Fraise 3 tailles + 2 rayons (?)

[SIMEARTH]

Bonjour,

Existe-il des fraises qui permettraient d'usiner, sur machine 3 axes, une poche fermée suivant X et Y, ayant une forme de rainure en T avec des congés ? En résumé je parle d'une fraise 3 tailles ou Woodruff avec en plus 2 rayons sur les angles (Cf illustrations ci-dessous, ça sera plus parlant).

Si ça exitse, est-ce un type de fraise assez fréquent dans les ateliers ? ou alors très spécifique ? J'ai survolé 2-3 catalogues de fraises sur internet, j'ai malheureusement rien trouvé qui ressemble à ça...

Sinon, y aurait-il un moyen réaliste d'usiner la poche en question (la présence des congés est indispensable) ?

Merci d'avance!


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[Dodore]

Il y a la solution de te faire affûter une fraise spéciale , si tu ne trouve rien d'autre
Ou bien de faire affûter un grain de forme monté sur un axe non finalement je ne vois pas comment on pourrais fixer ce grain

 

[Quark21]

Une fabrication en deux parties est complément proscrite ? Cela solutionnerai ton problème !

Je suis curieux, tu peux nous donner l'utilisation ?

 

[SIMEARTH]

Merci pour les réponses,

@ Dodore,

Si tu me proposes directement d'en créer une, j'en déduis que cette forme d'outil n'existe vraiment pas..

J'aimerais bien rester sur des fraises standards, ou au moins sur catalogue.

@Quark21,

Oui, tout doit être fait en un seul bloque.

Pour l'utilisation, euh comment dire... vous allez crier ( ) : alors déjà je suis juste concepteur BE, pas usineur, et je réfléchie à différents concepts de cadres vtt usinés dans la masse. Ce n'est qu'un projet perso, ce ne sont que des concepts pour l'instant, mais c'est un minimum sérieux quand même. (J'essaye de déterminer une section de profilé idéale qui soit assez facilement usinable et égalant en terme de rigidité et de masse un tube rond classique. La poche en question était intéressante pour moi dans ce contexte.)

En espérant ne pas avoir trop perdu en crédibilité

 

[SIMEARTH]

Faire affûter une fraise spéciale, dans mon cas faudrait faire ça à partir de quel type de fraise ? 3 tailles/woodruff ?
ça serait quoi les ordres de prix d'un tel affûtage ? juste pour avoir une idée. Merci

 

[vibram]

c'est quelle partie du cadre là ?

 

[bricomega]

bonjour
je vais peut-etre dire une co..rie,mais tu peux essayer d'affuter outil a gorge en hss tu le coupes pour diminuer la flexion et tu le fixes dans un porte pince ou une tete à aleser et tu y vas mollo( ça c'est l'idée generale, apres faut adapter en fonction des dimensions de ta poche)

 

[Quark21]

Une fraise convexe peux faire le boulot, après une ébauche a la fraise droite (Car pas de coupe au centre, et pas de possibilité de descendre plein matière) :

Dispo par exemple sur le catalogue Gloor, page 2/21 :
http://www.flptooling.com/catalogs/GloorCatalog.pdf

Mais c'est probablement pas donné !

 

[osiver]

Pourriez-vous coter le dessin ?

 

[vax]

Tu pourrais envisager de le faire en "balayage" avec une fraise en T, mais ce sera plus long...

C'est pour usiner quel type de matière ? La solution de Quark21 est "presque" simple dans le monde du bois....

 

[SIMEARTH]

@vibram : les images que j'ai mis ne correspondent pas directement à mes concepts, j'ai représenté un bloc pour exposer le problème hors contexte.

Dans mon cas, il s'agit d'usiner un triangle avant de cadre tout-suspendu (cf exemple plus bas).

@bricomega : ok, je prends note.

@Quark21 : ah ouais intéressant. Oui j'imaginais aussi ébaucher la poche avec une fraise classique et ensuite creuser latéralement. Par contre avec celle que tu proposes on est obligé de faire 36 passes j'imagine (?)

Malgré le fait que je ne me lance pas dans le procédé de fab le moins couteux, j'essaye de faire un truc réfléchi qui sera financièrement "raisonnable" plus tard. Concrètement j'essaye de concevoir un truc qui soit réalisable quasi-intégralement sur du 3 axes, avec des formes et des outils qui permettent de débiter rapidement la matière sans faire 36 passes (balayage à la fraise boule etc...), si possible uniquement avec des outils standards fréquents dans n'importe quel atelier, etc...

@osiver : cf plus bas

@vax : effectivement j'ai pas pensé à cette solution. Mais ouais j'aimerais éviter tout ce qui est balayage qui nécessite un grand nombre de passes.

ça sera de l'alu 7075.

Du coup en illustration :

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Voici une représentation d'un triangle avant (c'est une maquette très grossière juste pour montrer le principe du type d'objet envisagé ; Là y'a encore énormément de matière, ça doit peser 1 tonne).

Sur ce cadre, les "poutres" ont des sections en H (poches bleues usinées de chaque côtés). Mon idée actuelle serait de remplacer les section en H par des sections en "double C" (meilleur rigidité globale) :

*old link*

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Je vais créer plus tard un post dédier à l'usinage de cadres usinés dans la masse, pour poser toutes mes questions. Mais tant que j'y suis, : j'imagine que les relatives faibles épaisseurs (2mm) du profilé que j'aimerais usiner vous hérissent les poils et seront sources de vibrations et de problèmes. Est-ce que ce genre de poutre est tout de même usinable (malgré le risque de vibration) ? (en admettant que la pièce soit correctement bridées, et que l'ordre des usinages soit judicieusement choisi pour que la pièce soit la plus rigide jusqu'au bout).

Merci pour vos avis

 

[Maxg]

Intéressant comme projet!

Ca serait pas un carter pour une boite effigear que tu as prévu?

 

[vibram]

je bricole que des velos (veloartisanal.fr ) donc je ne suis pas du monde de l'usinage donc il y aura des avis forcement plus éclairés que le mien !
Mais je me pose cette question: est-ce qu'il y a une réelle chance d'avoir un vélo de rentable, ou du moins à coût réduit ?
Car tu fais attention à cela en terme d'usinage, ce qui me semble important et nécessaire ! en revanche lorsque je vois la taille du brut nécessaire pour la pièce finale, tu n'as pas peur que cela plombe le coût?
je viens de commander des tubes double butted 25cd4 pour me faire un fat. A l'unité, ces tubes valent une fortune (enfin tout est relatif mais c'est cher au kg !!!) mais pour ceux qui produisent des petites ou grandes séries, les prix chutent de manière radicale. J'avais vu les prix pour une vingtaine de kit cadres à taiwan, une misère....

De plus, comment compte tu faire pour le triangle arrière ? là aussi tu veux tout usiner en une pièce ?

Dans l'hypothése ou ma remarque est judicieuse, ne serait-il pas intéressant de s'orienter vers de la fonderie?

En tout cas ca m'interesse bien ce genre de projet qui sortent de l'ordinaire ! continue de nous tenir au courant stp

 

[vax]

Tu as aussi moyen de faire tailler cette fraise sur mesure, chez un affuteur ce n'est pas forcément "hors de prix"...
La fonderie pour réaliser des bruts "bien avancés" c'est une excellente idée. Surtout quand on voit les caractéristiques de certains alus après traitement thermique...

 

[osiver]

Compatible avec les dimensions fournies, au tout début du catalogue GLOOR cité au-dessus, ils proposent des fraises de forme, sur demande.

 

[kiki86]

bonjour
une fraise rainure a té que tu fais rayonner

 

[Quark21]

Malgré le fait que je ne me lance pas dans le procédé de fab le moins couteux, j'essaye de faire un truc réfléchi qui sera financièrement "raisonnable" plus tard. Concrètement j'essaye de concevoir un truc qui soit réalisable quasi-intégralement sur du 3 axes, avec des formes et des outils qui permettent de débiter rapidement la matière sans faire 36 passes (balayage à la fraise boule etc...), si possible uniquement avec des outils standards fréquents dans n'importe quel atelier, etc...

ça sera de l'alu 7075.

Merci pour vos avis

Comme le dit Vibram, un brut pour ton triangle (55mm x 500mm x 700mm) pèse environ 60kg, soit au minimum 600€ de matière (Dont tu vas transformer 90% en copeaux). Et vu le temps pour usiner dans un tel bloc, on sort a mon avis du financièrement raisonnable. Si j'étais toi, je le penserai en sections indépendantes (Les 3 barre de ton triangle), soudées par la suite. Ou je regarderai du côté de l'extrusion/cintrage et de la fonderie.

 

[bricomega]

bonjour simearth
le plus couteux c'est le prototype,c'est du temps de l'argent et des competences,apres une fois qu'on a obtenu ce qu'on voulait ,faut voir les solutions les plus rentables pour produire en series.C'est toi qui va usiner?parce que j'ai cru comprende que ce n'était pas tout à fait ta partie,usiner une telle piece c'est pas à la portée du premier venu,il y a des sacrées contraintes d'usinage du fait de l'epaisseur des toiles et à mon avis faut vraiment bien maitriser le fraisage et la fraiseuse,mais tout est faisable

 

[veg-d]

ca sent la boite effigear tout ca... :D

 

[veg-d]

mais oui rentabilité zero, c'est certain, mais mon dieu que ca va être beau!
après, c'est sur qu'évité de tout balayer pour des questions de cout, quand on voit les heures qu'il va y avoir dessus dans tout les cas... un peu plus un peu moins, ca va pas tout changer fondamentalement la note

 

[kiki86]

re
il existe chez TECHNAL des profilés équivalents
peut être ton bonheur

 

[kiki86]

bonjour
pris dans la masse
attention aux libérations des contraintes : ton cadre va partir en vrille

 

[SIMEARTH]

Merci pour les commentaires!

@Maxg et veg-d : et oui une boîte Effi est prévue! L'avantage de l'usiner avec le cadre c'est de pouvoir modifier comme je le souhaite l'entraxe "axe d'entrée - axe de sortie", en fonction de ma cinématique; là pour simplifier j'avais représenté un carter classique avec les 3 axes alignés. Sinon ça permet aussi d'avoir un capot que d'un seul côté (potentiellement plus fiable mécaniquement et en étanchéité..).

@vibram :

Rentable, non biensur ce n'est pas le but, coût "réduit" par contre c'est faisable je pense, tout est relatif au budget de chacun évidemment.

Le cout dépendra déjà des étapes que je prends en charge et celles que je sous-traite. Concrètement j'ai l'intention de gérer moi même l'élaboration des gammes et la FAO (via une connaissance), et je "sous-traiterais" le temps de mise au point FAO, le temps de réglage, le temps de machine. J'ai l'intention d'aller vers un usineur avec un dossier complet et en ayant vraiment mâché le travail. Après je pense qu'une conception optimisée et réfléchie permettra de minimiser le coût aussi .

Et sinon ce qui définira le prix ça sera surtout la structure dans laquelle je me dirigerais :

- Un pote usineur qui a du temps à perdre et du matériel à disposition (je n'en connais pas)

- Un usineur passionné via un forum

- La société qui m'emploie et qui possède un atelier avec quelques machines et usineurs compétents. (je paye que les heures réelles de réglage/usinage, matière sans marge, pas de TVA...ou encore moins si le boss est de bonne humeur)

- Une société d'usinage quelconque (marges + TVA)

J'envisage en priorité le cas 3 mais tout est précaire et je ne sais pas où je serais dans 1/2/3? ans quand je passerais vraiment à la fab.


Pour la matière, oui je suis conscient du coût (je considère 800€ TTC au pire des cas (bloc de 700x500x90 soit 88kg pour du 8€ HT/kg). Mais là aussi y'a peut-être moyen de réduire un peu tout ça (se débrouiller pour acheter un brut "triangulaire" (peu probable), partir sur une base de brut pré-découpé (jet d'eau ou autres (mais surement pas donné et le volume de matière initial à payer restera le même..), faire au moins déduire le prix des 86kg de copeaux à l'usineur, ou autre combine à laquelle je n'ai pas encore pensé ).

Bon sinon concrètement, dépenser entre 1000 et 1500€ pour la fab du triangle avant n'est pas absurde pour moi. Considérant 800€ d'alu, ça me laisse au max 700 € HT d'usinage soit quasi 12h de 3 axes (4h de réglage, 8h de copeaux). Je pense que ces chiffres (nb d'heures) ne sont pas trop sous-estimés si tout est bien préparé en amont. Merci de donner vos avis si quelque chose vous choque .

A titre indicatif pour ceux qui n'y connaitraient rien en vélo, dans le domaine du vtt, acheter un bon cadre tout suspendu à 2000-2500€ quand on est un pratiquant passionné est quelque chose de presque normal/courant.


Pour le triangle arrière, c'est moins problématique parce que les pièces sont potentiellement petites (haubans, bases...) donc moins volumineuses, moins de temps d'usinage, etc... Par contre dans mon cas c'est un peu différent car j'essaye de développer un monobras AR (c'est mon projet principal en fait), également usiné dans la masse du coup (Brut = 550x150x100), en terme d'usinage ça reste quand même moins ambitieux que le triangle avant, mais la faisabilité (rigidité/résistance/masse) n'est pas encore certaine.


En ce qui concerne le fait de s'orienter vers un autre procédé de fab, non ça ne fait pas trop partie de mes objectifs.

Les raisons qui me poussent à usiner :

- Utilisation d'un alu (7075) presque 2 fois plus résistant qu'un alu soudable (6061, 7020,etc..)

- Fiabilité et maîtrise de la résistance mécanique ; Aucune soudures (donc pas de problème lié à la fiabilité des soudures, pas besoin de traitement thermique post-soudure, difficile à maîtriser et sur lequel la résistance mécanique finale du cadre repose). Avec une pièce usinée dans la masse on a une homogénéité et une continuité de matière même dans les zones sensible, les caractéristiques méca du matériau ne bougent pas d'un poil durant la fab.

- "Simplicité" de la fabrication ; Aucune soudures (donc pas de process de fabrication complexe (genre découpe/usinage tubes et pièces ; création gabarits soudage/redressement ; soudage ; traitement thermique ; redressement ; ré-usinage surfaces fonctionnelles...)

- D'autres procédés peuvent très bien faire l'affaire en terme de résistance mais j'ai un petit côté puriste et maniaque, mécaniquement parlant, l'usinage reste l'idéale je pense.

- Et puis je sais pas l'usinage a je trouve un petit côté noble, en partie pour les raisons ci-dessus, aussi parce que c'est ce qui est utilisé exclusivement pour les structures primaires dans l'aéronautique (je participe au design de pièces avion dans mon taff actuellement, ça doit déteindre un peu sur moi ), sur un vélo l'idée me plait, c'est en plus original et esthétique à mon sens.

En ce qui concerne vos suggestion de fonderie, la résistance méca d'un alu de fonderie reste quand même moins élevée, et avant tout, pour une production unitaire ça m'étonnerais que ce soit financièrement avantageux (moule, etc...).


@vax, osiver, kik86, ok pour le taillage de fraise sur mesure et les fraises de forme Gloor sur demande, c'est une piste à étudier.

@Quark21, un des but est d'éviter le soudage, sinon je souderais des tubes creux ronds qui ont le meilleurs compromis rigidité en flexion que tout autre type de poutre.

@bricomega, non effectivement je n'ai aucune compétence pratique, je ferais sous-traité par quelqu'un d'expérimenté (le chef d'atelier de ma société si possible), sur une CN 3 axes type HAAS Vf6 par exemple.


@kiki86 :

Peux-tu préciser sur ta mise en garde sur les libérations de contraintes ?

Un bloc brut en alu est normalement très stable et ne présente aucune contrainte interne, donc pas de raison de se déformer pendant l'usinage; de plus l'alu est plutôt "facile" à usiner comparé à d'autre matériaux (acier, titane...) la montée en température doit être relativement faible. Mes épaisseurs de paroies sont fines (2mm) mais je n'usine pas non plus une plaque plate et fine sans rigidité : là le cadre aura une épaisseur mini de 50mm et donc une rigidité relativement élevée.

Je ne suis pas dans le cas d'une reprise d'usinage d'une structure mécano-soudée, qui pourraient effectivement présenter des pb de contraintes internes (et qui nécessiterait une stabilisation avant usinage). Nan? après j'ai peut-être oublié un truc, je suis à l'écoute de toute recommandation

 

[SIMEARTH]

Sinon pour info certaines marques de vélo se sont déjà lancées dans ce genre de projet :

http://www.bike-magazin.de/mountainbikes/freeride/cnc-gefraestes-freeride-bike-ribisu/a20281.html

Les cadres sont usinés en Asie et vont être commercialisés prochainement (autour de 3800€ à priori).

 

[serge 91]

Bonjour,
Ça m'ennuie de jouer les Cassandre, mais je donne quand s mon avis.
Coté look j'aime bien.
L'usinage d'un proto C'est toujours faisable en y mettant le prix.
Pour la série, peut être partir de brut de fonderie.
Par contre, la rigidité en VTT, nulle.
La résistance aux chocs, nulle.
L’aérodynamique, nulle.
La capacité a accumuler de la boue excellente mais le nettoyage?
Bref, pour moi tel que je le sent pas.
D'ailleurs, sur les photos ce sont des pièces de fonderie à structure ouverte et renforts triangulés.
Désolé!

Serge

 

[vibram]

super, on voit que c'est réfléchi
J'avais etudier du monobras pour un fatbike avec un tube en 25cd4 mais cela imposait une section vraiment grosse et surtout un beau bordel pour placer la transmission ainsi que le frein à disque (car je voulais garder le derailleur arriere)
Un jour si j'ai la motivation je me re pencherai dessus

 

[SIMEARTH]

@serge 91, Bonjour et merci, pas de soucis j'aime bien les critiques, c'est toujours constructif.

Rigidité : peux-tu développer ? car je n'ai pas les même conclusions

C'est justement mon objectif premier de déterminer un type de section de poutre qui sera équivalent (en rigidité et en masse) à une section de tube de cadre classique soudé.

Ma référence de comparaison est donc une section circulaire de tube Ø50xEP2 :

Moment quadratique /y = 8.7 cm4

Moment quadratique /z = 8.7 cm4

Aire (<=> masse) : 302 mm2

Section en "double C" usinable, que je présente en page 1 :

Moment quadratique /y = 11.2 cm4 (=> 29% plus rigide en flexion /y que la référence)

Moment quadratique /z = 6.2 cm4 (=> 28,5% moins rigide en flexion/z que la référence)

Aire (<=> masse) : 330 mm2 (=> 9% plus lourd que la référence)

Conclusion : Le tube rond est le compromis parfait (flexion /y ; flexion/z) donc inégalable mais on peut s'en approcher avec une section ouverte usinable. Ma section actuelle "Double C" n'est pas ridicule en terme de rigidité et est encore optimisable. Là à ce stade j'essayais d'éviter d'avoir à ajouter des nervures de renfort pour "simplifier" l'usinage (fraise de petit diamètre pour aller dans les angles fermé) (mais nécessite la création sur mesure d'une fraise vous allez me dire ), ne pas opter pour la solution de base qui existe déjà (vtt Ribisu), et essayer de réduire l'exposition des arrêtes vives.

Accumulation de boue / nettoyage : Et justement mon but aussi est d'essayer de supprimer l'aspect arrêtes vives et nettoyage. Le profilé double C me permet de mettre des chanfreins de 5mm sur les angles extérieurs de la poutre. Les bords tombés contribuent au lissage globale et permettront potentiellement de clipser un capot léger en plastique pour fermer la poutre (en option)

Résistance aux chocs : là aussi est-ce que tu peux développer ?

Quand tu parles de résistance aux chocs tu parles de résistance à la fatigue ? J'ai peut-être des lacunes à ce niveau (toutes infos m'intéressent), mais pour l'instant, pour moi à partir du moment où j'ai 2 structures triangulaires de formes semblables, de même matériau, et sollicité par un même chargement, c'est la valeur maxi de la contrainte mécanique relevée en statique qui pourra caractériser la résistance en statique de la structure, et par déduction la résistance à la fatigue (en appliquant des coefs de sécu, ou autres...).

En faisant quelques simulations analytiques rapides (Rdm6) et élément finis, je trouve :

(Poutre de 500mm encastrées et chargée arbitrairement à 1000N) :

Tube rond Ø50xEP2 (référence) :

Flexion /y : 144 MPa

Flexion /z : 144 MPa

Poutre section double C :

Flexion /y : 100 MPa (=> 30% moins contraint que la référence)

Flexion /z : 200 MPa (=> 38% plus contraint que la référence)

Conclusion : A partir du moment où un cadre classique soudé est considéré comme résistant aux chocs, pourquoi le cadre usiné ne le serait pas (au vue des valeurs ci-dessus) ?

- Les contraintes un peu plus élevées sur le cadre usiné sont largement compensées par sa limite élastique (Re=400 MPa pour une plaque d'EP 90mm en 7075 T651), 2 fois plus grande que les tubes d'un cadre soudé (Re=200 MPa pour du 6060 T6 en étant gentil).

- Là où le tube usiné est moins bon (flexion /z), les chargements latéraux et les contraintes engendrées seront considérablement moins élevé donc probablement moins générateur de fatigue.


Un point que je n'ai pas étudier c'est le comportement en torsion des poutres, mais normalement sur une structure triangulaire, les poutres ne peuvent pas être véritablement sollicitées en torsion.


Aérodynamisme : effet négligeable en dessous de 40 km/h (cas du vtt)


Photos vtt Ribisu : euh non, tu m'as mis le doute mais c'est bien usiné dans la masse :

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@vibram : à t'as déjà réfléchi sur un monobras? je me sens moins seul !! Et ouais c'est vraiment un défit technique complexe, je ne suis pas encore sur qu'une solution existe (dans mon cas, où j'ai pour but (utopique?) d'atteindre une masse équivalente à un triangle arrière classique d'enduro (entre 800 et 1000g...). Avec la boîte de vitesse la transmission ne pose aucun problème, par contre l'intégration du disque qui m'embête..

Enfin bref je m'écarte de mon petit problème initial de fraise

 

[vibram]

D50ep2 c'est quoi comme vélo ?
Veg d qui vient de finir son vélo de DH à des tubes plus fins que ça ! Et il roule comme un bourrin
Je viens de finir mon endurigide (visible sur vélo artisanal), des tubes droits (pas double butted) ep 1.2mm pour la plupart et même 1.6mm pour le seat Tube, ça pèse déjà le poids d'un âne mort !

Mais sur le principe il vaut mieux que ce soit plus rigide que pas assez c'est certain !

Pour le mono bras je pensais le mettre côté gauche, un axe costaud de 20mm et au bout de cet axe là fixation de pâte de dérailleur
J'ai une vieille jante de 26' je devrais déjà regarder avec. Mais mon monobras n'était pas un vrai mono car j'avais une base et un hauban sinon ça faisait vraiment beaucoup de contraintes sur le BB ...

 

[kiki86]

bonjour
tu ecris :
Avec une pièce usinée dans la masse on a une homogénéité et une continuité de matière même dans les zones sensible, les caractéristiques méca du matériau ne bougent pas d'un poil durant la fab.
non : tu coupes les fibres
ce sont les contraintes du a l'élaboration de la plaque

 

[SIMEARTH]

@vibram,

Le Ø50x2 c'est un peu arbitraire, pour expliquer ma façon de procéder.

Perso je veux obtenir un cadre d'enduro, pour toutes les caractéristiques j'essaye de m'aligner sur le cadre actuel que j'ai sous la mains (un Spé Enduro Comp 2013). Les tubes sont hydroformés avec épaisseur variable. J'ai fait des mesures partout où je pouvais (à travers les trous de fixation des supports de gaines sous le downtube par exemple) : j'ai du 1,2mm au centre, 1,6/1,7mm à 15cm de la direction et du bb, ma grande question est de savoir combien j'ai à proximité du bb et de la direction, 2 voir 2,2mm à mon avis mais incertitude totale. La forme des section est un peu ovale genre 57x49. C'est les valeurs d'un bon enduro, je m'alignerais sur ça.

Si t'as des infos sur les épaisseurs de tubes hydro d'enduro en général, je prends biensur