'ai dessiné ce projet avant de le voir pour évaluer mes besoins avec plus de précisions. Car , bien sûr, on ne peut pas commander ce que l'on veut.
J'ai ramené le tube (axe X) en 200x200x8mm L:550mm = 30 kg. (15€ imbattable !)
Et samedi prochain je vais chercher un autre tube pour l'axe Y en 250x150x8mm et L:650mm.
J'ai pu le mesurer, mais dans le tas, il était impossible de le découper. Le ferrailleur va me le dégager pour la semaine prochaine.
Ce tude, posé sur le flanc, écartera les rails à 210mm au minimum tout en abaissant le Z, mais je devrais rester dans le cadre de mon cahier des charge du départ.

 

[Christian67]

Il faudra fermer (souder un plat en bout) de tes profilés carrés, pour gagner en rigidité.
Pour gagner en encombrement, tu pourra mettre tes moteurs dans les profilés, et passer par des courroies et poulies crantées. En plus, vu le poids de ton mobile, tes moteurs te diront merci.

Christian

 

[Momoclic]

Oui tout ça est envisagé, ce n'est qu'une pré-étude, comme les autres précédemment.
Maintenant que je connais quels sont les moyens à disposition pour constituer la base je vais pouvoir envisager les choses plus concrètement.
Au maximum j'éviterai les soudures génératrices de contraintes.

 

[fred03800]

Original comme idée et au final assez simple
tu envisage quoi comme table ?
Les U de dessous (du100-120?) c'est pas le mieux (et suivant le type de table le U de devant pas vraiment utile), prefere du bon gros tube épais, ou pourquoi pas 2 ou 3 bous de fer plat de 20 ou 30mm d'épaisseur sur la tranche (chez le ferraillou tu devais trouver cela). Au prix que tu indique au kg tu peux charger sur les partie fixe.

 

[Momoclic]

Les Us, c'est qu'ils étaient sur la planche à dessin, puisque je les avais déjà utilisés, il me fallait bien un support
Mon soucis premier est de récupérer au plus vite les 2 tubes structures de cette base, après les autres "bouts de ferraille" ne m'inquiètent pas puisque plus courants.
Il est maintenant hors de question, comme je l'envisageais avant, d'acquérir 6m d'UPE de 100mm.

Oui, en réfléchissant c'est plus simple à construire, une seule pièce très délicate à la croisé du X et du Y.

Par ailleurs dès le départ je suis parti sur l'hypothèse (économique) de rails prismatiques chinois de 15mm.
Au regard du porte à faux induit par la structure vers laquelle je m'oriente j'ai encore quelques inquiétudes.
La lecture de divers documentations et sujets sur ce thème (pas chinois, ils en sont avare) me rassure que partiellement.
Les charges statiques mini trouvés sont d'environ 240kg et dynamiques elles de 140kg pour les rails les moins performants.
Avec les rails chinois je me dis que ce sera encore moins ?
La poutre mobile type bélier risque de faire jusqu'à 70kg et entièrement supportée à la fois par les rails et patins X et Y !
Et en plus un important porte à faux, avez vous des expériences ou recommandations ?
Merci.

 

[CBK59]

Bonjour Monoclic,

J'aime bien ton concept, structure simple (fallait y penser) et qui respire la robustesse.
En ce qui concerne l'écartement des rails et afin d'obtenir une meilleure répartition des charges, ne pourrais-tu pas envisager de mettre deux tubes côte à côte (un pour chaque rail), tu gagneras sans doute en rigidité et en précision, l'encombrement de la machine ne sera plus le même et les tubes devront être plus long pour conserver les courses envisagées. L'axe Z risque de partir sur les efforts latéraux.

Bonne continuation
CBK

 

[BRICO 63]

Bonjour

Si tu peux avoir 2 longueurs de tube en250x150 est-ce qu'il ne serait pas aussi simple
(et plus rigide ?) de faire une structure en caniveau?
@+ et bonne cogitation

 

[duredetrouverunpseudo]

J'aime bien le concept de ta machine.

Il ressemble aux fraiseuse portables. dans l'industrie quand la pièce et trop grosse ou ne pouvant être déplacé, il faut intervenir sur site.

La pièce à travailler devient le bâtit de la fraiseuse, sa se fixe dans toutes les positions et sa usine de l'acier.

Plusieurs fabricant propose se type de machine. tu trouves tous : les dimensions, la taille et le type de rail,...

Tu n'a plus qu'à copier. si sa marche pour eux sa marchera pour toi.

Recherche en anglais obligatoire, en France ces machines sont presque inconnu

 

[Momoclic]

Merci à tous de vous intéresser à mon projet.

Je ne remet pas en cause les exigences de mon cahier des charges et avec une telle structure j'y réponds de façon optimale. Les plus fortes contraintes d'usage sont la hauteur sous broche et la profondeur devant le bâti. Ainsi je peux usiner des panneaux de plus d'un mètre.
Ce type de machine à bélier n'est-il pas réputé comme parmi les plus performants ?

Ce concept assure une très grande rigidité en flexion comme en torsion. Certe tout ce joue à la jonction des axes X et Y sur les quarte patins, problème traité bien différemment sur les machines industrielles...

Il est donc impératif d'équilibrer le chariot-poutre-porte-broche. Pour cette raison il faudra, autant que possible, aussi travailler au centre de la table.

Super l'exemple des fraiseuses portables, certainement de l'inspiration à prendre de ce coté, merci.

 

[Momoclic]

@durdetrouverunpseudo : As-tu quelques mots clés en anglais, je ne trouve rien... Merci.

De ces systèmes je retiens qu'il est possible de penser à certaines caractéristiques et de pouvoir simplement faire évoluer les capacités de sa machine. Ceci m'encourage dans la direction déjà prévue : le moins de soudures possible.