Avance portique

[Atch311]

Bonjour,

Je souhaiterai avoir vos avis et commentaires sur les formules suivantes (trouvées sur Internet sur des sites spécialisés),

Je voudrais calculer ma démultiplication nécessaire et donc il faudrait que je sache la vitesse de déplacement nécessaire pour le portique de mon projet. Si je ne me trompe pas, il s’agit de la vitesse d’avance Vf (ou A selon les sites/normes)

Voici un récapitulatif des formules que j’ai trouvé :



Vous remarquez que je peux sortir Vf de 2 formules :

- soit de Ps = Vf / (S * Z) => Vf = Ps * S * Z

- soit de em = (Vf / (S * Z)) * H / D => Vf = em * S * Z / √( H / D)


D’où PS = em / √( H / D)


Que pensez vous des exemples des calculs suivants, je pense que la deuxième formule est plus précise, mais je trouve les résultats aberrants.




Si vous pouviez m’aider ça me retirerai une bonne épine du pied ça fait un bon moment que je bloque là dessus.

Les valeurs me paraissent immenses, tous les CNCistes que je vois sur le site et qui donnent leur vitesse d’avance vont au maximum à 20 - 25 m/min.

 

[Atch311]

J'ai attendu la fin du WE, mais pas une seule réponse, plus de 100 personnes sont venues voir de quoi il s'agissait mais personne n'a posté.

Est ce que j'ai écris des bêtises plus grosse que moi (il en faut déjà!!!)?

Personne n'a d'idée ou de réponse sur le sujet?

Je bloque depuis au moins 2 mois sur ce calcul qui doit m'amener à trouver la meilleure démultiplication possible.

En effet je dois faire des poulies crantées sur mesure pour l'avance de mon portique car mes crémaillères (rails THK) sont au pas métrique de 10mm, donc non standards ; et je n'ai pas envie de me tromper pour éviter des doubles frais en les commandant 2 fois. (je n'ai pas trop envie de partir à l'aventure, au pifomètre)

Je préférerai bien les dimensionner avant.

Si quelqu'un peux m'aider à me dépatouiller de ce problème, ce serait sympa

 

[JLuc69]

Ce que tu demandes n'est pas clair.
Tu veux calculer une démultiplication à mettre sur ta vis ? Et ce, en fonction des avances de travail ?
C'est pas comme ça que tu y arriveras !
En fonction de ton moteur, cherche le nombre de tours/minute auquel tu peux le faire tourner.
Multiplie cette valeur par le pas de ta vis
Tu auras, ainsi, la vitesse linéaire que tu peux atteindre avec un rapport de poulie 1/1 ou en prise directe
Ensuite, si tu veux aller plus vite mets un rapport de 2/1 par exemple ou, si tu veux aller moins vite, un rapport de 1/2
Sachant que si tu privilégies la vitesse, tu auras moins de couple. Tout est affaire de compromis

 

[Atch311]

Merci Jean Luc pour ta réponse.

En fait, je cherche à faire le contraire, les moteurs ne sont pas encore achetés bien que j'ai déjà une idée (NEMA 34 - 11.3Nm)

Je cherche à définir la vitesse que devrait avoir le portique pour usiner du bois dans plusieurs cas (bois tendre et bois dur avec outil Ømini 3mm et Ømaxi 50mm :

1) bois tendre outil Ø3mm

2) bois tendre outil Ø50mm

3) bois dur outil Ø3mm

4) bois dur outil Ø50mm


Pour la hauteur de passe, Y'a t il une règle pour la définir en fonction du Ø de l'outil par exemple?

Comme la pièce est fixe, la vitesse d'avance est celle du portique si je ne me trompe pas.

En fonction des vitesses d'avance nécessaires dans ces quatre cas, je pourrais définir la démultiplication qu'il faudra à mes moteurs pour pouvoir se rapprocher au plus près de la vitesse d'avance optimale d'usinage.

Ce qui me permettra de voir si mes moteurs seront assez puissants en fonction de la démultiplication (cela dépendra de si je dois augmenter la vitesse auquel cas je perdrai du couple ou au contraire si je dois aller moins vite et à ce moment là je gagnerai du couples)

 

[JLuc69]

Part sur une avance de 2500m/mn avec 8000tr/mn pour une fraise de 10-12 trois dents (un conseil : évite les 4 dents, pas assez de logement copeaux et n'aime pas les plongées pleine matière). C'est déjà bien comme moyenne.
Pour une petite fraise, tu va certes augmenter la vitesse de rotation, mais comme tu vas réduire l'avance à la dent (fragilité de l'outil) tu ne devrais pas avoir de soucis avec ces valeurs.
Après, c'est selon ce que tu veux faire : production, précision, ...

 

[Atch311]

Merci Jean Luc,

depuis tout à l'heure, j'essaie d'appliquer les lois d'usinages avec les valeurs que vous m'avez donné.

Je suppose que ce sont celles que vous utilisez et qui donc fonctionne.

voici le résultat :

- Vitesse de coupe :
Vc = (π * D * S) / 60 en m/s => soit Vc = (π * 0.01 * 8000) / 60 => Vc = 4.19m/s

- Pas d'usinage :
Ps = A / (S * Z) en mm => soit Ps = 2500 / (8000 * 3) => 0.1mm

- Epaisseur moyen du copeau :
em = (A / (S * Z)) * √(H / D)
=> soit une hauteur de passe, pour un copeau moyen de 0.4mm, de 150mm
=> soit une hauteur de passe, pour un copeau moyen de 0.02mm, de 0.5mm

Cela ne colle donc pas avec les lois d'usinages et pourtant les chiffres que vous me donnez, fonctionne plutôt bien pour vos usinages, avez vous une explication?

 

[JLuc69]

Cela ne colle donc pas avec les lois d'usinages et pourtant les chiffres que vous me donnez, fonctionne plutôt bien pour vos usinages, avez vous une explication?

Il y a tout simplement la théorie et la pratique.
La théorie est bien dans le meilleur des meilleurs des cas c'est à dire pratiquement jamais
Il faut toujours y aller en commençant par des valeur moyennes puis adapter en fonction :
- de l'outil
- de l'attachement de celui-ci
- de la pièce à usiner
- de la fixation de celle-ci
- de la puissance de la broche
- de la puissance des moteurs
- de la rigidité de la machine
- ...
- ...
Tous ces calculs, je ne les fais jamais exepter pour la vitesse de rotation et l'avance
Bois, Alu, Plastiques entre 150 et 300 mètres/mn
Avance (selon l'opération : ébauche, finition,...) entre 0.05 et 0.3 mm/dent
Edit : j'oubliais, en fonction aussi de la nature de l'outil : HSS, carbure, plaquettes rapportées, ...

 

[Anonymous]

Je cherche à définir la vitesse que devrait avoir le portique pour usiner du bois dans plusieurs cas (bois tendre et bois dur avec outil Ømini 3mm et Ømaxi 50mm :

1) bois tendre outil Ø3mm

2) bois tendre outil Ø50mm

3) bois dur outil Ø3mm

4) bois dur outil Ø50mm


Pour la hauteur de passe, Y'a t il une règle pour la définir en fonction du Ø de l'outil par exemple?

Une règle ? Ben sur mes CN, j'usine des passes en général 2 fois de diamètre de l'outil. M'enfin, avec du 50mm de diamètre, je dépasse pas 30 ou 40mm de passes. Il manque quelques kva sur mon abonnement EDF...
Sinon, une règle qui marche bien, c'est quand tu vois la CN traverser ton atelier en vibrant de tous les cotés. Sois tu te dis : Trop grosses passes... Sois tu te dis : Trop petite structure...
Si le compteur EDF fume, tu ajoutes : Trop petit abonnement...

Bon, sans rire, j'ai fais plein de CN sans jamais faire autant de calcul ! Mais ça me plait de voir autant de calcul pour finalement arriver à des CN comme tout le monde !

 

[Atch311]

je suis d'accord pour dire qu'il y a une différence entre la théorie et la pratique mais la différence ne devrait pas être aussi énorme pour les calculs précédents par exemple on trouve :

Vc = 4.19m/s alors qu'on devrait trouver entre 40m/s (Bois dur - fraise HSS) et 80m/s (Bois tendre - fraise HM) => soit de 10 à 20 fois moins

Pas d'usinage : 0.1mm alors que ca devrait être entre 1 et 2mm

En général, les lois d'usinage ne sont pas pondues au hasard, elles sont le fruit de règles mathématiques ou bien de l'expérience d'où mon étonnement sur ces différences entre théorie et pratique.

Cela ne résoud donc pas mon problème, j'en reviens toujours au même point, il faut que je fasse ma démultiplication au "pifomètre".

Merci quand même

 

[Anonymous]

Cela ne résoud donc pas mon problème, j'en reviens toujours au même point, il faut que je fasse ma démultiplication au "pifomètre".

Bien sûr que non, le pifomètre n'a rien à faire ici... Simplement il faut se servir de ses yeux, aujourd'hui, tant de choses ont été fabriqué, et exposé sur le web ; tant d'exemple analysé à longueur de post, il suffit simplement de se demander : Ai-je besoins de plus rapide que cette machine ? Ou plus rigide ? Ou plus précis ?...

Pourquoi personne ne t'a répondu ? Parcequ'on n'a aucune idée de ta structure, de son poids, de sa rigidité... Montre-nous des photos de ta structure, donne-nous son poid, nous évaluerons sa rigidité, nous te proposerons des motorisations, des démultiplications...

Tes exemples de calcul sont aberrant, se sont des extrêmes. Une fraise de 3mm est souvent cassée si on applique ce type de calcul... Et une fraise de 50mm qui prend de bonne passe, de 30mm par exemple, demande une telle puissance et rigidité qu'aucune machine amateur aujourd'hui ne possède ces capacités !

Par exemple, pour mes CN, une fraise de 20mm qui fait une passe de 30mm à 18000tr/min et 4m/min d'avance :
- Ma broche de 3kw commence à être dans le rouge.
- Ma Cn de 1.1T commence à vibrer.
- Mes servos DC de 500W sont tranquille, zen, (conso 5A alors qu'en pointe ils montent à 35A lors de démarrage par exemple)

 

[Atch311]

Bonjour Cédric

C'est une grosse machine que tu as, as tu un fil montrant sa conception avec des photos de la bête.

En ce qui concerne mon projet, je vous met des photos ce soir voire demain soir.

Mais ce sera une grosse machine, qui fait, de tête, 1.3T sans la table (en DFP, médium et/ou bakélite suivant mes finances) si je la fabrique en S185 (quand la conception sera complète, j'irai faire un devis chez un ferrailleur près de chez moi).
Les courses sont de 3000 * 1400 * 550.

La broche devrait être dans un premier temps une broche à refroidissement à eau de 2.2kW (en attendant de voir si il me faut une broche plus puissante selon mes besoins)

La motorisation devrait être réalisée par 4 moteurs NEMA 34 - 11.3Nm (2 pour l'axe des X et 1 pour l'axe des Y), mais je me pose des questions pour savoir si je passe avec des servo moteur. je suis à la recherche d'infos sur ce dernier point.

Mes axes des X et des Y sera entrainé par une crémaillère THK GSR - R avec un pas métrique de 10mm et mon axe des Z par une vis à bille de Ø32mm avec un pas de 20mm.

(Pour l’instant je n'ai acheté que les crémaillères et la vis à bille, je suis tombé sur une bonne occase).

Elle sera en acier de 4mm d'épaisseur (voire 3mm pour diag de contreventement)

Elle devrait avoir des sections de 80 / 120 / 4, du 80 / 80 / 4, du 40 / 80 / 3 et du 30 / 60 / 3.

la machine sera faite de plusieurs sous ensemble soudés que je visserai.

Je suis aussi en train de me renseigner pour caler mes rails supportés (Ø25 à 30mm ou si j'arrive à en récupérer gratuitement des rails de camion à sol mouvant) car avec les soudures, l'ensemble devrait un peu se déformer, ce sera certainement calé avec du clinquant comme j'ai lu sur beaucoup de post.

Dès que je peux, je vous intègre des photos du projet à ce post.

 

[Anonymous]

Re,
Ta futur machine, comme celle de Louloute30 ne sont pas assez rigide pour usiner de l'acier.
...Mais vous pourrez quand même faire quelques usinages, simplement, les fraises, avec ces structures très souple, se détériore très vite. Et vu leur prix...
Pour l'alu, ce sera plus facile, avec des fraises HSS et un léger arrosage au pinceau.
Je viens de lire le post de ta signature, je n'avais pas encore lu. C'est très intéressant.
Je pense comme la plupart de ceux qui t'ont répondu sur l'autre post, que les PàP vont légèrement brider ta machine. Fais tes calculs pour avoir une démultiplication qui déplacera ta machine à 6 ou 7 m/min max ; et cela, juste avant que le couple de tes PàP s’effondre.
Pour ta broche, 2.2kw sont largement suffisant. Je serais très surpris que tu la fasses chauffer !

 

[Atch311]

Cedrik, depuis ce post la machine à évolué, j'ai travaillé (ça fait 2 mois que je n'ai plus trop le temps) avec un prof de méca et je suis aller voir quelques CN à mon ancien lycée notamment une énorme 5 axes pour le bois,
la course en Z à été revue à la baisse (suite à la vis à bille que j'ai acheté).
Le concept de la machine est différent, il n'y a plus de bras en porte à faux (genre un pendu)pour tenir la défonceuse sur l'axe des Z. L'axe des Z sera entièrement maintenu dans un cadre(un peu comme un ascenseur).

Pour s'assurer que les moteurs tournent bien en même temps sur l'axe des X et que l'un ne saute pas de pas, bref pour que ca ne parte pas en crabe, j'ai rajouter entre les des moteurs X un axe supporté par 4 ou 5 paliers qui relie les 2 moteurs (comme ca chacun fait son boulot mais il n'y en a pas un qui va plus vite que l'autre)

Je suis en pleine réflexion pour faire coulisser l'axe des Z sur 3 rails supportés au lieu de 2 (un plan se défini bien par 3 points). Je sais que cela demandera un alignement parfait mais cela renforcera et de beaucoup je pense l'axe des Z, vu les efforts qu'il devrait y avoir au moment de l’usinage.

Je post des images dès que je serai chez moi et que je peux.

 

[Anonymous]

Ok, cool, tu gagneras en rigidité, tant mieux. Chouette boulot.
Mettre 3 rails sur le Z ? Bof... En général, les rails/patins sont beaucoup plus rigide que les chassis que nous concevons. Dans ton cas, augmenter la rigidité de Y ou des poteaux de ce Y serait plus avantageux.
Mettre un axe entre deux moteurs n'est vraiment pas top... Mets plutôt des moteurs qui tiennent la route, avec des drivers qui assurent. Ajouter un axe, c'est du poids en rotation, qu'il faudra accéléré et ralentir (inertie). De plus, les PàP n'aiment pas du tout être accouplé, surtout des gros. Ça résonne dans tous les sens, ça garanti des pertes de pas inexpliqué à certains régime...
Si tu utilises Mach3, il sait gérer deux axes X et X' avec vérification de la mise en crabe via des inter.
Bon courage,
Ced

PS : Je suis en train de lire des post sur les grandes tables de découpes. Je vois la conception de Louloutte30 ; joli boulot. Je remarque par contre aucun cable blindé sur les moteurs...! Vu les longueurs, et avec les systèmes PWM, les FdC pas loin, peut-être une broche HF ! Quelle joli émetteur radio ! Ce genre de montage est à éviter... Ca ne peut pas marcher correctement sur du long terme.

 

[Atch311]

Quelques photos comme convenu












Pour info la barre violette en dessous du portique des Y fait 50cm de long.

 

[Anonymous]

Euh, c'est pire ou c'est mieux ???
Pire je pense...
Donne moi la distance entre la fraise et les rails du Y ?
Si là on a pas le plus grand porte à faux de toute l'histoire des CN, j'me mords un œil !
La crémaillère est aussi très haute, alors que certains t'ont déjà dit de mettre ça au plus près de l'effort.
Non, vraiment, ce portique, tu effaces tout, tu l’oublies.
Allez, fait un portique comme Louloute30, ou à peine plus costaud, ça devrait suffire...
Courage,
Ced

 

[Atch311]

Fais gaffe ça doit faire mal de se mordre un oeil!

Blague à part, le porte à faux démarre en dessous du portique et non pas depuis les rails supportés (soit 40 à 50cm de moins)

C'est un grand porte à faux mais pas insurmontable, je pense. Il y a 62cm entre le dessous du portique Y et la table en sachant que le support de broche s'aligne avec le dessous du portique, le porte à faux sera donc de 62cm - la distance entre le support de broche et le dessous de la fraise/mèche. En gros cela devrait tourner entre 50 et 55cm. C'est assez gros je le conçois mais je ne le pense pas insurmontable.

Je ferai une coupe ce soir dans SW sur le portique avec le porte à faux, les renforts et la table, j'hésite même à rajouter une glissière sur le bas du portique pour rigidifier encore l'ensemble.

Concernant la crémaillère, je l'ai mise au plus près des rails supportés que ce soit pour l'axe des X, que celui des Y.

Je veux une grande hauteur, c'est pourquoi j'ai renforcé la machine dans tous les sens.

J'en ai discuté avec un prof de méca pour lui le châssis ne devrait pas bouger à l'usinage.

Le châssis est contreventé dans tous les sens, son gros défaut vient du porte à faux sur Z, je le sais. A part ça, je ne comprends pas pourquoi je devrai oublier ce châssis.

Peux tu mettre des photos de ta CN et des vidéos d'usinage pour me donner une idée de la tienne?

 

[Anonymous]

Salut,
Ton portique est super méga rigide, MAIS :
- L'effort de la fraise est renvoyé sur les rails du haut du Y, soit à 80cm ou plus.
- Pour ensuite redescendre vers les deux rails du X grace aux deux "poteaux" très peu rigide latéralement.

Aussi :
- La hauteur du portique ne sert à rien, sauf ajouter un poids néfaste.
- Le Z est tout mou par rapport à Y.
- Les poteaux du portique sont aussi tout mou par rapport à Y.
- Une conception aussi complexe en soudure te fera un portique tout vrillé dans tous les sens,
- Autant de soudure vont mettre de nombreuses pièces "en effort" ; ce qui est parfait pour une résonance maximum. (tu fabriques une guitare ?)

Mets deux U de 160mm avec ton Z au milieu, tu n'auras aucune soudure, ou presque, tu seras autant rigide, beaucoup plus léger, et en 3h de taf, ton portique est fini. Aucune tension dans la structure aussi. Ce qui est très important, et souvent négligé par les bricolos que nous sommes.

D'après toi, pourquoi les chassis "pro" sont stabilisé dans des fours ?

Repars de zéro, tu gagneras ton temps.
Bon courage,

 

[inmik]

Bonsoir,
pour un axe Z avec une grande course, j'ai pu lire que la conception du type "caniveau" était la mieux adaptée (?)
peut-être une piste à explorer.
Bonne continuation!

 

[louloute30]

Bonsoir,

Pourquoi ne pas utiliser 4 guides avec palier à billes en Z au lieu des classiques 2 ? J'ai longtps hésité à utiliser ce principe... qui aurait je suppose retirer tout porte à faux envisageable; Par contre, cela nécessite une utilisation de 2 vis à billes.

Coté structure, je la trouve trop fourni (pour une fois qu'on dit ça ):
Doubler les pieds rouges par les bleus ne sert à rien. Je ne sais pas trop le type de travail que tu feras, mais je peux te dire que si je travaillerai l'acier avec la mienne, ce sera tjrs la fraise qui cassera avant même qu'une seule pièce d'acier de ma table ne vienne à plier (même très légèrement) ou casser...

Je rappelle au passage que si tes grandes barres rouges sont du carré de 200*80 (au minimum) c'est avec ce type d'acier que sont fabriqués la plupart des ancienne maison (dessus de fenêtre) et immeubles, et ce n'est pas parce que je monte à l'étage que d'un coup la barre va plier. => Forcément, ici, dans ton cas aussi, ce sera tjrs la fraise qui viendra à céder avant que quoi que ce soit ne bouge. (mis à par système de poulie, courroie, saut de pas... mais c'est un autre sujet).

Enfin, comme ton dessin le montre, la taille de la broche doit garder une certaine concordance avec le reste de la machine: On ne placera pas un V8 dans une 2CH (Le châssis plierai) tout comme on ne mettra pas le moteur d'une 2CH dans un camion (Il n'avancerait pas): Soit ta broche est 2 fois trop petite (on doit au moins pouvoir placer du 4K minimum sur une machine pareil, ou ce que je pense, ta machine est trop "mastoc".

Je te dis cela (et de ce que j'ai lu, nous te le disons tous un peu) pour t'éviter bp de frais inutiles (et par expérience du vécu aussi); A supposer même que l'acier on te le donne, il faudra une électronique qui suive: il te faudra aussi des nema 45 au lieu des NEMA 34 habituellement utiliser sur ce type de machine, une alimentation tjrs plus grosse...des courroies et poulies tjrs plus grosses... et ainsi de suite...
Et puis enfin, au final, il y a aussi la consommation de ce type de machine: A la journée, cela peut représenter un coût non négligeable.

Enfin, dernier petit détail, je n'y avais pas bp pensé pd la construction de ma machine, mais j'ai réalisé la mienne dans un sous sol de 2.2mètre de haut, et finalement, il ne me reste que 50cm de sous plafond. Je te dis cela, parce que la tienne grimpe sacrément haut.

Et puis, oui, comme précisé plus haut, toujours garder à l'esprit que les guides doit être au plus près de l'effort (ceux en Y sont bien trop haut par rapport à la surface de travail.)

Peut être juste repartir du type de travail que tu souhaites travailler (bois?alu? ou acier) et réagir en conséquence.

A plus, et bonne chance pour la suite; je te suis avec intérêt

Pour répondre à "ced": C'est vrai que j'ai utilisé du câble non blindé, et que sans doute c'est à éviter. Cela étant, je m'en sers souvent, et je n'ai pas encore rencontrer de pb de perte (tant mieux pour moi ).

 

[Atch311]

Salut louloute,

Je viens de formater mon portable, de réinstaller un système et il faut que je réinstalle tout mes logiciels notamment de dessin (SW, sketchup...), voilà pourquoi je ne poste plus depuis quelques jours.


Alors pour répondre à tes interrogations :

Je trouve aussi très fournie la machine , mais c'est tout simplement car j'ai réalisé des sous ensemble (des cadres soudés) qui seront vissés sur les pieds rouge pour ne pas avoir une machine de 1.5T en 1 bloc si je dois la déplacer un jour (au cas où je ferai une extension de mon sous sol).

Et puis peut être que les cadres de contreventement seront certainement soudés ailleurs que chez moi.

La broche sur le dessin n'est pas représentative de la broche que j'aurai sur la machine (en fait, c'est la seule broche que j'ai trouvé dans les bibliothèques de composant 3D)

Pour ce qui est de la hauteur, j'en ai tenu compte pour que la machine ne vienne pas taper le plafond quand elle est remontée à fond (2.5m sous plafond).

Concernant les moteurs, ce topic a été ouvert dans le but de les dimensionner au mieux, j'ai en effet deux choix devant moi :

- Moteur pas à pas : moins chers, mais aussi moins performants

- Servo moteur :: plus chers, plus performants mais aussi peut être plus difficiles à régler ou à gérer notamment car peu de personnes en utilise pour des CN amateur

Dans un premier temps je suis parti sur le 1er choix, avec des NEMA 34 de 11.3Nm. Ne suffiront ils pas pour déplacer(à revérifier quand j'aurai réinstaller SW) 200 à 250kg maxi?

Voilà pour répondre à tes interrogations louloute

[fade][glow=red]Bonnes fêtes à tous[/glow][/fade]

 

[Anonymous]

Bonjour,

Je n'avais pas pris le temps de regarder les détails :
La barre violette se "déformera" sous le poids et les efforts du portique... Elle est installée comme un amortisseur...
Les tubes doivent toujours être coupés à 45° pour gagner en rigidité. (autour de la broche c'est flagrant)
250kg + les efforts de coupe sur 4 douilles à billes... C'est carrément au-delà des capacités des douilles... non ? (usure prématuré)

Bon courage, la base est saine, un peu lourde peut-être...
a+
ced