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

[Momoclic]

Merci, @Djvper16
Quand je réalise quelque chose j'aime savoir pourquoi je retiens une solution plutôt qu'une autre, le comprendre après, il est trop tard...
Hormis la protection de la vis à billes, quel peut être l'intérêt de la solidariser au plateau (aux rails).
Elle alourdi celui-ci et oblige le moteur à ce déplacer. Peut-être ainsi la vis contribue-t-elle à rigidifier un peut plus l'ensemble ?

La dernière figure de mon montage permet très facilement de protéger les quelques centimètres de vis qui peuvent se découvrir en fin de course et le moteur PAP est fixe.

Pour le tube en travers, je fait allusion à la Version 5 originale.
Mais à la réflexion la version 5a doit être plus rigide en réduisant le le nombre des éléments de base de la structure et évite un assemblage délicat ?
Beaucoup de montage utiliseent des vis à billes aussi longues que les rails, simplification ou intérêt ?

Et en suivant ces (vos) conseils, mon système de pieds est-il satisfaisant ?

 

[Momoclic]

Voilà ce vers quoi je m'orientais :

A tort ?

 

[Djviper16]

Hormis la protection de la vis à billes, quel peut être l'intérêt de la solidariser au plateau (aux rails).
Elle alourdi celui-ci et oblige le moteur à ce déplacer. Peut-être ainsi la vis contribue-t-elle à rigidifier un peut plus l'ensemble ?

Hormis la protection, aucun autre intérêt à mon sens. Elle alourdie certes mais c'est négligeable au vu du reste de la machine !

Ne jamais compter sur les rails ou autres éléments assemblés pour rigidifier. C'est la structure qui doit faire la rigité de l'ensemble.

Beaucoup de montage utiliseent des vis à billes aussi longues que les rails, simplification ou intérêt ?

Et en suivant ces (vos) conseils, mon système de pieds est-il satisfaisant ?

Aucun intérêt, le principal c'est d'avoir une vis permettant d'effectuer la course voulue.

Pas de soucis pour les "pieds", par contre je comprends pas pourquoi ton tube vertical arrière descend jusqu'en bas ???
Ca complique l'assemblage.

Ce n'est qu'une suggestion, mais sur une machine de cette qualité, je verrais plus des servos moteurs que des pas à pas.
Faut voir niveau budget si ça passe par contre.

Si tu t'orientes vers cette solution, je peux te conseiller des 100W démultipliés par 4 ou 200W démultipliés par 2 avec des vis à billes au pas de 5mm.
Pour usiner l'alu ce sera un vrai bonheur.

Avec une broche lente cette machine pourrait usiner de l'acier, j'en suis certain !

A+

Jérôme

 

[Moi37]

J'aime bien suivre ce sujet....
La structure est vraiment propre de simplicité.
Petite question au passage, y'a t'il une dénomination "spécifique" aux "tubes carrés" que tu as retenus????
Je cherche en effet un petit tronçon d'un profilé de ce type afin de réaliser un caisson, alors je fouille, je fouille mais ne trouve pas plus de référence que de fournisseur.

 

[Momoclic]

Pour moi il n'y a pas de dénomination spécifique, puisque je les ai acquis chez un récupérateur de métaux.
Ces sont des tubes carrés (200x200x8mm) ou rectangle (250x150x8mm) étirés à froid, ils existent avec et sans soudure.

 

[Momoclic]

Voici la machine quasi complète et dimensionnée.

Mes besoins en matière, matériaux et composants sont identifiés. Tous ne sont pas encore calibrés (moteurs PàP, par exemple, etc.).
Sur ce dessin les deux ailes sous la table mobile ne sont pas soudé mais boulonnées, en façade les quatre trous servent à fixer une plaque d'obturation/rigidification.
De l'autre bout le tube est fermé par une plaque soudé. Les trous sur les parties en biais servirons au levage...
Ce beau bébé avoisinera les 150kg. La table du plateau mobile n'est pas encore définie.
Les tubes, que je n'ai aucunement besoin de renforcer compte tenu de leur rigidité intrinsèque, offrent environ 75 litres de caisse de résonance aux vibrations...
En optant pour une des solutions d'amortissement évoqués plus avant, selon la mise en œuvre, le poids est s’évaluera entre 190 et 240kg.
Pour supporter la machine il me faudra un bâti adapté. Les deux tubes carrés blancs représentent ce que sera la structure de base de ce bâti-établi.
Pour l'assemblage j'ai encore quelques réflexions à mener. J''hésite encore sur le croisement ou non de tubes arrières (dessin précédent).
Maintenant je vais laisser ça murir un peu pour le reprendre l'an prochain.
Merci pour vos remarques et suggestions.

 

[messdu74]

Bonjour, Momoclic.

Ta conception me semble viable sur plan, cependant la réalisation ne sera pas si simple
Tes profils ont des épaisseurs pas communes (non standard)

Si tu a besoins de conseilles pour la réalisation des assemblages soudés n'hésite pas

Messu74

 

[Momoclic]

Merci @messdu74 j'ai besoin de conseils.
La soudure à l'arc m'a déjà servi à réaliser des châssis en tubes de 1,5 ou 2mm d'épaisseur. Par contre plus rarement j'ai assemblé de telles tôles épaisses.
Il me faudra chanfreiner sérieusemenent (6mm ?).
Brider au maximum les assemblages lors du soudage.
Pointer symétriquement et faire de petits cordons (30mm maxi ?).
Faire deux passes croisées pour combler le chanfrein.
Mon poste me permet de fondre confortablement de la 4mm. Sera-t-il suffisant, en adaptant un surplus d'intensité pour éviter la surchauffe.
Mon approche du problème est-elle correcte ?

 

[Djviper16]

Salut,

Plus c'est épais, mieux ça se soude ! Si tu as l'habitude des faibles épaisseurs tu n'auras aucun problème.

Pour moi la méthode est bonne, pointage croisé, puis petits cordons de 30-40mm croisés eux aussi.
Quand t'en fais un, n'attends pas, fais tout de suite son opposé pour que ça n'ai pas le temps de trop tirer sur les points.


A+

Jérôme

 

[messdu74]

Bonjour Momoclic

Oula oula doucement

# Premier l'acier ! tu est sur du 1.0577 donc point positif ce sont des aciers a structure pour la charpente et réduit en carbon pour la soudure sur site en position.
# Second quels sont les rayons d'angle ? (pas indiqué dans mes bouquins pour ces profilés, mais epaisseur 8mm le rayon doit etre important...) point negatif pour une petite structure
# Le chanfreinage pour cette structure est a proscrire, Pourquoi ?: (Efforts minime, temps de soudure moyen, risques de déformation importants,....)
# Soudure MMA, Ok electrode 3.2 type RR (Enrobage épais) avec étuvage 30/45 min de préférence.
# Brigade sérieux (Voir ton dessin final je pourrai alors te faire une procédure)
# Pointage en quinconce sérieux (Voir ton dessin final je pourrai alors te faire une procédure)
# Soudure locale (Voir ton dessin final je pourrai alors te faire une procédure)
# Jeux a la soudure maxi 0.1mm (Ici tu cherche la géométrie et non une résistance ou etancheite)
# .....

Bref avant de te lancer dans la soudure, ton projet doit etre stable Avant et Après soudure.

# Utiliser des profilés creux de forte épaisseur et sections c'est bien, sauf quand ca part en vrille et la ton projet risque de se déformer a la première chauffe.
# Tu doit adjoindre des raidisseur interne a tes profils (pas tous) pour garder une géométrie correcte après soudure (Je te ferai un croqui ce soir ).
# Se sortir de l'esprit que ton chassis doit etre soudé a 100% .
# Ne pas négliger la préparation et les ajustements qui vont etre longs (profils de forte section un coup de fraiseuse sur les raccords a souder te fera gagner du temp )
Fini ton design en premier, ensuite c'est avec plaisir que je te ferai une petite procédure de soudure avec différentes astuces
Voila j'oublie des centaines de choses... ce sont les plus importants ! Si je peux aider la soudure est mon quotidien

Messdu74

 

[Momoclic]

Les rayons font trois fois l'épaisseur, soit 24mm.
Je prends bonne note de vos recommandations et saurai en tenir comte le moment venu.
Merci pour ta proposition @messdu74, mais avant je dois, comme tu le soulignes, peaufiner mes plans. Ceci ne sera envisageable que lorsque j'aurai en main rails, patins et vis à billes...

 

[messdu74]

Salut Momoclic,

Voici ce que nous réalisons pour éviter les déformations (le profile aura tendance a redevenir rond) pendant les soudures.

Ici j'ai uniquement fait des fraisage pour les têtes de vis, en industrie nous utilisons des gougeons soudée par impact et marteler (plus rapide) la fixation vissé est riche

Messdu74

 

[Momoclic]

Merci @messdu74, Ah oui, quand même ! A quelle distance les vis ?
Et c'est à laisser dans la structure, ou juste pendant l'opération de soudage ?
Mes rails seront sur des plats de 10mm les vis de maintien au plus près des arrondis latéraux.
c'est sur que de tels tubes auront tendance à s'arrondir, c'est bourré de contraintes. Un fois soudé, à l'usage et avec le temps ces contraintes se libèrent.
Dans l'aluminium j'aimerai pouvoir aléser pour placer des roulement de diamètre jusqu'à 40mm. Mon interrogation est jusqu'où je dois aller ?

 

[Momoclic]

Non, ce n'est pas une demande pour vous recueillir sur les tombes de ce projet...
C'est pour parler soudure et assemblage !
Tous ces montages représentent les possibilités qui s'offrent à moi.
Mon dernier dessin retient le schémas 2.2, les deux ailes latérales sont considérées comme étant boulonnées, l'alternative étant de les souder.
Merci de m'indiquer laquelle, parmi ces combinaisons, est celle qui à votre faveur avec les points soudés et/ou boulonnées que vous retenez. Merci.

 

[RacingMat]

tu organises des Primaires ?
mais, on ne voit pas trop dans quel sens sont les tubes (pour les petites longueurs dans la 1.2 et 2.2)...

 

[Djviper16]

2.3 entièrement soudé, puis dégauchi à la fraiseuse (puisque tu as la possibilité).

 

[serge 91]

Bonjour,
De toutes façons, vissé ou souder, il te faudra réajuster les planéités, les perpendicularités et les parallélisme.
Le choix, c'est vissé, ajustable et démontable mais risque de desserrage ou soudé mais indémontable et définitif.

 

[Christian67]

Bonjour,

Perso, je retiendrai la solution 2.3, et tout assemblé par soudure.
Boulonné, c'est bien, quand on se dit que c'est démontable, mais ça impose un goupillage pour être sûr que ça ne bougera pas, et si démontage il y a, il faut reprendre toute la géométrie. Autant que tout soit fixe (mais bien pensé avant !).

Christian.

 

[messdu74]

Bonjour,

Pour moi 1.3 ou 2.3 avec un petit plus pour 2.3 qui permet une répétition des pièces AR (b&c )

Messdu74

 

[duredetrouverunpseudo]

Pareil.

Ajustements à 0,1 maxi. Trop de jour "fais tirer" les pièces au refroidissement

Bien réfléchir à l'ordre de pointage et à l'ordre des cordons.

Chalumeau et bombes de froid peuvent grandement aider en cours de soudure

 

[RacingMat]

Pareil.
Chalumeaux et bombes de froid peuvent grandement aider en cours de soudure

Ça pique ma curiosité je vais suivre la discussion de près ! J'aimerai bien quelques détails supplémentaires

 

[Momoclic]

Bonjour et merci à tous pour ces précieux avis et recommandations dont je compte faire bon usage.

Mon faible va vers la 1.3 pour plusieurs raisons. D'abord au niveau des pièces identiques (B et C) ça n'a pratiquement aucune importance, ça change seulement la position des coupes.

Dans les versions 1. la pièce B est plus longue et vient fermer le tube A par l'arrière, déjà une extrémité de fermer en contraignant encore plus contre les déformations le A (socle).
Ce montage raccourci de 150mm le tube A et l'amène à environ 320mm ce qui limite (?) les risques de déformations (?).
Le tube E, devant en travers fermera l'avant du A. Le E devra être fermé. Extrémités aux bouts desquelles sont fixés les deux paliers de la vis à billes. Je ne pense pas que le travail de flexion vertical sur ces appuis soit important, l'effort principal étant dans l'axe de la vis mais les plaques de fermeture contrarieront d'éventuelles mouvement de la large parois du tube.
D'un bout de ce tube E un PàP va m’empêcher de le fermer totalement, il va me falloir prévoir envisager un contournement de ce petit souci.

Au sommet de B et C il me faut une plaque d'assise pour le bélier. J'envisage de souder une plaque de 10 à 15mm (?) pour fermer la partie supérieure des deux tubes.
Puis deux plats de 60x10mm qui seront soudé pour usinage à 8,5mm afin d'y poser les rails (sur mes derniers dessins les cales à surfacer sont en jaune).

Notez que je suis encore loin de la réalisation, en gros je n'ai que deux bouts de tube : 0,65m de 200x200x8mm (le bélier) et 1,7m de 250x150x8mmm (la structure). Si l'architecture globale de la machine tend à être déterminée, comme vous l'imaginez j'ai encore pas mal de détails à régler. J'en suis à supprimer tous les entrainements directs des vis à billes. Ceci m'autorisera à d'éventuelles démultiplications et les moteurs se trouverons plus ou moins encastrés ce qui réduit l'encombrement de la machine.

Les (?) marquent mes manques de certitude, mes arguments et méthodes sont-ils acceptables ? Merci.

 

[bendu73]

2.3, bien plus simple à réaliser que les autres.

 

[messdu74]

Momoclic, tes arguments sont clairement réfléchi et pour cela chapeau
Je suis tenter de te diriger vers 2.3 et voici mes raisons.

# Repetition "b" & "c" ; Cela semble negligeable a tes yeux mais quand tu débutera la découpe cela sera plus simple (parallélisme entre "a" et la plaque supérieure).
# Base d'appuis ; La disposition 1,3 te faire perdre l'appuis AR (si pas bouché).
# Soudure ; La position 2.3 évite les retournements intempestif lors de la soudure.
# Soudure ; La position toujours 2.3 te permet d'ajuster finement l'angle de 90 degrés par soudure ("b" sera alors ta référence).

Même si pour moi 1.3 semble plus mécanique (efforts des profils dans le bon sens) 2.3 sera plus simple a realiser

PS ; 0.1mm de jeux maxi sur des profils de cette section sera déjà très difficile a atteindre , Bombe de froid hormis foutre en l'air une soudure je ne voit pas comment utiliser cela (Nettoyant PC a l'envers, Azote liquide, soufflette avec des glaçons....?) sur l'aluminium ou inox de faible épaisseur tu peux tempérer des zones sensibles et non soudures mais après j'amais vue

Messdu74

 

[Momoclic]

Merci Mesdu74, tes arguments sont du lourds, au sens propre comme au figuré
Ce n'est pas au moment de la réalisation qu'il faudra ce poser les questions d'importance !

Pour une éventuelle chauffe je dispose d'un chalumeau oxyacétylénique. Par contre ce qui m'interroge c'est la découpe des tubes.
Mon usineur dispose d'une scie à ruban pour couper les tubes. Il dispose, entre autres, également de fraiseuses.
L'idéal serait de fraiser le profil du tube d'en face avec les courbes de 24mm de rayon de chaque coté. J'y vois plusieurs problèmes, hormis les difficultés d'usinage. Sur les flans l'épaisseur tendra vers 0, ce qui posera problème lors de la soudure. De plus cela aura un coût certain.
Dès le début, j'imaginais que couper droit était la solution. Et comme je pensais (à tort, vous m'en avez dissuadé) faire des chanfreins la solution envisagée était celle-ci :

Placer un rond de 8mm dans le creux et le souder des deux cotés.

Alternative couper à +7mm (soit l'épaisseur du tube 8mm) et souder dans l'angle disponible

Quels sont vous suggestions ou méthodes pour contourner cette difficulté, peut-être ne faut-il mieux rien faire ?

 

[gaston48]

Tu ne soudes pas ces parties là, que des cordons sur les assemblages à 90° et de longueur limité
Il faut que ta structure soit rigide comme si elle était d'une pièce mais pas qu'elle
ait une tenu mécanique équivalente à un bâti monolithique, ça n'est pas une pièce structurelle
d'engin de manutention ou autre.
A la fin, un masticage polyester de toutes les discontinuités te donneront un aspect esthétique

 

[messdu74]

Tu ne soudes pas ces parties là, que des cordons sur les assemblages à 90° et de longueur limité
Il faut que ta structure soit rigide comme si elle était d'une pièce mais pas qu'elle
ait une tenu mécanique équivalente à un bâti monolithique, ça n'est pas une pièce structurelle
d'engin de manutention ou autre.
A la fin, un masticage polyester de toutes les discontinuités te donneront un aspect esthétique

La réponse a tes questions d'ajustement des rayons ce trouve ci dessus
L'inclusion de pièces est a proscrire dans ce cas et ne pas oublier # Se sortir la tête que ta piece doit etre soudé a 100% #

peut-être ne faut-il mieux rien faire ?

PS ; Pour le débit des profils ne compte pas sur l'ajustement de la scie a ruban usinage (manuel ou électrique requis). Cette étape sera la plus importante avec le nettoyage !

Messdu74

 

[Momoclic]

ça n'est pas une pièce structurelle d'engin de manutention ou autre.

# Se sortir la tête que ta piece doit etre soudé a 100% #

C'est parfaitement clair dorénavant. Merci.

Pour le débit des profils ne compte pas sur l'ajustement de la scie a ruban usinage

La lame part de tous les cotés, surtout lors de l'attaque sur des angles de 24mm de rayon, donc un beau travail d'ajustage en perspective

 

[fred03800]

je vote pour la 2.3, une des plus simple
Par contre je ne comprend toujours pas l'intérêt de mettre les railles sous la table en non le patin, avec cette solution il te faut une table plus grand que la course de ta machine, où tu ne pourras pas rectifier les bords par tes propre moyen et sans compter que cette pièce mobile sera plus grande donc plus lourde (prix, motorisation plus grosse).

 

[Momoclic]

@fred03800 Merci, c'est sur les conseils de la communauté que j'ai découvert les avantages de ce type de montage. Protection des rails, patins et vis, rigidité accrue de la table avec bien sûr comme corolaire un alourdissement qui sur cet axe ne représente que peu d'inconvénient. Le fait d'avoir plus grand facilite les ancrages et je fixerais une fausse table (martyre) qui, elle, pourra être surfacée.