Petite fraiseuse CNC en mécano-soudé

[Francois59]

[...] mais j'espère bien que ma CNC sera suffisamment costaud pour encaisser des vitesses d'avance en rapport avec les 6000 ou 8000 tr/mn de la broche.

le couple materiau - outil donne une vitesse de coupe à environ respecter
le diametre de l'outil en fait une vitesse de rotation
en ajoutant l'épaisseur souhaitable de copeau on abouti à la vitesse d'avance

si je suppose une fraise de 10, pour 6000 tr/mn j'arrive à 190 m/mn de vitesse de coup : c'est beaucoup , même pour du carbure
pour un copeau de 0.1 en 2 dents j'arrive à une avance de 1.2 m/mn

c'est assez énergique et j'aimerai bien avoir des valeurs d'efforts

Juste comme ça, et sans aucune justification : effort de 3kg à 20 kg.

C'est assez cohérent avec le couple produit par une broche de 2200w à 24000t/min. Couple un peu moins d' 1N.m. Soit 20Kg sur une fraise de 5mm de rayon, a pleine puissance mécanique.

Et a mon avis, que strictement personne n'est obligé de croire, le problème ne se situe pas trop la.

Pour moi, ( J'insiste: chacun a tout à fait le droit de penser autre chose), le problème se trouve entre la pièce à usiner et l'outil.

Il y a donc un effort pifométré aléatoirement à 10kg entre la pièce et l'outil. Mais l'épaisseur de copeau qu'on veut enlever se mesure en centièmes. Et si on veut donc l'enlever proprement, sans trop de vibrations, et avec un état de surface à peu près correct, il s'agit de faire en sorte que l'outil ne bouge pas de plus de quelques centièmes au cours de l'enlèvement. quand une autre dent rentre ou sort de la matière. Parce que si le copeau mesure 2 centièmes d'épaisseur, et si l'outil bouge de 3 centièmes par rapport à la pièce, ça veut dire que un coup, la dent va rien prendre, le coup d'après, elle va prendre épaisseur double. Ca va pas trop le faire.

Ca veut dire que la rigidité TOTALE de la machine (pour un effort entre la broche et la table) doit se mesurer en centièmes de millimètres pour un effort chiffré dans les 10 kg.

C'est la que le bât blesse. Apprécier un effort de 5-10 kg, tout le monde sait faire. Apprécier un déplacement qui se mesure en centièmes c'est une autre paire de manche. Pour info un tube acier de 40*40, épaisseur 3mm 500mm de long fléchit de 1 centième quand on le soutien à chane extrémité, et qu'on appuie 5 kg au milieu. Et la on parle de la machine TOTALE, entre l'outil et la table. L'effort passe par L'outil - la broche - les roulement de broche - le support broche - le guidage Z - la colonne - le bâti - le guidage Y - le berceau - le guidage X - la table sur laquelle s'effectue la réaction. C'est la boucle formée par l'ensemble qui doit avoir un déplacement dont l'unité de mesure est le centième.

Pour info, sur une bonne machine industrielle pour le métal, il faut 25 kg d'effort entre la table et l'outil pour que l'outil se déplace de UN centième par rapport à la table.


Maintenant, je le répète, chacun a le droit de penser ce qu'il veut de mes élucubrations.

 

[SkippyLeChat]

Maintenant, je le répète, chacun a le droit de penser ce qu'il veut de mes élucubrations.

Élucubrations je ne pense pas, mais raisonnement plutôt, et qui se tient.

Si on ajoute à ce raisonnement en statique des considérations sur se qui se passe en dynamique on a au moins l'explication de la différence entre nos (mes) états de surface et ceux obtenus avec les machines pro qui non seulement sont rigides et précises, mais sont lourdes et opposent donc leur inertie aux transes (napolitaines) induites par les chocs des dents sur la matière. Transes qui comme chacun sait ont tendance à s'amplifier et s'auto-alimenter quand elles se déclenchent.

Quand à chiffrer les efforts supplémentaires générés par les vibrations... Personne n'est jamais assez fort pour ce calcul (contrepèterie)

Pour en revenir à la "petite fraiseuse CNC en mécano-soudé", je pense qu'elle n'atteindra peut-être pas le niveau des machines pro, mais comme c'est parti je crois qu'elle sera à classer dans les bonnes machines des hobbyistes de ce forum. Meilleure que la mienne en tout cas...

 

[Christian67]

Bonjour,

C'est parti pour l'assemblage, et la première partie est le châssis.
Inventaire des pièces : tout est là :

Il y a du monde !

Et quelques heures après, voici le résultat :

Poids du châssis : 44kg.
Il reste à contre percer les supports de rails, ainsi que les semelles de fixation des pieds de la poutre Y.
Ensuite, un petit sablage fin, et mise en peinture.

Christian

 

[sebastian]

waooooo ! Plus rapide que son ombre
Ya quelques tubes qui sont soudés "pas super bien alignés" (visibles en image 3) mais ça ne gênera pas l'ensemble de la structure (la critique est facile … mais ça promet
Ton cahier des charges est à la bourre pour aller si vite ?
En tous les cas, ça s'annonce fort et bien !
Bravo

 

[Christian67]

waooooo ! Plus rapide que son ombre
Ya quelques tubes qui sont soudés "pas super bien alignés" (visibles en image 3) mais ça ne gênera pas l'ensemble de la structure (la critique est facile … mais ça promet

Si tu parle des tubes coté gauche, c'est une illusion d'optique. D'ailleurs, ce tube carré fait la largeur du châssis, en un seul morceau (compare avec la deuxième photo, c'est le tube du bas). Il n'y a qu'un morceau qui est "de travers" : il s'agit d'un plat de 50x10 lg 130, visible en bas à droite de la dernière photo.

Ton cahier des charges est à la bourre pour aller si vite ?

Non, du tout, j'ai même écrit dans un post précédent que je n'étais pas pressé. Simplement, quand j'ai commencé le sujet, tout était prêt et je n'attendait que la livraison de la ferraille.
La semaine prochaine, je débite le reste des morceaux, et le prochain ensemble qui sera soudé (vendredi prochain) sera le plateau de l'axe X. Ensuite, la poutre horizontale et ses deux pieds. Les deux chariots Y et Z seront uniquement assemblés par vis, pas de soudure.
Demain, je fini mon coffret électrique en y mettant une prise et le câblage pour les fins de courses. Il sera alors totalement fini et je vous mettrais des photos.

Christian

 

[sebastian]

Christian,
je pinaille… mais je serais bien incapable de faire ce que tu fais (alignement , image 3, des 3 morceaux de tubes renforts de structure au centre de celle-ci )
Ton montage respire la santé et la solidité !
On a tous hâte de voir la suite en images… mais surtout prends ton temps, gage de qualité des fraisages à venir de ta machine
Tu vas surfacer tes fers plats ensuite pour positionner tes rails de guidage ou les régler au clinquant ou à la résine ?

 

[Christian67]

(alignement , image 3, des 3 morceaux de tubes renforts de structure au centre de celle-ci )

Effectivement, 2mm de décalage...

Tu vas surfacer tes fers plats ensuite pour positionner tes rails de guidage ou les régler au clinquant ou à la résine ?

Les supports des rails sur le châssis, sur la poutre horizontale et sur le chariot Y seront surfacés à la fraiseuse.
Idem pour les supports des patins des glissières, les supports des paliers à roulements des vis à billes, et les appuis des pieds de la poutre horizontale.
Tout ça pour que toutes les portées soient bien planes et alignées.

Christian

 

[el patenteu]

Pourquoi ne pas en profiter pour surfacer/rectifier les zones de contact,rails,jambage de portique et le reste....??
Si tu a acces a des machinnes pro pour le faire...?
Encore mieux si tu pouvais mettre ton chassi au four avant histoire de ré-équilibré les contraintes infligées par la soudure avant de rectifié.
Tres bon pour les soudures,tu as la main ca se voit.

Fred

 

[Christian67]

Pourquoi ne pas en profiter pour surfacer/rectifier les zones de contact,rails,jambage de portique et le reste....??
Si tu a acces a des machinnes pro pour le faire...?

C'est que j'ai prévu de faire. Je me suis certainement mal exprimé plus haut, mais c'est ce que j'ai voulu écrire.
Et oui, j'ai accès à deux fraiseuses Huron et une aléseuse Graffenstaden, de capacité plus que suffisante.

Encore mieux si tu pouvais mettre ton chassi au four avant histoire de ré-équilibré les contraintes infligées par la soudure avant de rectifié.

Ca, j'aimerais bien, mais je ne pense pas que l'étuve à électrode de notre atelier soit assez grande pour mettre le châssis à l'intérieur. Est ce qu'une température de 350°C est suffisante ? Si oui, pendant combien de temps ?

Christian

 

[PGL]

Tu as soudé ça avec des électrodes ou bien au Mig?

 

[Christian67]

Tu as soudé ça avec des électrodes ou bien au Mig?

Des électrodes rutiles.

 

[stanloc]

Tu as soudé ça avec des électrodes ou bien au Mig?

OHHHHHHHHH, les traces blanches sont pourtant révélatrices de la présence de l'enrobage des électrodes.
Stan

 

[PGL]

OHHHHHHHHH, les traces blanches sont pourtant révélatrices de la présence de l'enrobage des électrodes. Stan

C'est vrai mais je voulais être sur, parce que les soudures sont très belles, beau boulot.

 

[el patenteu]

Sans vouloir dire d'anneries je crois que la température requise avoisinne plutot les 600-650 celcius pour la duré en temps j'en ai pas la moindre idée.
Ce n'est pas difficil a trouver sur internet.

 

[phil135]

pour François59

tout à fait d'accord avec le raisonnement, d'ailleurs c'était mon étape suivante après les questions sur les efforts de coupe
petite nuance: apparemment les broches VFD donnent leur maxi (les fameux 2.2 kW) à 80% de leur vitesse ultime, il faudrait donc calculer le couple correspondant à une vitesse de rotation un peu plus basse. mais ça ne change pas le raisonnement
je suis passé sur une doc d'un fabricant (pas chinois) qui annonçait un plateau de couple entre environ 25-30% et 75-80% de la vitesse max puis ensuite un plateau de puissance jusqu'à la vitesse maxi (courbes non chiffrées). le fabricant dont j'ai oublié le nom avait un site en allemand (!) mais on peut peut-être supposer qu'à principe physique semblable les grandes lignes sont les mêmes

le problème est effectivement qu'on se retrouve souvent à jouer autour du copeau mini. il faudrait se mettre franchement au-dessus, mais ça veut dire de la puissance (broche et axes) et de la rigidité

quoiqu'il en soit on est en-dessous des perceptions intuitives et il faut faire confiance aux calculs

 

[Christian67]

Sans vouloir dire d'anneries je crois que la température requise avoisinne plutot les 600-650 celcius pour la duré en temps j'en ai pas la moindre idée.
Ce n'est pas difficil a trouver sur internet.

Effectivement, j'ai également cherché, et difficile de trouver une réponse. D'après le peu que j'ai trouvé, faudrait débuter à 300°, monter progressivement à ...?, y rester pendant un certain temps, puis redescendre par paliers à 300°.
Je crois que je vais m'en passer...

Christian

 

[Christian67]

Bonjour,

Finalisation du boitier contenant toute l'électronique pour la CNC.

Sur la façade avant, la prise parallèle, et deux boutons : un pour allumer l'alimentation 5v et 12v, l'autre pour les alimentations des moteurs pas à pas.
Donc, dans l'ordre : allumage de la partie "commande", puis de la partie "puissance".

La face avant
Sur la face arrière, les 3 prises pour les moteurs, et une prise pour les fins de courses et le bouton d'arrêt d'urgence.

La face arrière
A l’intérieur :
- l'alimentation de PC pour le 5v et le 12v, avec sa traditionnelle ampoule pour la charger
- les deux alimentations pour les moteurs
- les 3 drivers
- la breakout board

L'intérieur de la tour
Tout est fonctionnel (déjà testé).

Christian

 

[sebastian]

C'est hallucinant !
Tu bosses aussi la nuit pour aller aussi vite ?
à ce rythme…tu fraises ton premier sapin de noel… pour noel

 

[SkippyLeChat]

Tout est fonctionnel (déjà testé).

Oui, mais... et la commande de broche ?
Pour une broche avec VFD, regarde éventuellement le schéma que j'ai utilisé (lien en début de fil). Il est intéressant de ramener aussi l'arrêt d'urgence sur la prise qui va au VFD et qui peut être mis en // sur un des FdC (ou en série si tu as choisi cette option)

 

[Christian67]

C'est hallucinant !
Tu bosses aussi la nuit pour aller aussi vite ?
à ce rythme…tu fraises ton premier sapin de noel… pour noel

Attention : il ne me restait que la prise des fins de courses à installer sur le coffret, tout le reste était fait avant le début du sujet sur le forum (précisé dans mon premier post).

Oui, mais... et la commande de broche ?
Pour une broche avec VFD, regarde éventuellement le schéma que j'ai utilisé (lien en début de fil). Il est intéressant de ramener aussi l'arrêt d'urgence sur la prise qui va au VFD et qui peut être mis en // sur un des FdC (ou en série si tu as choisi cette option)

Pour l'arrêt d'urgence, j'y ai pensé, mais vu que ce boitier ne sera pas vraiment accessible (sous la CNC ou sous le meuble supportant le PC), j'ai laissé tombé.
Pour la commande de la broche,.... ne sachant pas encore ce que je vais mettre comme broche,.... je n'ai encore rien prévu. Une prise commandée par un relais est vite ajoutée, et si ça doit être un inverter, je verrai à ce moment là.

Christian

 

[SkippyLeChat]

Pour l'arrêt d'urgence, j'y ai pensé, mais vu que ce boitier ne sera pas vraiment accessible (sous la CNC ou sous le meuble supportant le PC), j'ai laissé tombé.
Pour la commande de la broche,.... ne sachant pas encore ce que je vais mettre comme broche,.... je n'ai encore rien prévu. Une prise commandée par un relais est vite ajoutée, et si ça doit être un inverter, je verrai à ce moment là.
Christian

L'arrêt d'urgence dont je te parle, c'est un contact à ramener du VFD vers l'électronique de commande : en cas de perte d'alimentation de la broche, il est intéressant d'envoyer l'information au PC pour que ce dernier arrête immédiatement d'envoyer des ordres de déplacement.
Que le VFD ne soit pas trop accessible est gênant : on y règle la vitesse de rotation de la broche.

 

[Karmicael]

P = C x Omega
Oméga = radian par seconde
C en Nm
Donc 6 x 837 = 5000 W restitués
Edit: J'ai arrondi

C'est bien de sortir des formules sans les développer, mais sur quoi tu te bases ? Connais tu seulement la dureté du chêne ?

D'où tu sorts tes 5000 watts.... puisque la broche n'en consomme que 1800...

@ el patenteu, moi je suis en vis a billes au pas de 5.... Dur dur d'avoir les vitesses préconisées par les fabricants. Je plafonne à 3600mm/min.

 

[el patenteu]

Bah 3600 c'est plutot bon,c'est meme exceptionnel pour la config que tu cite,tes drivers doivent etres tres bien alimentés je présume.
Moi aussi je m'interroge beaucoup sur le maissurquoidonc ces valeurs sont-elles basées?
Avant d'avoir confiance aux calculs il faut d'abbord etre sur que les valeurs de BASE sont les bonne.
L'alu c'est du swing gum!! la fraise rentre ladedans presque comme dans du bois dur,je mettrais ma main au feu que l'ébene est plus difficil a usinner.
Je n'ai aucunnement l'impression que ca force en fesant les passes cités plus haut bien au contraire je sens meme que c'est plutot a l'aise,la fraise ne fait pas un son horrible
elle chantent sous la pluie de beaux copaux!

Fred

 

[SkippyLeChat]

L'alu c'est du swing gum!! la fraise rentre ladedans presque comme dans du bois dur,je mettrais ma main au feu que l'ébene est plus difficil a usinner.
Fred

Il y a alu et alu...
L'alu mou utilisé pour du mobilier urbain par exemple est une galère pas possible : je m'en sors (mal) avec plein de passes de 0.25mm et en lubrifiant abondamment. Mais ça colle à la fraise - qui rapidement ne coupe plus mais déchire - et les états de surface sont très moches. Bref, pour moi c'est quasi inutilisable en fraisage. (retire donc vite ta main du feu )
Par contre, dans un alliage comme les 7000, bien dur, c'est un plaisir !

 

[phil135]

dans l'alu mou, tu as essayé d'augmenter le vitesse de coupe ? ou un outil avec plus d'angle ? ou les deux ? tu as surement un phénomène d’arête rapportée

 

[el patenteu]

Tout est dans l'entré en matiere.
Si tu plonge tout droit ca risque fortement de collé.
As tu essayer avec une plongé en diagonale?
Moi je badigonne la piece d'huile moteur ou autre +entré en diagonale et plus de soucis avec le 6061

@+
Fred

 

[SkippyLeChat]

Tout est dans l'entré en matiere.
Si tu plonge tout droit ca risque fortement de collé.
As tu essayer avec une plongé en diagonale?
Moi je badigonne la piece d'huile moteur ou autre +entré en diagonale et plus de soucis avec le 6061
@+
Fred

Bien sur, quand on veut vraiment...
Mais pour être sur du résultat, je préfère les 7000. Ça se trouve assez bien en chutes.
Et puis avec ce 7000 les pièces produites m'inspirent plus confiance (pièces de bâti moteur, train d'atterrissage, etc. en modélisme avion... la confiance dans ce domaine est importante )
Pour ce qui est de la plongée en diagonale, je n'imagine même plus qu'on puisse faire autrement

Pour les vitesses de coupe, je fais ce que je peux (max 24000), mais comme il me faut des petits diamètres c'est souvent pas assez. Quand aux fraises, là aussi je prends ce qui se trouve et je ne suis pas assez compétent ni outillé pour les affûter moi-même ! Les fraises 1 dent spéciales alu, j'ai pas trouvé ça transcendant.

 

[Christian67]

Bonjour,

Suite de la construction...
Soudure du plateau X, de la poutre Y et ses supports.
Une fois tout assemblé, ça commence à ressembler à quelque chose.

Vue de l'arrière

Vue de l'avant avec le plateau reculé

A coté de ça, j'ai commencé à percer, lamer et tarauder les pièces pour le chariot Y. Je le finirais quand les supports des rails Y seront surfacés sur la poutre, afin de connaître précisément l'entraxes.

Christian

 

[SkippyLeChat]

C'est bien , ça avance !
Petite question à un spécialiste de la soudure : Quelle précision espérer raisonnablement en mécano-soudé, même en prenant toutes les précautions possibles pour limiter les déformations ?
Autre question, pourrais-tu m'indiquer l'origine et les caractéristiques de tes moteur pas-à-pas, et surtout des poulies et courroies crantées ?
D'avance, merci.

 

[Christian67]

Petite question à un spécialiste de la soudure : Quelle précision espérer raisonnablement en mécano-soudé, même en prenant toutes les précautions possibles pour limiter les déformations ?

Tout dépends de la taille de l'ensemble. S'il n'y a pas d'usinage derrière, il ne faut pas espérer mieux que le mm.

Autre question, pourrais-tu m'indiquer l'origine et les caractéristiques de tes moteur pas-à-pas, et surtout des poulies et courroies crantées ?

Pour les moteurs, tape 23HS9442 sur Google, et tu trouveras tout ce que tu cherche.
Pour les poulies, je vais prendre les références 20-5M15 et 40-5M15 (ici).
Pour les courroies, les références 5HTD5M305, 5HTD5M300 et 5HTD5M280 (ici).

Christian