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

[Momoclic]

Et les gars vous affoler pas. Chez nous La Fontaine, ce célèbre copieur, n'a-t-il pas écrit "Bien faire et laisser dire !" (Le meunier son fils et l'âne), sur ce point je n'ai pas d'inquiétude alors n'en ayez pas non plus.

 

[el patenteux]

J'aime beaucoup mieux ta version précédente,ont peut argumenter des semaines sur quel est le meilleur chassi pour une fraiseuse cnc il ny aura jammais de fin a ce genre de discussion.
Juste a voir la variété de configurations de fraiseuses conventionelles que proposent les fabricants...
Aucune configuration ne sera totallement pourrite ou totallement la meilleure,si une conception s'adapte bien a nos capacitées
propre et bien elle est peut etre la meilleure pour NOUS.
Bref faut choisir la configuration ''qu'ont sent le mieu'', avec l'outillage les compétances et le budget dont ont dispose.
Ta version précédente était beaucoup plus élégante de par sa simplicitée.

 

[Momoclic]

@el patenteux : Quand tu parles de la version précédente, je pense que tu veux dire la dernière.
Ce dernier dessin me semble avoir résolu le souci de "constance" que tu me signalais.

La superposition croisé des rails qui m'inquiétait est éliminée avec les mêmes caractéristiques dimensionnelles d'usinage.
La charge à mouvoir est sensiblement la même au prix d'un peu plus d'usinage puisque un poutre en plus.
Ce montage, plus profond (850mm mini) me simplifiera, éventuellement, la vie si je veux adapter une broche basse vitesse.
Maintenant je pense considérer l'architecture générale acquise, je vais faire dessin plus précis pour mon besoins en tube rectangulaire 250x150x8mm (le socle).

Par facilité pour poser les rails de la table mobile j'ai disposé latéralement deux morceaux de tube de 300mm de long. Le haut de la colonne monte à environ 650mm.
Pour des raisons de répartition des efforts ces tubes n'auraient-ils pas été mieux sur l'arrière à cause du potentielle de dévers de la colonne ?
Bien que ces tubes assurent une très grande rigidité à l'ensemble.
La disposition actuelle permet également de poser la structure sur trois points.

 

[Momoclic]

Avant d'aller samedi chercher le tube rectangulaire 250x150x8mm je réalise un dessin relativement proche des dimensions de réalisation.
Quelques modification, pour le bélier (?) j'a remplacé le 200x200 par du 250x150, ce qui me permet d'écarter les patins dans le sens hauteur.
Afin de stabiliser la colonne, à son pied j'ai mis des renforts triangulaires qu soutiendront la plaque porte patins.

La mise en place de ces renforts m'a obligé à relever la table mobile de 50mm. Pour faire ça j'ai remplacé les tubes latéraux de 250x150 par du 200x200.
Ici les rails ne sont pas soutenus, mais le mal sera soigné

Version 4a

Pour les patins je suis les recommandation de JKL :
X course 300 entre axes patins sur l'axe X : 210 écart en Y : 210 rails 600mm
Y course 440 entre axes patins sur l'axe Y : 275 écart en X : 210 rails 700mm
Z course 150 entre axes patins sur l'axe X : 154 écart en Y : 155 rails 400mm

Tube 200x200x8 = 1m = 45kg
Tube 250x150x8 = 1,25 m = 56 kg
Soit une base supérieure à 100kg

Est-ce bien raisonnable tout ça ? merci.

 

[duredetrouverunpseudo]

Pourquoi les rails sont dans le vide au millieu ?

Ils leurs faut une vraie assise sur toute leurs longueur.
Déjà que la surface d'un tube n'est pas forcément exceptionnel.

Perso je les poserai sur un plat d'étiré

 

[Momoclic]

@duredetrouverunpseudo : c'est bien et sympa de regarder les images, mais lire le texte ça peu aussi aider à comprendre !
L'étude de réalisation n'est pas encore commencé, ici il ne s'agit que de concepts.

Allez peut-être une petite dernière... plutôt une variante :

[div=none]
Version 4b


De ces deux dernières, laquelle serait la plus performante ?

 

[duredetrouverunpseudo]

L'oeil est automatiquement attiré par une image au milieu du texte

Et quand tu vois un truc chocant, tu reste forcément sur cette idée.

Tu indique que se point va être résolu, alors pourquoi ne pas le dessiner directement pour nous le présenter

 

[Momoclic]

@duredetrouverunpseudo : c'est bien et sympa de regarder les images, mais lire le texte ça peu aussi aider à comprendre !
L'étude de réalisation n'est pas encore commencé, ici il ne s'agit que de concepts.

Tu vas trop vite... prend le temps de lire
A quoi bon dessiner ce qui n'est qu'une ébauche de solution, ça prend du temps.
Ce que je dessine rapidement c'est pour m'approvisionner samedi chez mon récupérateur de métaux en gros tubes avant qu'il n'en ai plus.
Les produits plus classiques, tubes, plats, etc. je verrais plus tard. Il en rentre plus ou moins régulièrement.

Et que penses-tu de ces deux dernières propositions ?

 

[RacingMat]

Joli !
Lorsque le plateau va partir vers le "côté" (peut-être pourrais-tu ajouter le nom des axes sur tes esquisses pour qu'on puisse mieux en parler ?) il va y avoir des efforts sur la broche et la potence va subir un moment de flexion important.

-> je doublerai le tube central pour élargir les rails qui supportent la potence :

qu'en penses-tu ?

 

[Momoclic]

@RacingMat : Un tube (rond c'est mieux) c'est ce qu'il y a de plus rigide en torsion comme en flexion.
Ensuite, ton idée n'est certes pas mauvaise, mais à un moment il faut savoir s'arrêter, la machine prend de plus en plus de place
Et puis ce n'est pas la machine parfaite que je tente de réaliser. Je cherche un bon compromis.
L'objectif c'est d'avoir des performances correctes dans l'aluminium (qu'est-ce que ça veut dire ???).

Toutes ces modifications augmentent le volume global. Ces augmentations sont perverses car elles ont tendance à m'inciter à augmenter la course en Y (table mobile) puisque j’élargis la machine. En X pour écarter les patins j'allonge les rails. Tout ceci à tendance à me tirer vers un compromis qui consisterait à réduire un peu les dimensions usinables afin de ne pas exploser le budget...

 

[gaston48]

... Voir la pièce jointe Principles_of_Rapid_Machine_Design.pdf

 

[Momoclic]

Merci @gaston48, ce document ne m'est pas inconnu, c'est l'anglais qui lui me manque (beaucoup) et traduire ça avec google traduction est rapidement pénible...

Principalement ce que j'en avais remarqué, entre autres, c'est le système anti-vibratoire des tubes.

Par ailleurs je suis surpris par le nombre de visites sur mon sujet et le peu de réaction.
Allez lancer-vous et critiquez mes propositions...

 

[flogpr]

je n'ai pas un grande expérience dans la construction de CNC ( pour ne pas dire aucune ) , mais une chose me choque , dans la description de ton projet il n'y a pas de fraiseuse dans le matériel mis a disposition , comme dit plus haut , la surface d'un tube en tôle est loin d’être bonne ( j'ai vu beaucoup de projet ou le tube était reprit en usinage pour avoir des axe parallèle et de même niveaux ) n'a tu pas peur d'avoir des défaut d'alignement énorme avec 3 tube soudé ?

es ce qu'il serait pas plus simple de réalisé des "encoche" au endroit au le renfort rentre en collision ? de d'éloigné la broche ? voir une combinaison des 2 .


EDIT : Pour la fixation des rails , pour moi on perd un peu l’intérêt de faire une machine avec un châssis costaud si l'ont n'en profite pas pour fixé de manière rigide le guidage dessus .

 

[Momoclic]

@florg : Tu est invité à lire ou relire ceci : https://www.usinages.com/threads/etude-dune-fraiseuse-cn-3-axes-pour-metaux-en-gros-tubes.95198/

Remarque que mes rails ne reposent pas directement sur les tubes. Malgré une épaisseur des tubes de 8mm je ne peux usiner directement dedans, ceci pour la simple raison que je n'aurais pas suffisamment de place pour les à vis à billes. Dès le début a été prévu de faire réaliser des usinages.

 

[flogpr]

autant pour moi , je n'en était plus sur et je me suis arrêté a "outillage" en vérifiant

 

[armederubis]

Salut
Moi je vote pour une table tournante heliptique avec des glissières sinusoïdales et des fraises carré
Nan serieusement la solution 2 avec le bélier était vraiment la meilleur! Et si tu mettait le gros tube fixe en longueur qui soutien ton bélier avec une table mobile,tu pourra écarter un max tes patins ce qui réglera le seul problème de cette solution à savoir les patins trop proche par rapport au porte à faux des efforts d'usinage. Si tu as un peu de place c'est une solution simple et efficace. Pour ton châssis pourquoi ne pas se couler un bloc de béton si c'est juste une dalle plane c pas cher et facile! N'oublie pas que tu vise quand même l'acier la masse est fortement conseillé!(Sur les parties fixes bien sur) voilà et pour la dmu c'est une version un peut plus moderne en 5 axes que j'utilise (en fait elle a 5 mois) mais c'est l'idée. Tien voici la foto de la pièce issue de l'un de mes derniers programmes, tout d'un coup et en 5 axes continus! C'est bo les fraiseuses!!!!!

 

[Momoclic]

Belle pièce complexe, ok merci, le problème de masse et de vibration n'est pas encore à l'ordre du jour. Avec des tubes ça ouvres des perspectives.
Mon souci, à ce jour, est de trouver une orientation d'architecture pour approvisionner les tubes nécessaires à la construction avant qu'ils ne m'échappent.
En possession de ces tubes de 8mm d'épaisseur, j'affinerais mes choix et déciderais de la méthode et des options.

Ain de faciliter la discussion je viens d'éditer tous les messages avec un dessin d'une des solutions envisagées. J'en suis déjà à 6 versions, je n'en reviens pas à quel point je suis versatil...

Version 1 : Portique fixe en tube carré
Version 2 : Portique fixe U00 et U100
Version 3 : Table fixe et bélier
Version 4 : Table X mobile et colonne Y mobile
Version 4a : Table X mobile et colonne Z mobile (variante tubes)
Version 4b : Table X mobile et colonne Z mobile (variante Z)

 

[stanloc]

Je suis désolé de te le dire, mais ta démarche est vraiment bizarre. Je n'ai jamais vu faire l'approvisionnement de matière AVANT de savoir qu'est ce que l'on veut faire avec. Tu es vraiment certain de vouloir faire une cnc ou tu as ouvert ce fil pour simplement converser avec des gens à bâtons rompus sur les différentes architectures des cnc ??????
Bizarre, bizarre.
Stan

 

[Momoclic]

@stanloc : Jusqu'à ce jour je n'ai jamais tenté de concevoir de machine outil.
Ma démarche est, pour partie, une démarche de découverte :
- De différents type de machine avec leurs avantages et inconvénients.
- Des exigences de ce type d’exercice
- Des contraintes d'une telle entreprise
Par contre je connais et suis parfaitement conscient de mes exigences et de mon objectif.

Rapidement je me suis rendu compte de difficultés particulières qui n'étaient pas forcément celles que j'imaginais; parmi celles-ci, les besoins de rigidité et de réalisation.
Lors de ma visite au chantier du ferrailleur j'ai remarqué ces tubes alors que j'envisageais de trouver un U de 300mm, non disponible.
Ceci m'a inspiré (à tort ou à raison) et le ferrailleur m'a prévenu que ces tubes pouvaient partir. Par ailleurs je maîtrise les moyens à ma disposition pour ce travail.
Sur ces éléments j'essaie plusieurs hypothèses d'architectures afin d'acquérir la quantité de tube suffisante à la construction.

Vous m'avez ouvert les yeux sur plusieurs points et je vous en remercie.
Bien sûr que je viens sur le forum pour converser sur ces différentes architectures tout en conservant mes objectifs premiers. Je n'ai aucun à priori, ni certitude donc je teste, en 3D un énorme avantage : ça ne coute pas cher
L'alternative eu été de partir sur mon premier dessin, d'acheter du tube carré 50x50x5mm et en bout de parcours d'avoir une machine qui n'aurais pas satisfait mes exigences.
Que tu trouves ça bizarre, je le conçois, parce que ton approche serait totalement différente compte tenu de ton expérience.
Personnellement j'ai une démarche d'analyse liée à ma propre expérience. Autodidacte , cette façon de procéder est celle que je pratique depuis longtemps, peser le pour et le contre, comparer, discuter, échanger...
Est-ce la meilleure méthode ? Rien ne le prouve, c'est seulement la mienne. Merci de me lire.
Amicalement.

 

[armederubis]

l'architecture de la machine aura un énorme impact sur la rigidité finale c'est d'ailleur presque la rigidité a obtenir qui guide l'architecture.Le but de toute machine est de pouvoir usiner un matériaux avec un volume utile (course).c'est la première chose a définir. En relisant ta liste je me suis rendu compte d'une petite bourde dans le message précedent c'est bien de la solution 3 dont je parle! (et pas 2)

 

[stanloc]

Que tu trouves ça bizarre, je le conçois, parce que ton approche serait totalement différente compte tenu de ton expérience.
Personnellement j'ai une démarche d'analyse liée à ma propre expérience. Autodidacte , cette façon de procéder est celle que je pratique depuis longtemps, peser le pour et le contre, comparer, discuter, échanger...
Est-ce la meilleure méthode ? Rien ne le prouve, c'est seulement la mienne. Merci de me lire.
Amicalement.

L'ennui avec ta méthode c'est d'en être à 8 pages de plus d'une centaine d'échanges et de n'avoir encore rien arrêté des choix de ton projet.
Tu sais nous avons déjà connu ce scénario de nombreuses fois sur ce forum et à la longue tout le monde se fatigue.
La prospective dans un domaine comme celui-là doit être très rapide car on place en tête du cahier des charges les moyens dont on dispose et du coup lorsque l'on commence à discerner quels sont les impératifs soit on a les moyens qu'il faut soit on ne les a pas et on décide de les acquérir sinon on passe à une autre occupation. Ce n'est pas en explorant toutes les architectures possibles que cela changera quoique ce soit au problème.
En particulier lorsqu'on débute dans une activité il est soit prétentieux soit naïf (ou les deux) de vouloir sortir des sentiers battus. La SAGESSE du débutant c'est de se cantonner à reproduire les solutions qui ont fait leurs preuves et que l'énorme majorité des amateurs (comme soi) a choisies.
Moi de mon point de vue toutes ces solutions à base d'énormes tubes d'acier sont à fuir ; la preuve tout le monde parle aussitôt de les remplir de béton ou d'y placer des raidisseurs.
Ne pas s'entêter sur des solutions scabreuses devraient être la règle pour un débutant. Avec les courses que tu veux moi j'aurais choisi de copier un exemple que j'ai déjà donné et tu en serais à recevoir tes pièces aujourd'hui. Et cela n'aurait pas empêcher d'ouvrir une table ronde sur les différentes architectures pour leur associer leurs avantages et leurs inconvénients mais pour une simple curiosité intellectuelle.
Il vaut mieux être nombreux sur une bonne "affaire" que seul sur une "mauvaise".
Stan

 

[Momoclic]

@stanloc : Tes conseils avisés me sont précieux et j'en ai déjà tenu compte à plusieurs reprises en faisant évoluer mes dessins selon tes recommandations.
Parmi celles-ci tu dis de regarder ce qui ce fait dans l'industrie et dans pas mal de posts tu reproches aux amateurs de ne pas regarder vers les constructeurs de machines.
Ces deniers dessins m'ont largement été inspiré pas de réelles fraiseuse industrielles.
Dans les réalisations amateurs, ici et là, je n'ai pas trouvé de machine qui pouvais répondre de façon satisfaisante à mes objectifs dimensionnels défini en première page, d'ailleurs tu ne t'es pas privé de me le faire remarquer
Vraisemblablement je ne pense pas être ni plus prétentieux (?) ni plus naïf (?) que la moyenne, j'ai un objectif et j'essaie, là sans prétention, de trouver la solution répondant à cet objectif ainsi qu'à mes capacités de production. Je lis, j'analyse, j'étudie, je calcule, je compare, et enfin je choisi. Mon choix de ces tubes est motivé par, une opportunité, la rigidité structurelle des tube, la simplicité (pour moi) de mise en œuvre. Ce n'est pas moi qui ai évoqué le remplissage et/ou le renforcement des tubes, bien que cela reste une option que je n'écarte surtout pas. Je ne vois pas en quoi ces solutions sont à fuir ?
Pour ce qui est du délai, je me suis mis un peu la pression afin de pouvoir disposer de ces tubes à un prix qui représente le dixième de ce qu'ils m'auraient couté en les achetant neufs, et tu sais bien, comme tu te plais à souvent le rappeler, le portefeuille à une grosse incidence dans les décisions. En résumé je fais ça en dilettante et il me faudra le temps qu'il faut... en ayant choisi les solutions en conscience et connaissance de cause aussi imparfaites soit-elles.
La seule recommandation d'architecture, qu'il me semble, que tu m'ai conseillé est la structure en caniveau. Structure efficace mais malheureusement incapable de répondre à mon CDC.
Donc pour répondre rapidement, comme tu le soulignes aussi, à mon cahiers des charges j'ai envisagé différente solution et maintenant je suis en possession des tubes qui vont constituer ma structure de base. En résumé mon chantier est engagé.

 

[stanloc]

Parmi celles-ci tu dis de regarder ce qui ce fait dans l'industrie et dans pas mal de posts tu reproches aux amateurs de ne pas regarder vers les constructeurs de machines.
.

Non, certainement pas. Un débutant plus qu'un amateur averti ne doit regarder vers les solutions industrielles. C'est l'histoire de la grenouille qui veut devenir aussi grosse que le boeuf.
Un débutant regarde vers les solutions que des amateurs ont particulièrement bien réussies car on sait de quoi ils ont eu besoin en machines et en moyens financiers.
C'est du GROS BON SENS, que diable.
Stan

ALEA JACTA EST . C'était ma dernière intervention sur ce fil

 

[Serge 49000]

Bonjour Momoclic
Je découvre ce post et je dois reconnaitre que j'adore cette conception. Je trouve que ca change des habituelles cnc que j'ai eu l'occasion de voir. Ca n'est pas une critique bien sur, mais la je trouve que tu sors un peu des sentiers battus et j'aime ca.
Je m'abonne bien évidement a ton post, ne serais que pour voir la finalité de cette réalisation.
J'aurais une préférence pour la V4 qui me semble plus abouti coté conception. Les rails qui au milieu se retrouvent dans le vide, j'aime pas trop.
Si je peux me permettre une suggestion. Au niveau des moteurs, pourquoi ne pas utilisé les espaces vides de tes profilés carré pour les mettres dedans. Il suffit ensuite de mettre un renvoi poulies/courroies sur tes vis et c'est nickel. Coté esthétique ca serais pas mal je pense. De plus avec une plaque venant chapeauté le tout tes moteurs seraient accessible. Ya juste peut etre le souci que ca fasse caisse de résonnance mais bon.
En tous cas, bonne continuation dans tes reflexions et de ton éventuel projet et fais comme moi, les critiques constructives tu les notes, les autres tu fais en sorte que ca te passes largement au dessus des oreilles.
Cordialement et mes félicitations pour ce projet.

 

[Momoclic]

@stanloc : Ta décision t'appartient et est parfaitement respectable.
Vrai, j'en suis désolé, j'ai écris par erreur l'inverse que ce que tu prônes au sujet des machines industrielles.
Sans acrimonie je me permet de souligner ton style direct, qui ne me gène pas outre mesure, mais je note que tu n'acceptes que difficilement que l'on te renvoie la balle. Au revoir, sans rancune et au plaisir de te relire.

Salut voisin angevin, merci, tout ce que tu évoques est plus ou moins prévu. Je n'en étais qu'aux esquisses. Maintenant ça va aller moins vite, j'ai pris une orientation, je vais réfléchir plus concrètement à la façon de la mettre en œuvre. Pour les soucis de résonance et vibrations des solutions potentielles existent.

 

[RacingMat]

Tes appros pour la structure sont faits !
Bravo, maintenant on ne tourne plus autour du pot : il faut trouver toutes les idées et astuces pour que ça marche ! Tres stimulant tout ça

C'est à partir de contraintes que naissent aussi les bonnes idées

Une photo des morceaux ?

 

[duredetrouverunpseudo]

Moi je suis pour s'inspirer largement de se qui se pratique dans l'industrie

Concevoir une machine c'est un métier. des professionnels sont payés pour sa. de mon avis il n'est pas con d'analyser leurs montages en se demandant pourquoi se choix.

Certes on ne va pas aller jusqu'à couler un bâtit en fonte.

En tout cas, le tube à la verticale sur 4 patins ne m'inspire que très peut. je préfèrer la version "porte à faux"

 

[Djviper16]

Salut,

Si ça peut te donner des idées, voici comment j'aurais fait :

Les rails au plus prêt du bélier (en rouge), des plaques de renfort boulonnées à travers tout de chaque côté (noir).

Le Z est pas mal, j'aime bien quand la VAB est cachée.

Et autre suggestion, tous tes rails je les poserais sur un tube UNIQUE, et non sur un assemblage. Toujours les rails dans le même sens que le tube support.

C'est mon ressenti, tu fais comme tu veux

A+

Jérôme

 

[Momoclic]

Merci pour ta suggestion @Djviper16, je n'avais pas imaginé celle-ci. Par contre j'ai bien remplacé les 3 tubes par un seul pour que la base en T ne soit constituée que de deux tubes.
Et merci de me laisser mon libre arbitre

 

[Djviper16]

Pas de soucis, c'est ta machine
Dans cette config tu as moins de masse en mouvement, et ça me parait plus facile à régler.
J'ajouterai que tu peux même mettre les rails côté bélier, et les patins sur la partie fixe.
Un dernier conseil, n'oublie pas de réfléchir à comment tu vas régler ta machine, et comment tu vas immobiliser l'ensemble après.

A+

Jérôme