Projet fraiseuse en tole vissée

[rong fou]

Bonjour à tous, je suis entrain de dessiner une fraiseuse, somme toute classique, qui sera dans un premier temps conventionnelle ( et oui rien ne l'empeche ) et si les finances et le temps le permettent elle aura droit à un retrofit.

L'idee de base est de remedier au probleme majeur que l'on trouve sur les fraiseuse d'établi chinoise ; le manque d'inertie de leur colonne. Je possede en effet une perceuse fraiseuse à colonne ronde ( clone taiwanaise syderic) et autant la table est massive et ne bouge pas, autant la tete et la colonne sont sous dimensionnées pour du fraisage sérieux ( bon tourteau avec bonne passe).

Je me suis donc inspiré des aciera et dérivées, en gardant le concept de tete sur belier pour limiter le porte a faux de la table.

Elle sera constituée de toles ep 10 et 20 pour les endroits critiques percées puis vissées entre elles.

Les guidages seront des morceaux de queue d'arondes rapportées.
Pour la reduction du moteur je pense utilisée une boite de vitesse de moto de recup en faisant des platines d'adaptation, le moteur en lui meme sera adapté aussi.
Sur la photo la glissière z est cachée mais le principe est identique. Le bati sera partiellement rempli soit de beton, soit de beton polyester.

 

[PL50]

il va t'en falloir des vis ! ! !
et surtout il va falloir que tu pionte pour garantir les géométries, en faisant des logements de goupilles calibrées ou plus facile mais moins précis des mécanindus.

 

[rong fou]

voila avec les guidages

 

[rong fou]

ça c une reponse rapide
je suis parfaitement d'accord avec toi pour le nb de vis mais :
- les vis ça fait (un peu) moins de contraintes résiduelles que la soudure
- j'aime bien percer
- pour les goupilles de toutes facons les toles ne seront pas planes donc je resurfacerai les portées utiles
en fait je fais comme un chassis soudé, mais sans soudure !
le pb majeur est de combler le vide du bati

 

[rong fou]

 

[Momoclic]

Bonjour,
Projet original et intéressant !
Pour le remplissage j'ai un peu étudié le problème et il existe des solutions pas forcément complexes à mettre en œuvre. Une bonne partie de ma réflexion est issue d'un document référencer à cette page :

https://www.usinages.com/threads/et...taux-en-gros-tubes.95198/page-16#post-1118657

Sûr que de motoriser de tels axes nécessitera des moteurs musclés...

 

[PL50]

par rapport à la remarque de momoclic, sur le dimensionnement des moteurs d'axes. Tu dis t'être inspiré de l'architecture des aciera.
sur mon aciera F5, je suis en train d'adapter des nema 34 (et meme 42 sur le Z! ! ! mais je pense que du 34 est suffisant)
tout ça évidement avec des DM860

à bon entendeur

 

[Jmr06]

Bonjour.
Qu'est-ce que tu envisage comme puissance de moteur ? Je suis néophyte dans le domaine, mais je suppose que la rigidité nécessaire doit dépendre de la puissance du moteur (qui induit les profondeurs de passes qu'on peut faire)?
Une autre question si je n'abuse pas trop : qu'elles sont les dimensions des courses ?
En tout cas, c'est un projet intéressant que je vais suivre.

 

[rong fou]

Bonjour,
en fait je t'avoue que cette question n'est pas totalement tranchée, je pensais partir sur un asynchrone d'environ 2 kw
mais je regarde si un brushless ne pourrait pas convenir.
A mon (humble !) avis, ce n'est pas tant ta puissance qui va dimensionner ta rigidité, en effet on peut voir des petites cnc avec des broches de 3 voir 4 kw sur des châssis ridicules comparés à des fraiseuses d'établi de la belle époque, qui avaient elles des moteurs pas nécessairement très puissant (1 voir 2 kw). (puissance inférieure rendue possible grâce à un réducteur)
En fait, ce sont véritablement les efforts de coupe, liés au dia de la fraise et de la profondeur de passe, et donc le couple crée par le moteur qui vont déterminer la rigidité d'une machine, si les vitesses restent faibles.
Pour les courses j'envisageais environ 500x 230y et 350z.

 

[biscotte74]

Sur la fraiseuse "marf" j'ai fais une réhausse de la base en tôle vissée, xc48 de 20mm d'épaisseur sur 250mm de haut. C'est super rigide, mais gros travail de rectif pour que tout soit bien d’aplomb, même en faisant hyper gaffe aux assemblages, j'avais 5/10eme de faux aplomb sur la hauteur totale de la fraiseuse. Sur une machine comme la tienne je ne sais pas ce que la géométrie pourra donner au final

 

[PL50]

attention, la puissance de broche etc c'est une chose, mais il y a aussi les phénomènes vibratoires qui peuvent provoquer des entrées en résonance.

il faut si possible panacher les épaisseurs de tole et ne pas hésiter à distribuer quelques goussets, même vissés

a+

 

[PL50]

ça c une reponse rapide
je suis parfaitement d'accord avec toi pour le nb de vis mais :
- les vis ça fait (un peu) moins de contraintes résiduelles que la soudure
- j'aime bien percer
- pour les goupilles de toutes facons les toles ne seront pas planes donc je resurfacerai les portées utiles
en fait je fais comme un chassis soudé, mais sans soudure !
le pb majeur est de combler le vide du bati

perso je mettrais des toles horizontales boulonnées de par les 4 faces dans le bati; un peu comme les planchers dans un immeuble (ça tombe bien ce bâti ressemble un peu à une tour)
au moins 3 sur la hauteur (genre tous les 20cm de haut)

a+

 

[Jmr06]

Ok, merci pour les info sur les courses et la puissance moteur.
Pour les vibrations, si le bâti est rempli de béton comme il l'annonce, cela devrait le faire, non ?
PL50, quand tu parles de "goussets", tu veux parler de goussets dans les angles ou de nervures sur la surfaces des tôles ?
Par ailleurs, j'ai souvent entendu dire que les assemblages vissés amortissaient plus les résonanes que les assemblages soudés. Est-ce également vrai pour ce type de construction ?

 

[yvon29]

Bonjour

as tu évalué la possibilité et les avantages du béton ?

 

[PL50]

perso, je mettrais des toles plancher à des altitudes intermediaires. ces toles seraient évidées largement.
et donc le beton communiquerait du haut en bas.

elles pourraient en plus être liées par des tiges filetées galva genre M16 et dans filets aussi gros, le beton serait affectueux...
ces tiges joueraient donc le role de fer à beton...

 

[Jmr06]

Bonjour à tous.

Yvon, la question s'adresse à moi, ou à Rong fou ?
Si c'est à moi, je me garderais bien d'être péremptoire, vu mon peu d'expérience des machines outils. Mais il me semble que :
- si on n'a pas peur de la masse finale la machine (en bref, si elle n'est pas prévue pour être déplacée)
- si on peut facilement gâcher le béton sur place, (amener les sacs et la bétonnière à proximité de la machine)
alors c'est une solution économique pour obtenir une machine parfaitement immune aux vibrations.
Dans le cas qui est présenté, le caisson en acier assure la géométrie et la rigidité , le béton l'inertie et l’amortissement des vibrations.

En réponse à PL50 :
- OK pour des plaques intermédiaires dans le caisson, qui permettent de maintenir la géométrie dans les efforts de torsions du bâtit et qui en plus réduisent la possibilité de vibration des peaux,
- OK pour remplir tous le caisson de béton.
Mais faire les deux en même temps ? N'est-ce pas ceinture et bretelles ?
Pour moi, selon ma compréhension, le béton assure déjà le maintient du caisson en torsion (le béton travaille en compression, comme il se doit) et l’amortissement des vibrations. Rajouter en plus des plaques intermédiaires, est-ce que c'est juste se compliquer la vie, ou y a-t-il un autre intérêt ?
Bien sur, dans une solution béton, il faudrait que les peaux du caisson puissent être liées au béton, avec quelques aspérités, par exemple sous forme de boulons soudés vers le centre des plaques.

 

[moissan]

il ne faut pas confondre vibration et rigidité

le beton a un avantage contre les vibration , mais pas un grand avantage pour la rigidité : c'est le module d'elasticité qui fait la rigidité , et le module d'elasticité du beton est 10 fois plus faible que l'acier ... bien sur on met plus epais de beton que de tole , mais ce n'est pas si spectaculaire que ça car c'est les bords qui comptent le plus pour la rigidité , le centre ne sert qu'a faire du poid

donc je trouve plus simple d'augmenter l'epaisseur de la tole que de rajouter du beton

avec une epaisseur de tole suffisante ça facilite les assemblage : on peut percer des trous taraudé dans l'epaisseur : pas besoin de corniere dans les angles

je suis d'accord que des bon assemblage vissé peuvent etre meilleur que des soudures

reste a voir le prix de revient : des tole epaisse coutent plus cher que de la fonte moulé ... avec la fonte moulé on n'usine que ce qui est fonctionnel , avec les assemblage de tole epaisse il faut usiner une multitude de surface d'assemblage

 

[rong fou]

Bonjour à tous,
je vous remercie à l'intérêt que vous portez à ce projet et aux critiques constructives qui ont été faites.
J'avais pensé à ces tôles horizontales mises dans le caisson, mais cela fait rajouter de la masse d'acier ce qui est assez cher. Par contre, des tiges filetées traversantes pourraient être une bonne option, je prend note. La fonte moulée lamellaire serait le top MAIS il faut faire de la fonderie et pour un particulier, cela est impossible. Il est évident que si le béton était si intéressant les industriels l'utiliserait, mais pour nous autres amateurs ? Cela peut, peut être, être une alternative. Les surfaces d'assemblages non fonctionnelles ne seront pas forcément surfacées, le perçage reste bon marché (idem bâtis soudés).

 

[moissan]

la question n'est pas de tout faire soi même depuis le minerai de fer ... il faut bien acheter la tole ! on ne va pas la laminer soi même !

donc entre acheter de la tole ou donner un modele en bois a une fonderie le choix merite d'y reflechir

enfin donner un modele en bois , c'est un peu simpliste : il vaut mieux montrer un plan a un fondeur pour tenir compte de ses conseil avant de faire les modele definitif

ne pas prendre modele sur les grandes marque de machine qui font des piece moulé trop compliqué

pour revenir a la construction en tole : si ce n'est pas parfaitement surfacé le vissage fait des contrainte et ce n'est pas mieux que de la soudure

conception mixte possible : piece epaisse usiné sur toute les face pour faire la partie avant du bati ou colonne , avec queue d'aronde usiné dans la masse , et porté pour visser la partie arriere en tole plus fine

de même pour le coulisseau du belier : piece massive vissé entre les 2 tole qui font la colonne

enfin 2 tole , ou une tole plié en U

 

[daniel g]

Bonsoir

Pourquoi ne pas envisager un bâti seulement en ciment. Les tours Boehringer sont en ciment, je l'ai vu,
car au déchargement ils ont cassé un coin.
Toute les coulisses rejointes entre elles avec des réglages, ensuite faire une caisse et remplir de béton.

Daniel

 

[Momoclic]

Bonjour,
Personnellement j'ai opté pour une autre solution. De gros tubes épais avec une "peau" intérieure en béton.

J'évoque cette solution ainsi que le document qui me l'a inspiré à cette page.

 

[el patenteux]

C'est franchement compliquer pour rien.....tant qu'a mettre du béton aussi bien remplir!

 

[Momoclic]

Cette ça complique un peu, mais insérer deux tubes l'un dans l'autre et y couler un béton n'est pas bien difficile.
L'alternative du sable est un option à retenir dans le sens où dès la seconde oscillation l'amplitude de celle-ci est réduite de moitié (cf. Le graphe comparatif).
Je trouve même cette option la plus appropriée à une structure assemblée par vissage comme celle imaginée par notre ami

 

[bump01]

Bonjour
Vous êtes vous posé des questions sur la géométrie de la machine car quand les glissières en queue d'aronde auront étés fixes dur le bâti il faudra les rectifier pour quelles soient d'équerre entre elles , alors si le bâti est plein de béton ............
Il serait judicieux avant tout de concevoir la chaine cinématique de la machine pour amener le mouvement du moteur a la tête et aussi prévoir une broche horizontale .
le travail que vous voulez réaliser déterminera le module ses engrenages de la chaine qui seront en rapport avec la puissance du moteur .
Pour réaliser les glissières vous pouvez fixer sur le bâti des traverses de fraiseuse comme celle ci , on en trouve sur EBay.de

Mais il faut usiner le bâti pour avoir des surfaces d'appui correctes en géométrie .
vous pouvez vous inspirer de la fraiseuse Lebreton FG1 et en réaliser une en plus rustique .
A bientôt

 

[el patenteux]

Quelle différence si le bati est rempli de béton pour rectifier le chassi?

 

[stanloc]

Le POIDS
Stan

 

[Jmr06]

Je ne comprend pas l'argument du poids pour la rectif : il faut faire la rectif d'abord, puis remplir de béton après, lorsque la machine est à sa place définitive. C'est impossible ?
Pour moi, l'intérêt du béton c'est d'alourdir, pour que les vibrations de la fraise rencontrent une masse considérable, empêchant la mise en vibration du châssis. Mais le défaut, c'est de rendre la machine difficilement transportable. Donc, le faire en dernier.

Monoclic : oui, le document du MIT est super intéressant, mais il donne peu d'ordre de grandeur au niveau de nos petites machines, enfin il me semble.
Pour analyser les vibrations, certe c'est intéressant de regarder le temps d'ammortissement, mais il faut d'abord se préoccuper :
- de la fréquence des modes propres de vibration (c'est a dire la rigidité de la structure)
- de la masse emportée par le mode, c'est a dire l'énergie qu'il faut pour le mettre en vibration ( en bref la masse),
- et ensuite comment le mode s'amortit.

 

[coredump]

Ne pas oublier une chose TRES importante dans le document du MIT: il y a une épaisseur de matériau viscoélastique prise en sandwitch entre la structure acier et le béton (qui doit faire précontrainte aussi). Sans elle aucun interet! Le béton ne fait que bouger la frequence de résonnance vers le bas, rien d'autre.

 

[bump01]

Je ne comprend pas l'argument du poids pour la rectif : il faut faire la rectif d'abord, puis remplir de béton après, lorsque la machine est à sa place définitive. C'est impossible ?
Pour moi, l'intérêt du béton c'est d'alourdir, pour que les vibrations de la fraise rencontrent une masse considérable, empêchant la mise en vibration du châssis. Mais le défaut, c'est de rendre la machine difficilement transportable. Donc, le faire en dernier
.

Le béton une fois en place travaillera sans jamais se stabiliser définitivement , sous l'influence de divers facteurs et déformera le bâti imperceptiblement mais surement .
Le béton causera plus de problèmes qu'il en résoudra .
Les vibration sont absorbées par l'abondance de matière homogène .
A bientôt

 

[Jmr06]

Baisser la fréquence et augmenter l'énergie nécessaire pour mettre en vibration.
Si non, +1 pour la remarque ! Dans le doc du mit, je suis même resté surpris par la faible épaisseur de viscoélastique nécessaire pour amortir au mieux. Je doute que cela soit simple à reproduire.