Problème usinage plaque fine

[disturbed31]

Bonjour a tous !
Je suis actuellement en 2ème année de BTS productique et dans le cadre de ce BTS on me demande de de réaliser une pièce donnée comportant des difficultés d'usinage. (On me demande aussi de réaliser un moyen de controle, ainsi que d'autre choses pour la grande série).

Cette pièce est une plaque en alumium 2017 de 284x171 , d'épaisseur 3mm et comportant plusieurs poches de profondeur 2mm (l'épaisseur est donc ce 1mm au fond de celles ci). Le dessin de définition est en pièce jointe.
Je pars avec un brut de 5 mm d'épaisseur et je bride la pièce avec un montage que j'ai réalisé. La pièce est bien plaquée sur la table. Mais bien entendu, quand j'usine celle ci, elle me ressort toute déformée. Ce serai a cause des fibres de la matière que la plaque se déforme.
J'ai alors décidé pour équilibrer l'arrachage de fibres du à l'usinage d'usinage dabord les poches, puis de retourner la pièce pour surfacer et enlever les 2mm restant. Mais la encore, la pièce est déformée, ce fut donc impossible de la brider pour la surfacer.

Auriez vous des conseils a me donner pour pouvoir l'usiner?
Je vais tenter d'éffectuer d'abord le surfaçage puis en espérant que la pièce n'est pas déformée, la retourner et usiner les poches.
Je vais aussi tenter de maintenir la pièce par collage pour voir si cela change quelque chose.

Vos conseils seront tout de même les bienvenus !

merci ! Voir la pièce jointe Dessin de definition Plaque.pdf voici le dessin de definition

 

[tarquin]

euuu.. pk tu pars pas de 3 mm d'épaisseur? au sinon, tu chauffe ta pièces, et tu la place sous presse âpres usinages... la déformation en serais pas due aussi a causse de la chaleur que crée ton usinages ?
si tu veux partir sur des projet de fous, tu crées un espèce de guide autour de t'as fraise, avec des roulement qui plaque bien la tôles sur la tables

a+

 

[Bricoleur_69]

Bonsoir disturbed31

Déjà la première chose à faire pour éviter à l'outil de déformer la plaque par les efforts de coupe , c'est de prendre une fraise avec hélice à gauche.
Les efforts de coupe axiaux aurant tendance à faire plaquer la tole sur la table et non à la soulever

Bonne soirée

Daniel

 

[Vergobretos]

Bonsoir,
Effectivement il faut absolument diminuer les tensions qui causes les déformations: Bridages et aussi penser a calmer la pièce, voir si il n'y a pas une piste du coté des traitements thermiques (!)
Il y a aussi la gamme d'usinage de façon a ne pas affaiblir la pièce en usinant que le centre.
Vérifier aussi les affutages et la lubrification tout doit être OK.
Je ne comprend pas le terme Fibres bien que la matière soit laminée a froid... (plages de laminage ?)

Slts

 

[Vergobretos]

Re..

Heat Treatment: The alloy may be solution annealed at 940 F for 3 to 4 hours followed by water quench. Age hardening then occurs at room temperature and this produces the T4 temper. The "O" temper results from a 775 F treatment for 3 hours, controlled cooling at 50 F per hour down to 500 F, then air cool.

Slts

 

[gaston48]

A mon avis, impossible avec un 2017 traité. Parfaitement recuit, (on peut le
faire soi même au four) il est détentioné mais il a les caractéristiques d’un
alu pur et je ne sais pas ce que donnerait une retrempe et un mûrissement
dans un conformateur
il existe des nuances autre que le 2017 adapté à la fabrication d’outillage
et données comme étant plus stables. Jusqu'à une nuance ou les plaques
sont coulés sous vide , stabilisé et surfacés ça s’appelait « l’alumix » je crois
j’ai encore un bout de planche de forte épaisseur comme ça

 

[disturbed31]

re

c'est mon professeur de méca qui m'a dit que la déformation est du au fait que en usinant, j'arrache trop de fibres de matière d'un coté (celui des poches) et donc la pièce se tord naturellement lors du débridage.
Apparament cela n'est pas du a un mauvais maintient en position.

J'en ai déduit qu'il fallait que j'équilibre l'arrachage des fibre des 2 cotés. Donc j'imagine qu'il faudrait par une série de tests trouver le juste milieu entre le surfaçage d'un coté et le surfaçage+poches de l'autre...

 

[disturbed31]

par ailleurs, je ne peux utiliser que les machines de l'atelier, donc pas de presse, ni de traitements thermiques... c'est à dire uniquement fraiseuses et tours conventionnels et numériques.

 

[brise-copeaux]

Bonjour à tous.

Salut disturbed31.

Ta pièce c'est pas un cadeau, pour détendre les tensions interne, moi je dresserai les deux faces 0.5 ou un peut moins de chaque cotés, surtout évité toute monté en température. Ensuite ébauché les poches et les bordures pareil sans échauffement de toutes façon il faudra évité toute échauffement du début jusqu'à le fin.
Ensuite tu démonte tu retourne et dressage propre, ensuite tu retourne, tu finis les bordures et les poches et dressage à épaisseur et perçage.
PS:Commence toujours par les poches du milieu et avoir des bons outil, pour moi je ferais tout en HSS.

Attend d'autres avis.

A+

 

[gaston48]

Je ne sais pas de qui est le plan, mais il n’ai pas précisé " l’état " du 2017 !
Tu approvisionnes du recuit et paf ! ... il ont voulu te piéger … tu te défends

 

[JKL]

Quasiment tout a été dit avec les uns et les autres.
C'est une aberration que de prendre de la TOLE de 5 mm pour l'amener à 3 mm si le métal est en plus à l'état trempé ( et puis pour corser le tout tu la fais découper au massicot, non ? ) Pas étonnant que nos usines ferment si les profs sont aussi peu compétents. Donc il est impératif de faire le débit à la scie à ruban. Au pire il faut enlever 1 mm de chaque face mais le mieux serait effectivement si la nuance est impérative de lui faire subir un revenu suivi d'une trempe ensuite usinage et murissement naturel ou artificiel. Mais si on veut de meilleurs résultats il faut comme il a été dit prendre un alliage coulé comme Alumix, Alumold ou Alca plus. Si on les a inventé c'est bien pour quelque chose.
Sinon si tu ne peux rien aménager à tes moyens de production, il faut te faire débiter une rondelle de 10 mm d'épaisseur dans du ROND de 2017A trempé et usiner les deux faces comme précédement comme cela les fibres sont perpendiculaires à tes faces principales.

 

[disturbed31]

avec du recuit? Je ne pensais que les recuits c'était que pour les aciers... Tu penses vraiment que cela résoudrai ce problème de déformation?

Je passe tous les vendredi à l'atelier. je n'aurais pas les nouveaux bruts en recuit avant ce vendredi. en attendant, je vais tester d'y aller très doucement comme me le conseil liaudet.

 

[Normandtech]

Moi je procéderais comme Liaudet, mais avec du 5 mm tu n'as pas beaucoup de marge, est-ce que tu ne peux pas avoir une plaque un peu plus épaisse ?

Bonne chance.

Marc.

 

[disturbed31]

biensur, je pense que je peux en commander de plus épaisses. Mais bon... je pense que cela deviendrai vraiment du gaspillage de matière...

 

[Bricoleur_69]

biensur, je pense que je peux en commander de plus épaisses. Mais bon... je pense que cela deviendrai vraiment du gaspillage de matière...

Bonjour

Je pense que même avec du 5mm c'est déjà du gaspillage , sans vouloir pensé aux résultats .je me verrais mal défendre mon dossier devant le jury ( profs et industriels ) avec ce handicap au départ ...

Maiqs quelle est la solution ????? Tu as bien un tuteur pour ton dossier essaie d'en parler avec lui , on est au mois de janvier le mois de juin n'est pas loin....

Bon courage pour la suite

Daniel

 

[brise-copeaux]

biensur, je pense que je peux en commander de plus épaisses. Mais bon... je pense que cela deviendrai vraiment du gaspillage de matière...

Salut disturbed31, tout à fait d'accord, il est illusoire de croire plus on va prendre plus épais que cela va arranger les choses, c'est très souvent le contraire, plus tu vas tripoté plus tu vas déformé.
Il faut aussi savoir détendre la matière, pour détendre il ne faut pas bridé, il juste maintenir, c'est à dire bridé d'un coté et maintenir de l'autre pour cela il faut sous les brides de maintient deux petites feuilles de clinquant et serrage modéré.

A+

 

[Vapomill]

Salut!
La déformation ne peut elle pas venir de l'écrouissage (même très léger) dû à la pression sur l'arête de coupe?
L'ami Bricoleur 69 nous propose une fraise avec hélice à gauche...dites moi si je me trompe, mais dans le cas du défonçage, cela implique un travail "en bout" de la fraise et donc vu le sens de l'hélice, une coupe négative pour le fond de la poche...
Si je devais faire cette pièce (on ne connaît pas les tolérances imposées) je partirais de tôle de 3mm, plaquerais la pièce sur une plaque d'acier de 10mm du même format, briderais en prenant la pièce en sandwich avec une autre plaque d'acier de 10mm en ne laissant accessible que le minimum de surface pour faire le défonçage.
Le travail se ferait avec une petite fraise à coupe positive (spéciale alliages légers), en passes de 0.5mm en ébauche et 0.2mm en finition.
Passes en "spirale plane" en partant du centre de la poche.
Lubrification sous WD40.
Bon, j'ai bien un CFPA de fraiseur, mais il a déjà euh...36ans, et je n'ai pratiquement aucune pratique professionnelle.
Alors, on écoute les pros!
Cordialement, Bertrand.

 

[olivier59]

salut

Usine ta pièces dans du fortal, (c'est un alu qui s'usine comme de l'acier) qui ne bougera pas trop, et dit que c'est l'alu qui t'est imposer, les prof ne vairont aucune diferences.

J'ai eu mon BTS prod en utilisant une combine de la sorte et j'ai eu 18 en soutenance de memoir.

@ ++

 

[ikuriña]

Rares sont les profs qui viennent de l'industrie à notre époque...
j'ai été confronté pendant très longtemps à ce type de pb en aéro. JKL t'a donné la bonne solution et l'idée d'olivier 59 est très bonne , mais le FORTAL vaut très cher, je ne l'utilise qu'ne dernier recours après accord du client.
le problème de ta déformation provient uniquement du fait que c'est tiré dans de la plaque et non dans de la barre. Dès ton premier surfaçage tu sectionnes les fibres et tu libères les contraintes. C'est le surfacçage qui provoque le flambage. Il faut usiner une plaque plane et parallèle puis usiner tes poches..
idéalement pour limiter les déformations en surfaçage de finition , le meilleur moyen que j'ai trouvé jusqu'à présent c'est d'usiner en finition avec une "bête à cornes" à un seul outil!
mode opératoire:
1- ecroutage 1 er coté ebauche au tourteau alu avec peu de dents.
2- tu retournes ta pièce sans vouloir la plaquer, tu la cales, et tu brides SUR LES CALES , tu l'écroutes.
3- tu la retournes, (tu reviens au 1er coté), tu cales dessous, et tu brides à l'opposée de ton calage. tu surfaces au tourteau alu si possible (pas trop de dents) ! là, ta surface est plane. si elle se déforme, recommence cette op avec une bête à corne avec un seul barreau ARS.
4- tu la retournes , même manip..
5- tu usines tes poches toutes les ebauches puis toutes les finitions ou si c'est possible avec des fraises carbures en UGV et pas de problème en perspective.
5bis- op optionnelle, peut-être seras tu obligé de re-surfacer après l'ébauche des poches..avant d'attaquer la finition.
De toute façon, à chaque op tu vérifies la planeïté..
tiens nous au courant. Mais là, tu ne devrais plus avoir de pb..

 

[Normandtech]

Hello tous,

je n'avais pas suivi la suite de ce post depuis ma suggestion... quand je parlais de prendre une plaque plus épaisse c'était effectivement pas pour faire du gaspillage mais si tu suis la méthode de ikuriña qui me semble la bonne (qui est la même que celle de Liaudet que j'avais approuvée, mais en plus détaillée sur la suite des opérations) avec les 5 mm ça me semblait un peu limite et 1-2 mm de plus ne ferait pas de mal, ça dépent de combien ta pièce se déforme au premiers surfaçages, effectivement tu vas pas partir de 20 mm , quand j'étais en apprentissage j'avais du surfacer une plaque de 300 par 450 environ en bronze (un alliage très spécial), on avait fabriqué un fly cutter pour couvrir la surface en une passe, j'avais mis ensuite une demi-journée pour positionner caler la pièce de niveau avec du papier en jouant sur les couches et du scotch double face sur la table de la fraiseuse, puis passe unique de 1-2 heures ... la pièce n'avait pas voilée comme avec les autres méthodes utilisées jusqu'à lors ...

Bonne journée

Marc.

 

[disturbed31]

je pensais justement à rentrer dans l'UGV car au vue des essais, j'ai bien l'impression que tout se joue surtout au niveau du nombre de passes et non de la vitesse d'avance.
J'ai testé le collage à la place de mon systeme de bridage et les résultats sont plus convainquants. (mais le seul problème c'est que je ne peux pas tourner et retourner la pièce à ma guise).

Sinon, Je ne sais pas ce qu'est une bête à corne pour usiner...?

 

[JKL]

Sinon, Je ne sais pas ce qu'est une bête à corne pour usiner...?

C'est un outil fort utile que tout le monde devrait avoir avec sa fraiseuse. Il s'agit tout simplement d'une barre horizontale fixée en son milieu soit à un cone morse soit à tout autre axe pouvant se fixer dans la broche d'une fraiseuse et qui à une de ses extrémités est pourvu d'un outil de coupe ou pour les "modernes" d'une plaquette carbure. Les snobs parlent "de fly cutter". Les fraiseurs français du cru parlent de "bête à corne". On a le droit de mettre un outil de coupe à chaque extrémité si on est capable de les placer rigoureusement dans le même plan.
Quelques règles :
c'est un excellent "baise-cons" ATTENTION donc
Les copeaux volent chauds et loin
Il faut prendre des passes très petites surtout sur fraiseuse légère.
Moi pour soulager justement la mécanique de ma petite fraiseuse, au lieu d'une barre j'ai monté un disque épais de laiton ou d'acier de sorte que "l'effet volant" soit très net ce qui régularise bien le mouvement ( et un peu moins "baise-cons") et encaisse un peu les acoups, car évidement ça a une consonnance "marteau piqueur". Par la même occasion on vérifie la parfaite perpendicularité de la tête de la fraiseuse et de la table car le bon réglage est obtenu lorsque l'outil (s'il n'y en a qu'un seul) reprend une très légère lichette à l'opposé du côté de l'attaque.C'est par ailleurs la condition sine qua non pour obtenir une surface plane sinon on obtient une surface portion d'un ellipsoïde. Il y a là aussi pour ceux qui font l'outil de coupe avec un morceau d'acier HSS un excellent exercice d'affutage car on voit de suite quand on a tout compris sur les angles à respecter et qu'on a réussi à le mettre en pratique.

 

[phil916]

voilà une bête à corne maison ou fly cutter in english

 

[Pascal 71]

Les "bestiolles à cornes" sont interdites à cause du nombre trop important d'accident, cette méthode et à proscrire en formation afin d'éviter le zero pointer un sécurité.

Pour les pièces hautement ajourés il y a encore mieux que le fortal (7075).
C'est le 2618, même famille que le 2017 mais beaucoup plus stable.
Cet alu est utilisé entre autre en aéronautique.

Question bête, l'alu que tu reçois, c'est de l'étiré ou du laminé ??
Si c'est de l'étiré à froid, alors c'est mission totalement impossible. C'est nerveux comme un ressort. Dans ce cas, ton prof se fout de ta gueule.

Oui l'alu à des fibres comme le boit. Il suffit de regarder une plaque laminé de prés pour voir le sens de laminage.
C'est un paramètre rarement pris en compte, mais pour les cas difficiles il faut pourtant si intéressé.

J'ai remarqué que le plus gros des tensions se situe au niveau des surfaces laminé.

Ma gamme d'usinage serais:
- Collage au double face, surfaçage de 1 mm
- retourne la pièce
- Collage au double face, surfaçage de 1 mm
- Usinage des poches.

Le top est d'utiliser un plateau à dépression pour ce type de pièce.

Bien entendus des outils avec une coupe alu en parfait état, lubrification à fond pour refroidir la pièce (donc pas au WD40 même si c'est super efficace). Si tu utilise au tourteau carbure pour le surfaçage, il faut des pastilles alu, et surtout pas des pastilles standard qui ne coupe pas.
De petites profondeurs passes et travail par niveaux et pas par poche.

Après, il y a la théorie et la pratique, j'ai bossé sur des pièces hautement ajourés, et la gamme d'usinage retenue allez à l'encontre de toute logique.
Les essais ont demandé plusieurs dizaines d'heures.

Bonne chance

 

[disturbed31]

mon brut est laminé. les fibres sont donc orientées. Demain je tenterai alors de travailler par niveau (profondeur de passes) et non par poche. je vous direz mes résultats demain.
Je vous remercie vraiment pour le temps que vous me consacrez.

 

[Alexandre]

C'est de l'usinage en CN n'est ce pas. Tu dois donc avoir le programme (CATIA vu que t'es en BTS ou Solidworks) qui va avec ? Pourquoi n'usine tu pas le même profil dans une plaque d'acier de xx mm d'épaisseur (je dirais 10 ou 15) qui prendra en sandwich la plaque d'alu avec une plaque martyr qui sera en dessous. Tu est assuré de ne pas avoir de déformation de la pièce normalement. Ceci dit c'est valable pour du 3mm. C'est ridicule de devoir surfacer des plaques de 5mm....

La plaque supérieure et inférieure seront usinées avec une sur épaisseur sur contour de 0.5 mm (fonction disponible sur CATIA) ou bien avec une fraise de xx mm en ayant déclarer xx+1mm dans le programme.

 

[ikuriña]

Perso, je suis vraiment désolé de vous voir écrire plateau à dépression ou collage ... pensez mécanique ! je n'ai que 46 ans dont un peu plus de 20 d'usinage mais là...
concernant la gamme de pascal 71, il va falloir que tu m'expliques comment tu fais pour eviter que ta plaque se déforme..
je m'explique : vous surfacez votre plaque, elle se déforme, quand vous relachez la pression (plateau à dépression ou collage) , qu'est ce qu'elle fait votre plaque ??? elle flambe ! vous la retournez et vous faites pareil, alors qu'est ce qu'il se passe... vous aurez une surface parallèle en tous points mais quand vous la relacherez elle reprendra sa déformation. il n'y a que 2 solutions, soit vous utilisez un marteau de carrossier pour casser la fibre et la ramener horizontale, et ça oblige à resurfacer pour effacer les impacts, soit vous faites tout pour eviter le flambage. ça, c'est la solution ! Tel que l'a dit JKL , c'est l'ecroutage des fibres qui relâche les tensions. Entièrement d'accord pour le sens du fibrage. De plus éviter au maximum les plaquettes carbures, elles ont beau avoir la plus belle coupe possible, elles transmettent trop d'effort. il faut de l'ARS ou HSS comme tu veux! Question pour les profs, on peut très bien remplacer la bête à corne par une tête à aleser type d'ANDREA.. si il n'y a que ça pour leur faire plaisir!! Perso, en usinage CN pour l'aero, les bêtes à cornes sont toujours utilisées parce qu'avec nos matériaux "à la con" cela donne TOUJOURS de bons résultats. Car, c'est le principe fondamental, l'outil doit rentrer et sortir de la matière; et n'en mettre qu'un transmet moins d'effort. Moi, pour l'arrosage, c'est pire... je l'ai fait au pétrole !
les propos (toujours de JKL) sont très juste à propos du réglage de la perpendicularité. il faudra peut-être s'y reprendre à 4 fois, (2 surfaçages par coté) pour obtenir une plaque plane mais c'est réalisable...
le sujet est sympa, car j'étais confronté à ce problème tous les 2 mois.. j'ai eu le même problème avec le cuivre....

 

[JKL]

Je constate que certaines notions ont du mal à être admises par certains. Il n'y a aucune façon de tenir cette plaque pour éviter qu'à l'enlèvement de la fraiseuse les contraintes internes ne reprennent le dessus. C'est comme si vous vouliez d'une manière ou d'une autre qu'un morceau de bois ne soit plus fibreux.
Maintenant il faudrait s'entendre sur le terme planéité : donner une tolérance. Pour moi je ne vois que trois solutions pour avoir une pièce finie plane avec dans l'ordre une planéité de la moins bonne à la meilleure :
1°) prendre une feuille de 3mm d'un alliage d'alu "réceptionné aviation" donc en 2024 ou 2618 ( alliage "Concorde" car créé à cette occasion car les cadres du fuselage sont taillés dans la masse en CNC ). En effet ces produits sont vendus ( attention par lot : donc grosse commande ) emballés dans des caisses en bois avec une séparation huilée entre les feuilles. Donc solution peu commode si besoin ponctuel.
2°) prendre si possible une tranche dans du rond ( orientation des fibres )
3°) prendre des alliages coulés et non laminés Alumax, Alca+ etc.
Cette solution est LA SOLUTION la plus évidente. Mais ceci dit ce n'est pas gagné car il est à mon avis peut réaliste d'exiger une bonne planéité sur une pièce aussi mal conçue. Si la planéité est le critère le plus important de la pièce, il faut la concevoir beaucoup plus épaisse. Eventuellement si le poids est un critère il faut la faire en Alca+ par exemple assez épaisse et sur une face creuser une succession d'alvéoles. Nous avions eu à le faire pour réaliser un miroir en molybdène pour un très très gros laser CO². Tout l'art d'un bureau d'étude c'est de concevoir les pièces en prescrivant des tolérances réalisables.
Pour anecdote, autrefois les grands miroirs des télescopes d'astronomie respectaient des proportions bien établies et inéluctables entre l'épaisseur et leur diamètre. Aujourd'hui les tous derniers miroirs ( par exemple ceux de l'observatoire européen du Chili ) ne respectent plus ce critère ; on les fait "trop fin" donc déformable. C'est parce que on a travaillé sur les conditions de propagation de la lumière justement à l'occasion de la conception/construction du laser CO² dont j'ai cité son miroir plus haut. On place des vérins sous le miroir et en analysant le front de l'onde lumineuse on déforme le miroir pour compenser les aberrations apportées par l'atmosphère

 

[NOSSAM]

Usinage plaque fine

Bonjour.
Il me parait tres dificile de tenir la tolerance de planeite dans une plaque de 2017 en voulant realiser la cote de 3mm (pour ne pas dire impossible).
Il me paraitrait plus raisonable d'employer une tole de 3mm en AG5 ou AG3 .La deformation sera beaucoup moins importatnte qu'avec du 2017.
Attention l'usinage sera plus difficile AG3 OU AG5 colle à l'outil. Il te faudra une bonne lubrification.Je te conseille d'employer une fraise coupe alu 3 dents hss helice a droite diam. 8mm. il est vrai que l'helice à gauche dirigera les efforts de coupe vers la face d'appui mais les copeaux ne s'evacueront pas.En prenant une fraise de petit diam. tu diminue considerablement l'effort de coupe.il ne te reste qu'a programmer tes poches avec evidement.
pour le bridage de la piece je te propôse 2 solutions: un plateau à depression, mais je pense que tu n'en possede pas, ou alors le bon double face c'est efficace et pas chere.tu plaque la piece avec un maillet, et tu aura un parallelisme presque parfait.
A plus et bon courrage

 

[ikuriña]

Re: Usinage plaque fine

tu aura un parallelisme presque parfait....

sauf qu'elle sera deformée...