[étude] réflexions sur une big CN et début ...

[seb55]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Cela ne me surprend pas non plus, juste que si un grand fabricant a mis plus gros alors il faudra au moins se poser la question : pourquoi?

 

[J-Max]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Bonjour,

Et bien simplement parce que les forces ne sont pas statiques,
qu'elles ne s'évaporent d'un axe à l'autre.
En clair, le guidage X prend également les forces du Y et du Z,
plus l'effort de broche, plus la résistance dans la matière.

Comme je ne suis pas formé techniquement sur la question,
je vais le dire avec mes mots, vous m'en voudrez ou pas, tant pis pour moi.
L'outil en rotation qui mord la matière exerce une force qui s'additionne
selon la direction d'avance de l'outi.
En même temps, lorsque l'on plonge dans la matière,
il y a une force verticale due à la résistance de la matière,
qui est déviée par la force de l'outil en rotation, donc plus tout à fait verticale.
Par dessus ces deux forces, il y a le déplacement de l'outil qui crée une force latérale cette fois.
Le poids de l'ensemble outi-broche-support et sa vitesse crée également une force.
Le poids du portique et son déplacement crée des forces en appui sur l'ensemble Z.
Et tout ce petit monde s'applique sur les patins du Z avec un bras de levier
qui agit comme un coefficient multiplicateur sur l'ensemble,
sachant que la répartition de ces forces ne sera pas identique sur chaque patin.
La majeure partie des forces suscitées agiront sur les patins Y également,
puis sur les patins X, toujours avec une répartition inégale,
selon le type de mouvement, la vitesse, etc.

Comme je suis un ignorant en la matière, j'ai tout additionné dans mon étude.
Et curieusement, mes résultats semblent cohérents vis à vis de ce que les constructeurs
sérieux retiennent comme choix de guidage dans leurs productions.
Un sacré coup de bol !

++JM

 

[Rom12]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Bonjour,

Tout d'abord merci à tous pour votre participation, fort intéressante et fort profitable pour moi

Lors du salon bois, j'ai pris soin de chaques guidages. Ma conclusion est que faut bien faire attention au profil du rail, qui trahi si c'est des billes ou des rouleaux et de manière générale en portique, la taille des rails du X est significativement plus grosse que le Y et Z.

Je viens d'avoir les tarifs pour le 30mm et le 35mm. Mon surcoût sur le X est respectivement de +270€ht et de +514€ht.

Je ne veux pas remettre en cause toute la CNC, donc je continu un peu mes calculs ... mer** j'suis pas ingénieur ! ben mes grigri alors
Pour moi, le pire des cas n'est pas le tavail en matière, initialement estimé à 800N mais plus la décélération maxi de Y lors d'un ATU (inertie). Ensuite si choc il a, destruction il y a car ca monte très vite.

Pour info j'ai le devis des tubes d'acier (S355J2H EN10210), environ 1,25€ht/kg (coupe incluse) et livré semaine suivante pour 80€, 50€ si plus d'1t

Pour mettre de la couleur, que me conseillerait un ingénieur peinture ? Hammerite au pinceau, direct après dégraissage ?

 

[myf]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Bonjour à tous,

J-Max explique, merci !

Et bien simplement parce que les forces ne sont pas statiques, qu'elles ne s'évaporent d'un axe à l'autre.
En clair, le guidage X prend également les forces du Y et du Z, plus l'effort de broche, plus la résistance dans la matière.
[...]

Les forces appliquées au niveau de la broche vont dans toutes les directions ; elles se reportent sur tous les axes. Les efforts exercés sur chaque axe sont donc du même ordre de grandeur.

Est-ce que cela veut dire qu'il faudrait dans l'idéal que tous les axes soient de même diamètre pour résister (à peu près) aux mêmes efforts (en ordre de grandeur) ?

Cependant j'observe sur les machines existantes que les diamètres sont plutôt plus gros pour l'axe X que pour l'axe Y, et que le diamètre de l'axe Z est souvent plus petit.

En regardant plus finement les efforts exercés, l'axe Y subit un moment de forces plus important : l'axe Z forme un bras de levier car les deux guidages en Y sont au dessus de la fraise, ceci multiplie par 2 les efforts sur le rail Y du bas si l'ecart entre les rails Y est égal à la hauteur de passage entre la fraise et ce rail bas. Le moment des forces semble moins important pour l'axe X et l'axe Z car les efforts sont appliqués dans ce cas entre les rails de guidage.

Les rails encaissent seulement les efforts latéraux car il y a glissement dans la direction du guidage. Au contraire toutes les vis sans fin commandées par les moteurs subissent uniquement un effort axial. Sauf pour l'axe Z sur lequel le poids de la broche intervient, ces efforts sont autant en traction qu'en compression, selon le sens de déplacement de la broche.

Quelle influence cela a sur le diamètre des vis sans fin par rapport au diamètre des rails de guidage ? doivent-elles être du même diamètre que les rails ou pas ?
Les règles de fléchissement des poutres avec la formule [ F.L^3 / (xxx E I) ] donnent l'ordre de grandeur de la déformation des rails sur leur support (pas celui du rail tout seul). Existe-t-il une formule similaire pour étudier le risque de flambage des vis sans fin ?

F., qui écrit peut-être des bétises, et est encore curieux.

 

[J-Max]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Bonsoir,

J'ai tenté d'expliquer ce que je pensais autant que possible.
J'avoue ne pas savoir comment le dire autrement.

Je crois que l'axe le plus sollicité est le Z, simplement car il y a un bras de levier,
et que ses blocs sont peu espacés, en conséquence,
c'est l'axe qui a les rails les plus résistants sur ma machine.
Maintenant, chaque machine mérite son étude.

Tu dis que les rails n'encaissent que des efforts latéraux, je pense que non.
En effet, si on prend en exemple l'effort de plongée dans la matière,
la force de bas vers le haut qui s'exerce tend à soulever tout l'ensemble portique,
donc tous les guidages auront à gérer cette force.
Mais dans le cas des rails X, cette force sera sans doute négligeable par rapport
au poids du portique qui s'exercera en sens inverse.

Concernant les vis à bille j'ai obtenu toutes les réponses à la question sur ce sujet : Vis à bille, comment choisir ?

++JM

 

[naunaud.m]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Dans cette hypothèse, je viens de regarder les poutres encastrées sur le MULLER (La bible des BE) :

Carlos78

C'est moi \o/

Bon blague à part.
J-Max et Carlos ont l'air bien calé, mais si besoin d'un calcul théorique ou deux je m'y colle =D

 

[J-Max]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Bonjour,

Oui, fonce, moi ça m'intéresse

++JM

 

[Rom12]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

bonjour,

Bon blague à part.

Oui, fonce, moi ça m'intéresse

tu va le regreter

Notre dernière grande question était est les contraintes que doivent supporter les rails du X, et précisément un moment axial (Mx) qui varie beaucoup suivant les personnes.
Que trouves-tu avec un effort sur la faise de 1000N dans la pire des directions ???

 

[jere26]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Salut,

Si je peux jouer, je t'annonce un mx max d'environ 30-40 daN.m par axe X qu'il ne serait pas souhaitable de répartir sur tes 2 patins...

Je peux me tromper !....

NB: La Mécanique, c'est pas toujours évident et même en étant dans les calculs du matin au soir 5 jours sur 7 depuis pas mal de temps, on est pas à l'abri d'une connerie, alors je ne vous cache pas que certains messages me font un peu sourire...

 

[J-Max]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Re,

C'est déjà ça
Maintenant, si tu pouvait expliquer (grosso-modo) tes calculs...

++JM

 

[carlos78]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Bonjour Jere26,

Je ne comprend pas ta phrase : "un mx max d'environ 30-40 daN.m par axe X qu'il ne serait pas souhaitable de répartir sur tes 2 patins"
A priori, il y a 2 patins de chaque côté du portique et donc 4 en tout sur l'axe X.
Doit-on comprendre 30-40 DaN.m sur chaque bras du portique (donc pour 2 patins) ?

A+

Carlos78

 

[jere26]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Grosso modo, alors...



D'un modèle 3D, on passe à un modèle plan étudié en pseudo statique en ayant remarqué:

- que les patins avants de par la conception envisagée n'apporteraient quasi rien en "rigidité de rotation" par rapport à l'axe X.
- que seuls les efforts tranversaux et verticaux sur le portique qui n'est pas infiniment rigide sont suceptibles de créer un moment mx.
- que les accélérations transversales ne seront pas énormes en phase d'usinage, à voir en approche...

1) J'isole l'ensemble portique + chariot Y + chariot Z avec sa broche.

2) Liaisons avec le bati : 2 encastrements infiniment rigides (enveloppe...).

3) Efforts extérieurs agissant sur mon système: gravité (modélisée par un effort ponctuel de 250 kg en milieu de poutre...enveloppe) + Effort de coupe tranversal de 100 daN.

4) Résolution en statique plane...soit à la main en s'aidant des théorèmes énergétiques, soit avec des logiciels RDM.

C'est simpliste mais me parait suffisant en première approche...

 

[J-Max]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Re,

Ok, jusque là je comprends. C'est sympa d'expliquer, je me coucherai un poil moins idiot (si c'est possible).
Mais 250kg en mouvement normalement le vecteur force n'est plus vertical, non ?
Où fais-je une erreur ?

++JM

 

[naunaud.m]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

On parle bien des efforts Mx My Mz sur les patins comme représenté en bas de la page 5 ?
Faut que je fasse ça ce soir parce que la au boulot c'est short ! Par contre faut être sur si les patins sont posé à plat sur les poutres ou fixé sur les cotés, parce que ça va changer la donne

Bon par contre, je me suis servi de formules toutes faites pour mon brouillon... parce que considérer une poutre encastrée en chaque bout c'est de l'hyperstatique, et font donc utiliser des méthodes longues et chiantes qui donnent au final les formules toutes faites que j'ai à dispo (qui sont soit dit en passant difficile à trouver sur le net )


Petit rappel des dimensions exacte de la machine ? Avec les écartements entre chaque rail.
Parce que j'ai relu en diagonale les 7 pages là et c'est un peu difficile de faire le point...

 

[jere26]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Rom12, je viens de m'apercevoir d'une chose sur tes perspectives....les patins semblent fixés sur un U possédant une aile de faible épaisseur...ça va dans le bon sens pour minimiser ton mx...

Jmax: En mvt ou non le poids sera toujours vertical (ou presque...)...En mvt uniforme à v constant, aucune force d'inertie ne s'exerce sur ton système, la somme des forces exercées sur ton système étant égale à masse x accélération...cela se nomme "principe fondamental de la dynamique"...et ça porte bien son nom !

J'espère ne pas passer pour Monsieur je saistout sur le calcul Mécanique car c'est loin d'être le cas et je dirais même que plus je vieillis et plus je doute !

J'ai aussi du taff...à bientôt !

 

[J-Max]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Re,

En tous cas merci de partager ton savoir.
Même si on sait peu, on a toujours quelque chose a apprendre à quelqu’un.

++JM

 

[carlos78]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Jere26 : En fait on est d'accord à 100%. On sent bien une certaine approche galiléenne du torseur dynamique dans tes explications ...
Dans mon calcul sur un coin de table je prenais comme toi l'hypothèse d'une masse uniformement répartie de portique de 250Kg encastrée aux extrémités ce qui engendrait un couple Mx de 27.8 DaN.m (c'est pas loin des 30-40 DaN.m). Je rajoutais ensuite 100Kg pour le Z + l'effort de coupe en plongée (donc + 33.4 Dan.m). Si les 100Kg sont considérés horizontaux, alors ils n'influent pas le Mx. Je confirme également que le poids reste vertical même en mouvement.

Naunaud.m : les patins peuvent être horizontaux ou verticaux. Le Mx est le couple autour de l'axe X

A+

Carlos78

 

[jere26]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

En rapide:

J'ai pris 250 kg pour la masse d'ensemble de mon sytème (Z compris)...c'est ce que j'avais en tête.

Mon effort de coupe 100 daN est horizontal direction Y, et le moment mx engendré par cet effort vient s'aditionner d'un coté à celui du à la masse de l'ensemble pour culminer à 30-40 daN.m et se soustraire de l'autre coté....

NB: Ton effort de plongée ne fait que soulager tes patins...

 

[naunaud.m]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Naunaud.m : les patins peuvent être horizontaux ou verticaux. Le Mx est le couple autour de l'axe X

Je demandais ça pour me repérer par rapport au schéma des patins de la page 5.
Mais c'est vrai que ma question est un peu bête... j'ai juste à poser les axes de la machines dans le même sens que ceux des patins =_=

Je fais mes calculs ce soir et on va voir si je mérite mon diplôme en juin

 

[gaston48]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Pour moi, la triangulation est assurée par les 2 tubes 150x75 verticaux, placés de long et de chaque cotés.

je pensais à une triangulation suivant cet axe là :

 

[Rom12]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

@gaston48 > moi aussi je crois

 

[carlos78]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Rom12 :
L'exemple de Gaston48 montre un portique dissymetrique avec une triangulation dans le plan YZ d'un coté et une triangulation dans le plan XZ de l'autre coté.
La triangulation que tu montres sur ta machine est symetrique dans le plan XZ.

A+
Carlos78

 

[naunaud.m]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Bonne nouvelle pour toi, les rails de 20 suffisent. Tout du moins par rapport au Mx... le reste je ferai plus tard !

PS : Rom12 essai d'expliquer qu'il pense que la poutre en elle même fait office de triangulation... Mais ça marche pas comme ça
[glow=red]
Suite à discussion, il manque la prise en compte des déformations des poutres qui influent sur le couple final. Donc la valeur n'est juste UNIQUEMENT que si on considère les poutres et les liaisons parfaite, sans déformation ![/glow]

 

[gaston48]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

C’est juste une question de proportions,
disons que je vois une certaine « faiblesse » à ce niveau par rapport au 300 mm
de hauteur de la poutre.
Beaucoup d’exemples de gros routeurs préservent cette section jusqu’au bas des jambes.

 

[naunaud.m]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

C’est juste une question de proportions,
disons que je vois une certaine « faiblesse » à ce niveau par rapport au 300 mm
de hauteur de la poutre.
Beaucoup d’exemples de gros routeurs préservent cette section jusqu’au bas des jambes.

Le gros avantage de cette triangulation c'est que tu ménages ta liaison entre la poutre verticale et la poutre horizontale. Mais c'est pas forcément indispensable dans tous les cas... c'est à calculer ! Mais là, non je le ferai pas, j'ai pas envie de m'amuser à calculer les torseurs de cohésion des poutres, ni la résistance au cisaillement des vis, ni la résistance à l'arrachement/cisaillement des filets dans la poutre, ni la... bon ok j'arrête

 

[jere26]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Hey Naunaud, prends le pas mal, mais avant d'aller plus loin, commence par t'interroger concernant la raideur des encastrements que tu as mis en bout de poutre dans ton bout de note, note qui te permet de dire que les rails en 20 passent...OK y'a plein de choses intéressantes dans le Muller mais là nous ne sommes pas dans le cas d'une simple poutre bi-encastrée...

 

[Rom12]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Bien sûr que les 2 'poteaux' font office de triangulation !
Sur cette BZT comparable (PFG-S), je ne pense pas que ce soit le coffret électrique triangule mais bien les 2 poteaux de 100 ou 150mm (Certaines n'ont que quelques millimètre de contreventement en Y)

Pour les rails du X je pense prendre du 30mm car la où çà peut tuer (selon moi) c'est une décélération trop forte (atu, mauvaise rampes, coupure de jus) quand le Y est à Vmax. Bien que le réducteur soit réversible (qui me justifie la crémaillière en module 2) je bosse à calculer un ordre de grandeur.
F[sub]totale[/sub]=m*(dv/dt)

Si la décélération des 65kg se fait en 0,5s ca fait une force de 607N. Si c'est 0,25s ca monte à 1214N ! aie ...
Edit 2 : Finalement non, pas aie puisque j'ai ouvert mes yeux et lu newton et pas kilogrammes

 

[jere26]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Oui Rom12, tu as raison, mais ce que veut te dire Gaston48 c'est que tu aurais pu raidir d'avantage ton portique suivant Y en y ajoutant un raidisseur ou une jambe olique (bracon), et il a raison aussi...

 

[naunaud.m]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Hey naunaud, avant d'aller plus loin, commence par t'interroger concernant la raideur des encastrements que tu as mis en bout de poutre dans ton bout de note, note qui te permet de dire que les rails en 20 passent...

Pas faux...
Il est vrai que si c'est un encastrement parfait, ça passe.
Maintenant j'ose espérer que les trous de fixations des patins sont dimensionnés en fonction de ce que peuvent encaisser les patins... Donc à supposer que la qualité des vis utilisées est suffisante, je ne vois pas le problème d'apparenter la liaison à un encastrement.

Concernant l'encastrement poutre verticale/horizontale... bah justement si ça suffit pas faut trianguler


D'accord avec moi ?

PS : j'ai vu que tu as corrigé ton texte, je l'ai pas mal pris rassure toi. Après la question était "quel est l'effort Mx sur les patins". Je n'ai fait qu'y répondre en supposant que tout ce qui se passe au milieu est un ensemble cohérent et uni...
PS2 : en plus mon calcul rejoint ton estimations de 300 à 400N par patin

 

[jere26]

Re: [étude] réflexions sur une big CN

Je m'explique...comme Carlos78 vous raisonnez sur une poutre bi encastrée, alors oui ça simplifie bien les choses, mais un peu trop à mon sens quand on cherche à déterminer des moments mx...en pieds de portique...

Et tu ne seras pas surpris qu'avec 600mm de poteaux "plutôt souples" sous ton encastrement poteau/poutre, ton moment diminue grandement...

Autre chose, tu pars bien en notant que les 100 daN suivant Y risque de t'apporter un moment supplémentaire pour ne pas le prendre en compte à la sortie, dommage car c'est l'effort le plus influent pour ton mx...

Ah la jeunesse !!