Projet 1ere CNC - Quark

[Quark21]

Bonjour à tous,

A force de lire des posts sur le forum, l'idée fait son chemin et j'ai envie d'une CNC.

Je me lance donc la grande phase d'avant projet.

Le cahier des charges à ce stade

- Usinage matières tendre et alu en 3axes 2.5d et éventuellement 3d
- Je privilégie la précision à la productivité (0.05 serait un bon objectif)
- Volume usinable d'environ 400x300x200
- Ouverture en bout de x pour passer des pièces plus longue que la course
- Je ne suis pas une pointure en électronique, donc il me faut quelques chose de simple et bien documenté sur ce point.

Je dispose pour cela
- D'une petite fraiseuse (PF25)
- D'un petit tour (Précis)
- D'une perceuse a colonne/taraudeuse
- D'une scie a ruban (pouvant couper l'alu dans une certaine mesure)
- De l'electroportatif classique
- De l'outillage mécanique standard
- D'un peu de matos de métrologie (marbre / equerre / comparateurs / cales)
- De Solidworks

Je n'ai pas :
- De matériel de soudage (sauf un poste oxy), donc je favorise une construction boulonnée
- De matériel pneumatique
- D'expérience dans une construction de CN

Le budget, n'est pas bien défini à ce stade, mais ce sera progressif et je favoriserai si possible des éléments que j'ai déjà dans mon CPS.

Je pense partir à base d'un marbre de métrologie (Que j'ai possibilité de récupérer à bon prix). J'ai vu que l'idée à déjà été émise plusieurs fois, mais je n'ai pas encore vu de réalisation terminée. avez-vous des pistes ?

Les questions viendront au fur et à mesure, je travaille sur un premier brouillon de CAO !

Quark

 

[armederubis]

Salut!
Bienvenu dans le monde de la cnc!
Ne t'en fait pas la seule conaissance en electronique qu'il faut avoir c'est brancher des fils au bon endroit et se servir d'un hom-metre pour verifier que c'est bien le bon fil! Le gros probleme du marbre c'est qu'on peut rien y fixer....le gros du boulot c'est de concevoir un chassis rigide et compact (sauf si tu as de la place bien sur) qui te permette de remplir ton cahier des charges. En gros la broche est en fontion de la matiere a usiner et les moteurs pap de la vitesse a laquel tu veut usiner. Bonne chance!

 

[Quark21]

Salut,

Merci tes encouragements !

Pour le marbre, j'ai jamais fait, mais je pensais m'en sortir avec une mèche diamanté et de l'eau. L'idée, c'est de venir coller des inserts taraudés là ou j'en aurait besoin.
(Sinon, le top, trouver un marbre en fonte, mais pas vu d'opportunité pour le moment).

Les questions que je me pose, c'est plutôt a quelle distance du bord je peux les placer sans risque.

Je suis en train de regarder un peu les guidages prismatiques, et je suis surpris par les diamètres des vis de fixation des rails. Un rail de 15 est fixé avec des vis M4 ? Ca va me faire des inserts riquiqui si je part là dessus.

Quark

 

[messdu74]

Bonjour Quark,

En cour de réalisation du même type de machine (Base en Granit de contrôle) voici les infos que j'ai chiner sur les règles de perçages et positions (Fichier MicroPlan en libre service sur leur site)

http://www.microplan-group.com/images/pdf/specialworkings.pdf
http://www.microplan-group.com/fr/telechargement/manuels.html?task=document.viewdoc&id=119

Pour les inserts, je les ai fabriquer en Inox 304L et la boulonnerie des rails aussi en Inox.
Pour le perçage, j'ai commander un adaptateur Weldon 19.05/CM2 avec lubrification chez Wurth et utiliser de la pâte a modeler pour faire une cuvette.

J'ai déjà fait des essais sur un martyre de même composition cela fonctionne très bien, il faut etre patient et etre délicat pour casser la partie centrale du perçage j'ai aussi acheter une fraise diamant hemispheric pour meuler les restes centrale (Attention c'est un budget il y a beaucoup de perçages et de mauvais outils risquent de tout foirer)

Au plaisir
Messdu74

 

[stanloc]

Yant travaillé 30 ans les coudes posés sur des marbres en granit pour l'optique je peux vous donner mon point de vue. j'ai par ailleurs utilisé des forets diamantés à carroter (j'en ai) pour fixer des inserts dans des bancs en granit que je possède. Voir la photo jointe)
Donc la première chose à savoir c'est que la fixation par inserts collés dans le granit n'a rien d'une fixation mécanique. La tenue est celle d'une pièce collée. Si vous voulez fixer mécaniquement quelque chose à du granit il faut traverser le granit et serrer en compression. En effet le granit a une bonne tenue en compression et une très mauvaise tenue en traction.
Cela étant,de mon point de vue il vaut mieux partir d'un marbre en fonte et y percer tout un réseau de trous dans la partie qui recevra les pièces à usiner ou alors tomber sur une table rainurée ( le mieux) en fonte.
par ailleurs le granit pour faire de l'usinage ce n'est pas génial tout comme l'alu car la vitesse du son y est considérable et cela résonne très bien. Il faut donc se méfier des épaisseurs pas très fortes comme 40 - 50 mm pour des plateaux assez grands.
Pour la fonte comme pour le granit il faut de sérieux moyens de levage.
Stan

 

[Quark21]

Bonjour Quark,

voici les infos que j'ai chiner sur les règles de perçages et positions (Fichier MicroPlan en libre service sur leur site)

Au plaisir
Messdu74

Super ! C'est ce que je cherchais. Et je suis agréablement surpris par la résistance a l'arrachement annoncée !

Cela étant,de mon point de vue il vaut mieux partir d'un marbre en fonte et y percer tout un réseau de trous dans la partie qui recevra les pièces à usiner ou alors tomber sur une table rainurée ( le mieux) en fonte.
par ailleurs le granit pour faire de l'usinage ce n'est pas génial tout comme l'alu car la vitesse du son y est considérable et cela résonne très bien. Il faut donc se méfier des épaisseurs pas très fortes comme 40 - 50 mm pour des plateaux assez grands.
Stan
Voir la pièce jointe 324990

Je suis d'accord sur le fait que la fonte serait mieux, mais je n'ai pas trouver de bon plan. L'occasion faisant le larron, j'ai un plan pour un marbre granit en 70mm d'epaisseur (approx 100kg) qui m'irait bien niveau tarif, si ça ne se fait pas, je reverrais ma copie !

Je crois que ca ne me feras pas de mal de faire des essais sur un martyr.

Merci à vous !

 

[stanloc]

Attention aux vis d'inox vissées dans des inserts en inox ; c'est idéal pour avoir un grippage. Au minimum pensez graisser. Chez Micro-Controle (microplan aujourd'hui) les inserts sont en laiton filetés extérieurement et intérieurement (à 6 mm). Visserie BTR en acier. Il faut veiller à bien araser les inserts pour qu'ils ne dépassent pas d'un poil la surface du granitet il faut surtout que la pièce que l'on fixe dessus soit percée juste au diamètre de la vis plus quelques dixièmes afin que la pièce appuie sur l'insert et pas seulement autour de l'insert sur le granit. Ce serait l'arrachage de l'insert assuré.
La meilleure colle c'est l'ARALDITE deux composants durcissement lent. Bien assécher le trou dans le granit.
Stan

 

[messdu74]

Bonjour,

j'ai un plan pour un marbre granit en 70mm d'epaisseur (approx 100kg) qui m'irait bien niveau tarif, si ça ne se fait pas, je reverrais ma copie !

J'ai commander mon mabre chez MicronFrance ce sont les seul que j'ai trouvé en 100 mm d'épaisseur dans mes dimensions 630x400 mm et surtout les moins chere .

Attention aux vis d'inox vissées dans des inserts en inox ; c'est idéal pour avoir un grippage. Au minimum pensez graisser.

Effectivement, j'utilise de la graisse "Weicon" celle-ci est recommandée par KMT sur les assemblages Inox de corp de pompe Très Haute Pression, ainsi que sur les assemblages de vannes, autoclaves... Une tres bonne reference dans l'industrie

il faut surtout que la pièce que l'on fixe dessus soit percée juste au diamètre de la vis plus quelques dixièmes afin que la pièce appuie sur l'insert et pas seulement autour de l'insert sur le granit. Ce serait l'arrachage de l'insert assuré.

Aussi, après l'ajustement fin n'est pas forcément requis, nous devons pouvoir ajuster le parallélisme entre les deux rails (Jeux de cales étalon),ne pas oublier de faire des gorges sur la partie en contact avec la colle, j'ai aussi enlever 0.5 mm sur le diamètre pour évacuer l'air lors de la mise en place de l'insert.

Sur les recommandations de MicroPlan, il faut respecter un temps de 48H a 20*C entre le perçage (Nettoyage et séchage a la soufflette) et la mise en place des inserts (Le temps que le granite puisse évacuer l'humidité accumulée lors des perçages).

Pour la colle j'ai utilisé une Araldite "basic" (Rouge et Blanc) que l'on trouve partout.

Il faut veiller à bien araser les inserts pour qu'ils ne dépassent pas d'un poil la surface du granit

Ceci est le point le plus important, l'ajustement avec une règle a filet, j'ai préféré laisser dépasser les inserts de 0.1 mm (Clinquant laiton) et ensuite les ajuster a la main. un travail tres long (+/- 1H par insert ). A voir si avec des inserts en laiton ce n'est pas suffisant

Messdu74

 

[stanloc]

La simplicité c'est de prendre de la tige filetée de 10 - 12 mm et de raboter un peu le haut des filets.
Pour aligner des trous il faut impérativement réaliser un gabarit en métal pour guider précisément le foret de carottage. Si avec un tel foret on perce un poil plus profond que la hauteur de l'insert, on prend un bout de métal que l'on place en biais dans la rainure et un simple petit coup de marteau sur la bouterolle ainsi improvisée on casse le téton suffisamment bien pour ne pas avoir besoin de faire plus. Par contre ces forets carotteurs sont peut-être plus difficiles à se procurer car il s'agit de produits spécifiques à certains corps de métier.
Stan

 

[stanloc]

Attention à ne pas avoir des trous borgnes surtout s'ils sont taraudés (servant à maintenir les pièces à usiner) dans la zone d'usinage car des copeaux vont s'y loger et il sera difficile/pénible de les extraire. Il faut des trous débouchants.

 

[Quark21]

C'est une bonne remarque ! Je pense partir sur une table rainurée genre Ironwood rapportée, donc normalement, pas de trous borgnes laissés libres.

Et je suis aller chercher le marbre. Ce sera donc 800x500x80 (Ce qui devrait coller avec les courses envisagées). Environ 80kg.

Il va falloir que je réfléchisse au plan de bataille pour le percage (vu la précision souhaitée, pas enorme), je me tate même a demander a une boite qui fait du funéraire.
(J'ai payé le marbre 50€, je peux mettre un petit billet pour qu'il soit percé proprement).

Je rajoute une contrainte dans mon cahier des charges :
- J'ai environ 15 ml de rail alu 40x40 que j'aimerai bien utiliser dans ce projet (une dépense en moins) et j'envisage de faire le portique et les flanc en réalisant un sandwich Tôle/Profilés Alu/Tôle. Entre 50 et 60mm au total selon l'épaisseur de tôle. Je vais adapter un premier design sur cette base.

Quark

 

[stanloc]

C'est une bonne remarque ! Je pense partir sur une table rainurée genre Ironwood rapportée, donc normalement, pas de trous borgnes laissés libres.

Dans ce cas je ne vois pas l'intérêt d'avoir un marbre dessous !!!!!!
Stan

 

[sebastian]

Bonjour,
tu fais plutôt dans le "massif" pour une surface de 800x500
Prévoir un socle / établi en conséquence… mais ça ne risque pas de gauchir
S'il est brut de sciage, un polissage est peut-être à prévoir dans le billet supplémentaire…
mais un surfaçage, avec la broche en utilisation finale sera quand même necessaire pour une rectif homogène, table rainurée ou pas.
Tout dépends bien sur de la précision finale souhaitée de tes usinages.
Bonne continuation.

 

[Quark21]

Dans ce cas je ne vois pas l'intérêt d'avoir un marbre dessous !!!!!!
Stan

L'interet pour moi :
- Un support rigide et plan à pas cher !
- Pas de fabrication du chassis (gain de temps), qui pour bien faire aurait du être mécano soudé.
- Pas de problème de réglage de planéité pour les rail du X, juste l'écartement a ajuster
- La possibilité de faire un support déplaçable (sur roue, avec des patins une fois en position), sans risque que ca joue sur la géométrie de la machine. Utile car je n'ai pas beaucoup de place.

S'il est brut de sciage, un polissage est peut-être à prévoir dans le billet supplémentaire…
mais un surfaçage, avec la broche en utilisation finale sera quand même necessaire pour une rectif homogène, table rainurée ou pas.
Tout dépends bien sur de la précision finale souhaitée de tes usinages.
Bonne continuation.

Il vient d'une école de métrologie. Il a été passé sur une rectifieuse, mais il n'est pas poli/rodé.
Je n'ai pas le relevé, mais sa planéité est donnée en dessous du centième.

Effectivement, si je met une table dessus, il faudra de toute façon la surfacer !

Quark

 

[gaston48]

Bonjour,
Tu n'as pas d'inquiétude concernant le différentiel de dilatation ? l'acier et le minéral, ce n'est
pas trop éloigné, mais les alliages d'alu ?

 

[Quark21]

Je pense que tu parles de mon idée de sandwich

Oui, ça peux jouer. Dans mon garage, je peux avoir peux-etre 15°c d’écart entre l'été et l'hiver.
Sur la pièce la plus longue, le portique, ca me donne 8 centièmes de différence de longueur.

Franchement, je ne sais pas dire si ca gène ou pas. Si mon sandwich est symétrique, a part contraindre un peu la structure, ca ne devrait pas se galber.
Et il y a des dizaine de CNC sur le forum avec les rails acier montés sur des tôles alu, et ça ne semble pas poser de problème outre mesure.

Je peux éventuellement faire tout alu, mais c'est plus cher, et un peu moins rigide.

Quark

 

[gaston48]

Je pensais plus aux problème éventuels liés à l'association aluminium-marbre.

 

[Quark21]

Je pensais plus aux problème éventuels liés à l'association aluminium-marbre.

La dessus, pas de soucis, car le seul interface avec le marbre, c'est les rails acier du X !

J'ai un peu avancé sur un 3D de principe, je poste ca ce soir.

Quark

 

[gaston48]

Reste à faire un portique en acier aussi alors

 

[Quark21]

J'ai avancer un peu sur mon concept.
En gardant mon idée de sandwich alu/acier pour le portique, j'obtient quelque chose comme ça :

- Entraxes des patins du X : 200mm
- J'obtiens un volume usinable d'environ 500x260x230, je peux travailler ça pour gagner un peu


Je compte assembler les sandwichs sans utiliser les rainures des profilés, mais plutôt en boulonnant a travers tout a intervalles réguliers.
Même principe pour fixer les flancs du portique, avec des tiges filetés traversant l'ensemble par le percage central des profilés

Pas mal de dimensionnement a faire :
- les guidages (j'ai dessiné du rail de 15, mais il faut que je valide ça)
- Les VAB

Avez-vous des liens avec des exemples de dimensionnement ?

 

[sebastian]

Bonjour,
aux vues de ton dessin, ton écartement des patins du Z me parait un peu large… tu doit pouvoir gagner "quelques" cm en réduisant un peu l'entre-axe.
Il y a pas mal de sujets sur le forum qui traitent des écartements optimum des patins fonction des longueurs ; la fonction "rechercher" va t'aider à trouver toutes les données.
Ta solution "sandwich" des montants et poutre est intéressante ; c'est une solution que j'envisage pour l'upgrade de ma machine… un jour…
La rigidité d'un tel montage/assemblage est conséquente (D-box) mais ça demande une parfaite liaison des éléments et aucun glissement entre eux.
Tu va t'amuser avec les différents angles de coupe

 

[messdu74]

Bonjour Qwark21,

Je vais te donner des idees et dévoiler ma CNC en cour de realisation en meme temp
Voici mes dispositions de moteurs, patins, vis visible sur l'isométrique.....

Au plaisir
Messdu74

 

[Quark21]

Bonjour Mess,

Merci pour ton doc, effectivement, ca me donnes quelques idées !

J'aime bien l'idées des plaques en bout de marbre qui servent de support pour les vis du X, ca évite de faire des fixations qui ne travaille pas en compression !
Je trouve tes patins du X assez rapprochés par contre, tu as fait un peu de calcul pour choisir l'entraxe ?

J'avance doucement ma CAO, je posterais bientôt les avancées !

Quark

 

[messdu74]

Bonjour,

Attention cela implique d'avoir des faces parallèles et perpendiculaire au plan de travail, le choix du marbre est primordiale sous peine de devoir caler les flasques.
Oui des calcules ont était fait, pour info l'entraxe des rails en X sont de +/- 200 mm de mémoire et patins portent sur 180mm de largeur (je n'est pas les plan sous les yeux ).

L'isométrique est trompeur le granite fait 630x400x100 mm

Messdu74