Fraiseuse CN, bâti béton

[Remi C]

Salut à tous,

C'est mon premier post sur ce forum que j'affectionne tout particulièrement pour sa richesse et je me suis dit que le minimum que je pouvais faire pour vous le rendre à tous est de vous présenter mon projet de conception/fabrication d'une fraiseuse verticale 3 axes avec un bâti en béton.

Le projet a démarré il y a à peu près 3 ans quand j'ai acheté la broche en SA40. C'était probablement une broche pour fraisage lourd vus les roulements à rouleaux coniques + roulement à rouleaux.

J'ai dès le début fait le choix de ne concevoir que l'ensemble axe Z/broche + bâti et d'acheter la table croisée car sinon le projet aurait duré des plombes et je me serais probablement découragé ne pouvant travailler dessus que quand je rentre à mon atelier chez mes parents.

J'ai donc ensuite conçu le coffrage pour y inclure les inserts taraudés, du ferraillage et des tubes de PVC qui m'ont ensuite permis de précontraindre le béton pour essayer de ne le faire travailler que dans sa zone de compression. 2 tiges filetées M16 assurent la précontrainte de la colonne et 2 autres précontraignent l'équerre à 45° de ses surfaces fonctionnelles afin de l'empêcher de s'ouvrir et de fissurer. J'ai coulé un béton inspiré des BFUP (mais sans fumée de silice, presque impossible à se fournir), avec peu d'eau, beaucoup de plastifiant et de fibres métalliques + polypro.

Beaucoup de pièces métalliques ont été fabriquées en tôlerie (découpe laser) et soudées au TIG. N'ayant pas d'accès à une fraiseuse pour fraiser la face d'appui du bélier qui fait l'interface entre la broche et les patins de guidage, j'ai du pour l'instant limer des rondelles pour combler les déformations lors du soudage et du séchage du béton. J'envisage de remplacer ces rondelles par une résine de calage, ce qui contraindra moins les rails et donnera une meilleure transmission des efforts. Soit dit en passant, les rails sont des INA à 3 rangées de billes récupérés sur une rectifieuse à mon travail, tandis que la VAB du Z est une NSK récupérée d'une affuteuse et gracieusement donnée par un collègue.

J'ai pu faire les premiers essais de fraisage le week end dernier et les résultats sont impressionnants : les fraises coupent sans aucune vibration, que ce soient des ravageuses ou des finitions, et même les petits tourteaux coupent comme dans du beurre. J'ai monté un moteur de 3 Kw afin de ne pas être limité par la puissance de la broche.

Les prochaines améliorations que j'apporterai sont :

• calage du bélier à la résine
• amélioration de la lubrification de la table croisée (chinoise, achetée chez HBM) avec des "pates d'oie"
• numérisation des 3 axes avec des moteurs PAP (que je possède déjà)

Des images parlent mieux qu'un long discours, place aux photos !!

On peut voir, dans l'ordre :

• Le palier de la VAB du Z imprimé en 3D
• le moteur PAP du Z et son support + poulies HTD, tout imprimé en 3D
• La broche démontée
• Le coffrage cours d'huilage puis rempli de son béton
• Le produit final en cours d'assemblage et terminé

J'espère que ça vous plaira, j'attends vos remarques et améliorations potentielles auxquelles je n'aurais pas pensé !!

A++

 

[sevictus]

Bonjour
Joli bâti de machine. Par curiosité, ça pèse combien ?
Comment as-tu assuré la planéité des faces d'appui des rails ? Rectification ou rondelles de calage ?

 

[Remi C]

Salut Sevictus,
le bâti pèse 300 Kg, pas facile à manipuler avec les moyens du bord

J'ai tenté d'assurer la planéité des surfaces d'appui des rails en fixant les rails à l'extérieur du coffrage quand j'ai coulé le béton. J'ai fait confiance à leur précision de réalisation et à leur rigidité. Ce n'est pas idéal mais n'ayant aucun moyen de rectification et de contrôle, je m'en satisfait. d'ailleurs pour la précision que je recherche (et que je n'ai pas encore contrôlée), ça devrait être suffisant. Je vous tiendrai informé lors des prochains avancements !

J'avais aussi envisagé d'acheter des rondelles pelables mais j'ai du mal à en trouver.

A+

 

[Jmr06]

Belle réalisation. La structure doit être hyper stable.

calage du bélier à la résine

Qu'est-ce que tu appelles "le bélier" ? Ce sont les rails du Z, le support de broche ?

Pour les supports de VAB en impression 3D, tu envisages de les laisser à demeure ou de les remplacer par des pièces usinées avec cette belle fraiseuse ?

 

[Remi C]

Salut Jmr06,

En effet j'ai été impressionné par la stabilité du bâti en cours d'usinage. Le petits soucis que j'ai eu au début sont plus liés à la qualité de conception et réalisation de la table croisée qu'au reste...

Oui j'ai appelé bélier (à tort ?) la pièce en tôles de 20 qui fait l'interface entre les patins et la broche. comme elle s'est déformée au soudage et que la planéité (en zone commune) des patins n'est pas parfaite du au rétreint du béton, j'envisage de caler tout ça avec un mastic epoxy pour rattraper les défauts de planéité.

Et pour finir, le palier de VAB ne travaille que lorsque le Z descend (perçage), sinon quand il remonte les roulements à rouleaux coniques appuient sur la tôle de 10. Ca semble bien fonctionner pour le moment mais ça serait un joli projet pour une amélioration future !

 

[Jmr06]

Ok, bien compris pour les roulements de la VAB.
Pour le bélier, je laisserai le soin aux spécialistes de répondre avec précision, j'avais compris que sur une fraiseuse conventionnelle, c'était la pièce en haut de la colonne qui avançait ou reculait horizontalement pour par exemple tenir la lunette d'arbre horizontal. Si d'autres peuvent préciser ?
C'est sûr que vu de loin, la table croisée ne semble pas être au même niveau que le reste. Mais on comprend bien que c'est une solution simple de mise en œuvre.

 

[Nono 78]

Bonjour a tous
C'est vraiment une bonne idée que de remplacer la fonte par du béton, j’espère que tu l'as vibré ?
Amicalement Nono 78

 

[Remi C]

Salut à tous,

Oui j'avais pu récupérer une aiguille vibrante de bonne qualité, ça donne vraiment un bon rendu et une bonne compacité !
J'ai cru comprendre que le béton atténuait bien les vibrations, en tous cas c'est ce que les vendeurs de "mineral casting" / Granitan vendent, et je veux bien y croire si certains fabricants de machines comme Hermle l'utilisent pour couler les bâtis de leurs machines !! Alors certes c'est de la résine Epoxy plus que du ciment hydraulique mais j'avais quand même fait gaffe à utiliser une bonne granulométrie dans l'élaboration de mon béton.

A+

 

[Jmr06]

À quelle vitesse tourne la broche ? J'ai l'impression que la démultiplication entre le moteur et la broche est importante. Cela va être assez rapide pour les petites fraises ?

 

[didierh]

Hello
C'est du lourd !!! Joli !
A+D

 

[Remi C]

La broche ne peut pas tourner trop vite de par la nature des roulements a rouleaux conique... je dirais 1500 tours max. C'est peut etre un peu handicapant pour les petites fraises mais on retombe sur les gammes de vitesse des fraiseuses tradi

 

[Rom']

J'ai tenté d'assurer la planéité des surfaces d'appui des rails en fixant les rails à l'extérieur du coffrage quand j'ai coulé le béton. J'ai fait confiance à leur précision de réalisation et à leur rigidité

Les rails ne sont pas du tout rectilignes d'une manière générales, souvent en forme de banane cintrée vers le haut. C'est le support qui doit garantir la planéité. Il y a fort à parier que l'ensemble ne soit pas vraiment droit, mais tout n'est pas perdu loin de là, il faudrait déja te trouver une petite règle rectifiée, ce n'est pas très cher dans ces longueurs là même en neuf, puis calage avec du clinquant à chaque vis par exemple, il va falloir être patient, mais ce serait dommage de ne pas le faire, la machine le mérite

 

[Remi C]

Salut Rom'

En effet t'as raison, les rails doivent pas être bien droits, ca explique meme le calage latéral sur les machines... Comme tu dis, au boulot je dois pouvoir trouver un bout de surface bien rectifiée, ca s'ajoute a la liste des prochaines modifs a faire ! Merci pour le conseil

A++

 

[Algone]

Belle bête, bravo.
Prochaine étape motorisation de te table croisée?

 

[Remi C]

Salut Algone,

Yes c'est la prochaine étape, j'envisage dans une premier temps de faire les adaptations des moteurs avec des pièces imprimées en 3D, puis une fois que le montage est fiable de les réaliser avec la machine dans de l'acier ou de l'alu.

A+

 

[sebastian]

Bonjour,
un sacré travail ce type de structure en béton, faut être très costaud bravo !
j'ai juste une interrogation sur la structure et la liaison homogène du pied/colonne…
comme tu as visiblement tout coulé d'un bloc, je ne vois pas de ferraillage en L reprenant socle et colonne ?
faudrait pas qu'il y ai un point de faiblesse à ce niveau…
mais peut-être en as tu mis et pas fait de photos.
En tout cas vu son poids elle devrait être bien stable !

 

[Remi C]

Salut Sebastian,
Alors j'ai mis des ferraillages droits dans la colonne qui se prolongent jusque dans le pied. Ils sont attachés sur les inserts taraudés (80 mm de long) afin que ça répartisse un peu les efforts qui auraient tendance à tirer le rail du support. Le béton hautement fibré avec des fibres métalliques remplace aussi une partie du ferraillage nécessaire. Puis en dernier, il y a 2 tiges filetées M16 qui traversent à 45° de la colonne et sont fixées sous le pied, ce qui met en compression la matière qui aurait tendance à se fissurer entre le pied et la colonne. Je pense qu'avec tout ça j'ai mis ceinture et bretelles, mais on verra à l'usage
Sur la photo tu peux voir les 2 tiges filetées qui sont à 45° et le contrepoids du Z.

A+

 

[sebastian]

ah ok, bien vu l'histoire !
tu avais donc prévu ces tirants dans les tubes IRO qu'on voit sur tes photos.
J'ai déjà vu ce type de béton fibré, c'est vachement raide une fois tiré ; alors si tu l'as vibré en + c'est TOP !
Tu as encore le temps de lui faire un petit coup de finition au mastic pour boucher les trous, puis une belle peinture de ton choix.
L'esthétique est affaire de goût mais c'est toujours sympa de bosser sur une belle machine, surtout quand on la fabrique soi-même
Encore bravo et bon courage pour la suite avec un calage certainement nécessaire, mais bientôt les copeaux

 

[Remi C]

Hello !
Oui j'avais prévu ça avant de couler, même si les tubes se sont légèrement cintrés sous le poids du béton, avec un maillet la tige filetée a finie par rentrer !

Pour la peinture, j'avoue avoir été un peu flemmard pour reboucher les trous et j'ai passé direct 2 couches de peinture pour sol de garage résistante aux hydrocarbures. Je me suis dit que les fonderies des vraies machines ne sont pas toujours soignées sur les parties non usinées, je n'ai donc pas trop à pâlir de la qualité de mes surfaces...

Ce week end je devrais pouvoir faire une petite vidéo en fonctionnement !!

A+

 

[PUSSY]

Une excellente solution aux problèmes de la rigidité et de l'encaissement des vibrations.

 

[Remi C]

Hello à tous !

Ce week end j'ai pu avancer un peu, j'ai commencé par essayer un "gros" tourteau de 80 avec une passe de 1 mm et ca coupe super, pas de vibrations, un état de surface pas super mais c'est du au fait que ma broche n'est pas nickel perpendiculaire au X.

Ensuite j'ai pu faire le calage avec la technique de la résine de calage : j'ai acheté un mastic Epoxy style Sintofer et j'ai tartiné le dessus des patins préalablement huilés avec. Ensuite j'ai rapproché mon support de broche que j'ai légèrement décalé avec des rondelles pour avoir un minimum d'épaisseur de mastic et j'ai laissé prendre. Le résultat est plus que satisfaisant, on ne sent plus la contrainte a la montée - descente que je pouvais avoir avec les rondelles ajustées. Le mastic est en plus très rigide a la compression et la surface d'appui sur les patins presque totale.

Voila pour les nouvelles,

A+ !

 

[Remi C]

Salut à tous,
Je vous partage 2 petites vidéos de présentation de la fraiseuse (pas encore numérisée, certes, mais ça va venir rapidement !) :
--> présentation rapide et vue d'ensemble
--> surfaçage tourteau D.80

A+

 

[sebastian]

Bonjour,
ah, les premiers copeaux
on sent bien la masse car on n'entends pas de raisonnance particulière, c'est top !
par contre, peut-être une petite correction d'aplomb latéral de la tête ? car ton tourteau à l'air de talonner une fois son diamètre engagé…
Vivement la motorisation ! parce que tu frises la tendinite du poignet avec un aussi petit volant de manœuvre
Encore bravo pour ta superbe réalisation "béton made"

 

[Remi C]

Salut Sebastian,

Yes comme j'avais dis plus haut je crois, la broche n'est pas encore bien perpendiculaire aux axes X et Y, c'est ce qui explique que ça recoupe sur l'arrière comme ça... Il faut en effet que je cale la base de la table croisée au clinquant pour corriger ce défaut.

Et pour la motorisation, il faut que je m'y colle t'as raison
J'ai prévu des moteurs PAP nema 23 qui ont 2 N.m de couple, que je vais connecter via des poulies-courroies crantées (démultiplication x3 donc environ 6 N.m au niveau de la vis), j'espère quand même que ça suffira, j'ai du mal à évaluer l'effort nécessaire à la coupe dans les directions X et Y...

A+ !!

 

[Remi C]

Allé petite mise a jour du vendredi soir !!
Cet aprem je me suis fait brièvement expliquer comment réaliser des poches d'huile au grattoir sur les glissière de ma table. Et la semaine dernière j'avais collé de la bande de glissement type "turcite B" pour protéger et améliorer le glissement des queues d'arondes. Donc ce soir trop impatient, j'ai fait les fameuses "fleurs" sur la bande de glissement afin de parfaire les déplacements : Le résultat est sans appel, déja juste la bande de pseudo Turcite fait vraiment la diff, mais alors le grattage + le film d'huile c'est une merveille.
Le résultat en photos :

 

[PL50]

Alors elle en est où cette fraiseuse béton ?