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Choix de broche pour usinage Alu et + ...

Discussion dans 'Discussions générales sur la conception' créé par dotrick, 10 Septembre 2013.

  1. dotrick

    dotrick Apprenti

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    Bonjour,
    J'ai parcouru les posts pour rechercher des infos sur les broches. Je n'ai pas trouvé de réponses...

    Je suis à la recherche d'un broche pour usiner principalement de l'alu sur une CNC type portique. Si possible du MDF et même de l'acier... Mes premiers calculs (S'ils sont bons... :sad: ) me montre qu'il me faut une broche avec les caractéristiques suivantes:


    La vitesse de rotation:
    - Vitesse de rotation min (600 tr/min - conditionné par l'usinage de l'acier avec une fraise de 10mm)
    - Vitesse de rotation max (12000 tr/min - conditionné par l'usinage de l'alu avec une fraise de 3mm)
    Je n'ai pas encore trouvé les infos pour l'usinage de MDF, mais probablement une vitesse max de 24000 tr/min (au regard des caractéristiques des défonceuses à bois...)

    Le couple:
    Plus difficile, j'ai deux résultats bien différents (un rapport de 4-5)
    Pour l'acier, à 600tr/min, il me faudrait 6Nm (ou 24Nm?)
    Pour l'alu, à 12000tr/min, il me faudrait 0.02Nm (ou 0.1Nm?)
    Pour le MDF, probablement encore moins de couple que l'alu

    La puissance:
    Pour l'acier: 1.6KW à 600tr/min, fraise de 10mm, passe de 1mm
    Pour l'alu, 4kW à 4000tr/min, fraise de 10mm, passe de 3mm
    ou
    Pour l'alu, 2.5kW à 6500tr/min, fraise de 10mm, passe de 3mm

    Les efforts axiaux ou radiaux:
    Pour les efforts axiaux (ou perçage selon ma compréhension)... Je n'ai pas encore fait de calculs.
    Pour les efforts radiaux:
    Pour l'acier : 100DaN avec fraise 10mm 3 dents et passe de 1mm.
    Pour l'alu : 100DaN avec fraise 10mm 3 dents et passe de 3mm

    Quels solutions s'offrent pour couvrir ses besoins?
    Broche ou moteur avec poulies?
    Quels sont les bonnes adresses et les bons prix? :-D
    Il n'y a pas de solutions avec une seule broche ? :sad: même en revoyant certaines performances à la baisse ? :-D
    Quels types de roulement? J'ai entendu parler de céramiques ou coniques ou rouleaux (je crois)...
    Une broche low cost mais avec des modifications?

    Merci de votre aide!
     
  2. axe55

    axe55 Apprenti

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    Bojour,

    Je vais faire une réponse à la Stan, certain comprendrons :)
    Avant de partir a faire une sélection de broche qui dans ta plage d'application demandera des concessions, t'es tu assurer de la rigidité de ta machine si il y a?
    Ceci est la premiere question a se poser, ma machine est elle apte à usiner de l'acier avec une fraise de 10 pour des passe de 1mm ?
    Ensuite en fonction du résultat et la revue à la baisse éventuel des prévisions le choix de broche pourra se faire.
    Bonne journée.
     
  3. ATV325

    ATV325 Compagnon

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    par expérience on peut faire plus profond.

    dans votre raisonnement, je ne vois pas la notion de vitesse d'avance ni d'outil car ça change notablement ce que l'on peut faire.
     
  4. dotrick

    dotrick Apprenti

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    Bonjour,

    Oui, cette première étape a été effectuée. Ces calculs ont été fait. J'ai fait des simulations sous Solidworks (ICI) pour évaluer différentes architectures, différents matériaux et épaisseurs. J'arrive à la conclusion suivante: pour mon application je vais devoir faire une machine en acier, diminuer ma course en Z ou mettre des cales sur la machine pour surélever la pièce à usiner pour diminuer le bras de levier en Z.

    Je me suis fixé comme objectifs de tenir une déformation maximale de 0.025mm lors d'un effort radial sur la broche de 100DaN.

    Oui mai les efforts seront plus important et cela grossirait la structure de ma machine. Je ne sais pas ce que vous avez comme machine, mais en théorie, on pourrait aller jusqu’à 6mm de profondeur pour une fraise de 10mm. L'effort serait alors de 200DaN et la puissance de la broche devrait être de 4kW.

    J'ai fait des calculs avec des outils en HSS au prix abordable... J'ai regardé certain outils dans des catalogues avec des prix de plus de 500euros :shock: pas pour moi! :-D
    Les avances sont donc calculés selon les données du document ci joint.
    ffectivement si on double l'avance (F en mm/tr) on double la puissance, l'effort de coupe. Voir la pièce jointe Les_conditions_de_coupes.doc
    ↑  Conditions de coupes
     
  5. ATV325

    ATV325 Compagnon

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    je n'avais pas vu votre autre sujet et j'ignorais donc dans quelle perspective vous envisagiez votre projet.

    après reste le problème du budget ...
     
  6. dotrick

    dotrick Apprenti

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    Pas de problème on ne peux pas tout lire!

    Budget global de la machine 3000$... cela signifie une broche à 500$ environ... :???:
     
  7. assurancetourix

    assurancetourix Compagnon

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    hello

    j'ai une broche qui se rapproche des calculs que tu as fais
    par contre elle ne fait que 2.2 KW a 12000 tr/min (vitesse max)

    par contre pour le prix va falloir multiplier par 4

    $500 c'est les broches chinoises qui tournent a 24000 tr/min et ou personne ne sait ou est Pmax et C max

    vv
     
  8. dotrick

    dotrick Apprenti

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  9. dotrick

    dotrick Apprenti

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    Au sujet des broches chinoises, j'ai vu sur d'autres posts qu'ils en existent de différentes qualités. Ce post (Modifier les broches Ebay) qui est axé sur la mécanique de la broche. On n'y apprend qu'il y a différentes qualité de roulements, et probablement des pas si mauvais que ça.

    Admettons que les roulements soit capable d'encaisser les contraintes liées à l'usinage de l'alu et de l'acier (100DaN max radial pour mon cas), reste le problème de couple à basse vitesse.

    Et si on, on repense le bobinage de ces broches afin d'augmenter le couple à basse vitesse. On perdrait de la vitesse à haut régime mais cela ne nous dérange pas.

    Sujet déjà exploré? ( Augmenter le nombre de spires - reconfiguration en étoile si c'est un montage triangle ...) :?:
     
  10. tourniquet

    tourniquet Ouvrier

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    idéalement 2 broches.

    Une comme celle que l'on trouve a foison sur Ebay pour l'alu et une autre qui tourne moins vite mais avec du couple pour l'acier
     
  11. moissan

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    il faut au moins 2 broches

    dans le cas d'une transmission par courroie il peut y avoir un moteur commun , avec des poulie qui reduisent la vitesse vers la grosse broche a basse vitesse , et des poulie qui augmentent la vitesse vers la broche a grande vitesse

    au moins 2 broche , ou peut etre 3 ?

    le moteur 3000t/mn standard et courroie est une solution pour fabriquer la broche sur roulement sois même

    pour une broche standard , avec ces fortes puissance a grande vitesse je ne vois que les broches a refroidissement a eau chinoise , et leurs qualité m'inqiétent

    pour la forte puissance a basse vitesse , c'est une tête de bonne fraiseuse classique : je ne vois pas de broche electrique standard
     
  12. dotrick

    dotrick Apprenti

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    Je me rend compte que les données (doc Word joint précédemment) que j'avais ne correspondent pas aux données des fabricants (Otelo)... C'est à dire que je prenais en compte des avance fz beaucoup trop grande par rapport aux fraises d'ébauche vendues chez Otelo. Je prenais 0,075mm/dent pour acier et alu et fraises de 1 à 10mm. Je vois maintenant des valeurs de 0,002 à 0,006 mm/dent pour l'acier <110DaN et 0,008 à 0,02 mm/dent pour l'alu <10% Silicium...

    Que prenez vous comme paramètres pour l'alu? Avance Fz, Avance m/min, Tr/min ...

    Merci. :-D
     
  13. cantause

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    Bonjour,

    J'aime bien l'approche du cahier des charge, notre ami s'est fixé des limites concrètes et tente de s'y tenir, les valeurs ont quant à elles l'air plausible.
    Une électro-broche qui fait 600-12000 dans cette gamme de puissance ça se trouve, (Fischer en fait) mais probablement pas pour le budget prévu :-(

    Il y a cette Broche Ugra utilisables dans la plage 3000-18000 (il faudrait vérifier à quoi ressemble la puissance à 3000 rpm cependant...) qui serait plus dans le budget. Ce n'est probablement pas suffisant pour utiliser de grosses fraises, mais il y aussi la solution de descendre en diamètre et d'augmenter la vitesse ,avec une petite fraise de 6 mm à 3000rpm on est à environ 55 m/min, en carbure ça ne doit pas aller trop mal.


    J'aime bien l'idée d'un membre du forum (désolé de ne plus me rappeler de son pseudo) d'avoir pris une broche (donc sans moteur), et de s'être chargé de la motorisation sur le coté.
    Ca permet comme moissan l'a dit d'utiliser des courroies pour régler la vitesse (dans la gamme acceptée par la broche), avec un moteur assez simple, ou avec une solution plus compliquée et un moteur qui accepte une large gamme de vitesse tout en gardant une puissance correcte, comme avec un asynchrone contrôlé vectoriellement, upgrade pouvant être réalisé par la suite.

    Bon courage pour la suite.

    François
     
  14. fred250

    fred250 Compagnon

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    Les avances par dent me semble ridicule surtout pour de l'ébauche, dans l'acier avec une fraise de 1mm je veut bien qu'il faille y allé en douceur, mais avec une fraise de 10 mm faire de l'ébauche en prenant 6 micron ça me semble du délire.

    Tes 0.075 me semble plus cohérent, ça reste quand même a relativisé en fonction du diamètre de la fraise.
     
  15. dotrick

    dotrick Apprenti

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    Choix de broche pour usinage Alu et + ...
    Merci François pour vos commentaires cela m'aide vraiment. Je suis dans la partie étude de la conception de ma machine, je manipule des chiffres, des formules, je manque de repères...

    Oui probablement trop cher, trop encombrant pour celle que j'ai vue et trop puissance (donc trop chère pour moi...)
    Je préfère cette solution, cela reste encore trop cher (955$ broche + 380$ VFD soit 1335$ - Possible de trouver moins cher? ) Mais niveau encombrement ce serait parfait, niveau poids aussi. Elle est conçue (selon les specs) pour l'alu et les métaux "mous" ce qui correspond bien à ce que je veux.

    Niveau encombrement cela m'intéresse moins.En revanche, l'idée de changer les rapports de poulies me semble la meilleure solution technique pour répondre à mon besoin (fort couple basse vitesse pour l'acier et haute vitesse pour le MDF)...
    Je n'ai pas trouvé de fournisseur et de prix intéressant à ce jour.

    J'ai revérifier suite à votre message (toujours chez Otelo). Le max que j'ai trouvé, c'est une fraise d'ébauche de Diam 10mm qui est donnée pour Fz 0,042-0,053. Je n'ai pas trouvé de fraise d'ébauche de diam 10mm pour Fz 0,075mm. Je pense encore que mes avances Fz était au moins 2 fois trop importantes.

    J'explore toujours l'idée de modifier une broche "chinoise" afin d'augmenter le couple à basse vitesse. Je manque d'info au sujet de ces broches. Sont elles à aimants permanents ? Si oui on pourrait changer les aimants, ou réduire l'entre-fer pour augmenter le couple...

    Y a t-il des experts d'électrbroches dans le coin??? :prayer: .... :-D
     
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