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Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?

Discussion dans 'Discussions générales sur la conception' créé par nboucheron, 1 Octobre 2014.

  1. nboucheron

    nboucheron Nouveau

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    1 Octobre 2014
    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Bonjour à tous,

    Je possède une micro fraiseuse (Proxxon MF70) que j'ai convertie en commande num.
    Je souhaiterais me construire une fraiseuse de plus grande capacité et plus grande puissance.

    Je m'intéresse donc à la conception et la fabrication des fraiseuses mais je suis autodidacte en productique, et n'y connais donc pas grand chose pour l'instant.
    Ma question est la suivante : est-il possible de fabriquer une machine plus précise que la machine dont on dispose pour la fabriquer?

    En effet, un collègue m'a dit un jour que si, par exemple, on veut usiner une pièce au centième près, alors il faut disposer d'une machine précise d'un ordre de grandeur au dessus, c'est a dire au micron.

    Mais alors, en suivant ce raisonnement, si l'on dispose d'une machine précise au micron près, il aura fallut une machine précise à 0,1 micron pour la fabriquer, et ainsi de suite... Alors comment aura été fabriqué la première machine?

    Il doit donc bien exister une méthode permettant de contrôler les imperfections d'une pièce pour pouvoir les corriger en effectuant une sorte de rétro-contrôle.

    Par exemple, en optique, pour fabriquer un miroir de téléscope, la tolérance est de l'ordre de + ou - 40nm, voir moins.
    On effectue donc un polissage en mesurant régulièrement l'écart par rapport à la surface parfaite recherchée, par la méthode de Foucault (méthode optique).
    On visualise ainsi les creux et les bosses à la surface du miroir et l'on polit en insistant sur les bosses afin de les faire "rentrer" dans la tolérance.

    Existe-t-il l'équivalent en usinage?
    Comment fait-on pour sortir des pièces avec parfois une tolérance de l'ordre du micron?

    Merci d'avance pour vos réponses!

    Nicolas.
     
  2. lion10

    lion10 Compagnon

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Bonjour

    Ce qui me paraitrait logique c'est de disposer de matériel de mesure plus précis que ce que l'on veut réaliser.

    Pour le reste il y a des techniques manuelles d'ajustage qui mises dans des mains expertes permettent sans doute de faire une machine précise à partir d'une ébauche faite à la machine.

    Mais c'est certainement très long surtout si on n'est pas du métier.

    Il faut considérer aussi qu'avec une mf70 la plus grande pièce réalisable sera bien plus petite que le plus petit élément de précision nécessaire pour construire la grosse fraiseuse, prenons par exemple la table de la grosse fraiseuse à réaliser.

    Une petite machine moyennant un bon opérateur sera performante dans son créneau à savoir des petites pièces pour la mf70, problème de rigidité.

    Votre but est de passer du temps à construire une machine perfectible ou d'utiliser une plus grosse machine ? Si c'est l'utilisation il faut passer par la case achat !
    cdlt lion10
     
  3. albatros_del_sur

    albatros_del_sur Compagnon

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Bonjour,
    Dans la pratique je suis d'accord, si on veut avancer assez vite il y a des moments où il faut acheter. MAIS avant il n'y avait pas de machine, et à un moment il a bien fallu des outilleurs suffisamment doués pour faire sans, la première, puis la 2 nde, etc...
    C'est comme à la maison, on a ou on n'a pas l'outil, alors on l'achète, ou on se le fait.
     
  4. chrisbur99

    chrisbur99 Apprenti

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    La question est loin d'être stupide : par exemple, pour construire une machine à vapeur qui tienne la route, James Watt a longtemps buté sur le problème de l'alésage du cylindre, il a fallu qu'une entreprise "amie" réussisse à construire une aléseuse digne de ce nom (la première, paraît-il) pour obtenir enfin un cylindre correct ... Lire à ce sujet (sur le site "Forgotten Books") la biographie de James Watt par Andrew Carnegie, et, sur le même site, un certains nombre d'ouvrages (en anglais) consacrés à l'émergence de la mécanique de précision, tout au long du XVIIIe et du XIXe siècle.

    Quelle que soit la machine dont on dispose, au dessus d'un certain niveau de qualité (par exemple : lorsque la machine à fabriquer est du même ordre de précision globale que les machines dont on dispose) on est est réduit à miser sur les statistiques ... Et l'huile de coude (grattage, polissage).

    ... Et des moyens de métrologie suffisamment sophistiqués (interférométrie)

    Ca veut dire que dans certains cas il faudra écarter 3 pièces sur 4, ou 9 pièces sur 10, pour obtenir enfin l'élément de machine de la qualité souhaitée.

    Une machine "de précision" est souvent une machine composée de parallélépipèdes bien rigides, et de pièces de révolution qui tournent dans ces parallélépipèdes ... Donc, pour contourner le problème de la "précision globale", assez souvent on le décompose en travaux plus simples que le problème initial, par exemple en essayant d'usiner des plans qui soient vraiment des surfaces planes, et les plus parallèles possible, avec des équerrages qui soient le plus perpendiculaires possibles, des cylindres qui soient aussi cylindriques que possible, le tout avec des états de surface optimaux, etc, etc ...

    Des fabrications qui aujourd'hui apparaissent "banales" - telles que la fabrication de vis-mères de qualité uniforme, ou d'un plateau diviseur de haute précision - étaient encore considérées comme une sorte d'exploit, dans la 2e partie du XVIIIe siècle
     
  5. michto

    michto Compagnon

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Bjr

    Si vous (tous ceux du forum) avez l'occasion un jour, de visiter le musée des Arts et Métiers à Paris vous y verrez des pièces faites sans machine, à la main d'une précision et d'une complexité diabolique :-D

    Depuis la restructuration du musée je le trouve moins bien :oops: mais il est fabuleux quand même.

    A++ Michel
     
  6. chrisbur99

    chrisbur99 Apprenti

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    A l'intention de nboucheron :

    Si tu cherches une machine pas trop chère qui te permette d'usiner de l'acier (au moins par petites passes) avec une précision et des capacités de coupe nettement meilleures que la Proxxon, tu as peut être intérêt à numériser une machine comme la "Major Mill" de WARCO , ou la MB3 d'Optimachines, qui semblent toutes deux sortir de la même usine, ou peu s'en faut :

    http://www.warco.co.uk/milling-machines/36-major-milling-drilling-machine.html

    Construire une fraiseuse "de précision" par soi-même est une entreprise fort instructive, mais totalement ruineuse, et qui prend un temps fou (j'en sais quelque chose) :

    - le problème No.1 c'est la rigidité, donc pour le châssis il faut de la fonte, de la fonte, encore de la fonte, ou alors confectionner des "compounds" : structures d'acier finement ajustées, puis enrobées dans un mélange de sable et de résine spéciale, comme l'avait fait le regretté Micluc (cf. historique du forum). Voir la pièce jointe Major Mill.pdf
     
  7. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Bonjour Nboucheron,
    Tu cites avec raison les techniques utilisées en optique qui montrent bien qu'il n'est pas indispensable de disposer d'un outil précis pour obtenir des pièces de grande précision.
    On retrouve des techniques équivalentes en mécanique. Le rodage et le grattage en sont des exemples concrets. Des méthodes comme celle des trois marbres permettent d'obtenir des surfaces de référence sans avoir de référence au départ. Le contrôle se fait par comparaison entre les pièces.

    Ainsi,il n´y à pas de mystère, il est tout à faut possible de construire une machine précise à partir de rien.

    Mais ces méthodes sont longues, laborieuses et coûteuses... C'est pourquoi elles ne sont utilisées qu'en dernier recours. On préfère utiliser une machine précise, quitte à devoir la louer, l'acheter ou sous-traiter le travail...
     
  8. Tech91

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Bonjour Nicolas

    Et déja bienvenu a toi :supz: .
    Je pense que tu devrais déja essayer de fabriquer une machine qui usine au 1/10 mm et laisse tombé le Micron :-D

    Tu veras que c'est en forg..... que l on deviens forgeron , c'est vrai que ta question est interresante mais plus sur un forum
    de philo ;; :roll: Non ;;;

    Au plaisir si tu as d autres questions ;

    Victor.
     
  9. moissan

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    pour faire de la grande production de piece avec une precision de 0,1mm et ne pas faire de rebut il vaut mieux avoir une machine construite avec une precision de 0,01mm

    mais ce n'est pas la seule solution : on peu faire a la lime une piece avec des precision de 0,1mm et même avec beaucoup de temps et d'experience du 0,01

    voir aussi le gratage ! on peut faire tout a la main des precision enorme : le gratage est entierement manuel comme la lime : il faut juste le bon moyen de controle de ce que l'on fait : regle , et on peut faire ses regles par grattage

    il existe aussi une machine capable de faire des piece plus grande que sa plus grande piece : la raboteuse : rien a voir avec la machine a bois , c'est plutot le principe etaux limeur : une raboteuse peut usiner les piece pour faire une autre raboteuse plus grosse
     
  10. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Il faudrait déjà définir qu'est ce qu'une machine de précision.
    Lorsqu'on donne les tolérances de fabrication d'une pièce il y a plusieurs paramètres à prendre en compte et la rugosité en est un. Et de ce point de vue une surface grattée est tout à fait inacceptable. Les surfaces sont grattées pour satisfaire à certaines nécessités comme la rétention d'huile (cas de surface de glissement) ou de non tendance à l'adhérence type moléculaire. Une cale étalon n'est pas grattée bien sûr.
    Il y a quelques principes de base qui permettent de faire des mécanismes de précision comme la loi des grands nombres (c'est ce qui donne son sens au grattage ou le rodage du genre usinage en optique) et le principe de la niveleuse utilisée en terrassement.
    Mais la métrologie est la clé de la précision autant durant le travail des machines qu'ensuite pour le contrôle. Mais la "patte" du praticien est aussi essentielle. Comme il a été dit à propos de la méthode de Foucault qui permet de voir les défauts d'une surface il faut aussi ensuite savoir quelle action mener pour les supprimer et là ce n'est pas gagné.
    Stan
     
  11. chrisbur99

    chrisbur99 Apprenti

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Il y a aussi les dimensions maxi de la machine d'usinage, et le volume de travail considéré.

    Par exemple, si nboucheron veut usiner de toutes petites pièces à l'intérieur d'un volume de travail qui ne dépasse pas disons : 250 x 250 x 250 mm, c'est déjà plus facile d'obtenir rigidité et précision en construisant la machine avec des plaques en fonte épaisse, soigneusement dressées, telles que celles vendues par Bosch Rexroth.

    Sauf que, une fois les plaques de fonte fraisées aux cotes voulues, le jeu de plaques risque à lui seul de coûter plus cher qu'une Proxxon.
     
  12. duredetrouverunpseudo

    duredetrouverunpseudo Compagnon

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Warco, de l'expérience de "plopiche" le sav tu t'asseoie dessus
     
  13. Allan675

    Allan675 Nouveau

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Il n'y a pas forcement besoin d'une machine plus précise pour fabriquer une machine précise.
    Imaginons, tu travailles avec une machine très très rigide, précise au 10eme. Si en effet elle est très rigide, disons qu'elle ne prend aucune déformation lors des usinages, on peut se poser la question de pourquoi la précision est d'un 10eme.
    Les tambours et les volants sont gradués tous les degrés avec un diamètre de 5 cm et un degré correspond à un déplacement d'un 10eme de l'outil. On comprend mieux la précision atteignable...
    Modifions simplement le rapport de réduction entre la manivelle et le déplacement du chariot, pour obtenir un déplacement d'un demi 10ème pour un degré. Pour que ce soit aussi plus simple, on augmente le diamètre du tambour et du volant à 10cm, on se positionnera plus facilement sur la graduation souhaitée. La précision se retrouve donc améliorée, sans avoir eut besoin de pièce "plus précises" ...

    J'espère cette explication convaincante et parlante ...

    Bonne soirée !
     
  14. moissan

    moissan Compagnon

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    il ne faut pas confondre la precision des vis et de graduation pour faire une cote precise , et la precision geometrique pour faire un plan ou une droite corect

    pour construire , une machine il faut surtout des coulisse bien droite ... que la largeur d'une coulisse fasse 1mm de plus ou de moins pourvu que tout soit parrallele on est content : il y a toujours un lardon pour faire le reglage

    une autre course a la precision a été les vis de haute qualité , genre vis mere de tour : un tour fait une vis moins precise que sa propre vis mere ... mais la aussi il y a eu des moyen de mesurer les defaut d'une vis en cours de realisation , et de corriger manuellement pour faire une vis meilleur que la vis mere du tour que l'on a
     
  15. nboucheron

    nboucheron Nouveau

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    Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poule?
    Re: Comment sont fabriquées les machines : l'oeuf ou la poul

    Merci à tous pour vos réponses instructives.

    Je ne compte pas utiliser ma Proxxon pour me fabriquer une plus grosse fraiseuse, mais acheter des profilés et un système de rails avec roulements linéaires pour réaliser une sorte de portique.
    Pour les pièces que j'ai à faire, une précision de 1/10 serait acceptable. Il me faudrait simplement une capacité beaucoup plus grande que la Proxxon et ses 45mm sur l'axe des Y...
    Je l'ai achetée pour graver des circuits imprimés et réaliser des pièces de modèles réduits, mais même pour cet usage, sa capacité est trop réduite...
    Par contre je suis heureux de pouvoir programmer une commande numérique et de l'avoir motorisée moi-même. Et ca permet de se rendre compte qu'une tolérance d'un dixième de millimètre dans du plastique ou de l'alu n'est pas si facile à obtenir pour un néophyte...

    Donc si j'ai bien compris, le cheminement permettant de faire des machines toujours plus précises a été le même que celui permettant de sortir des pièces optiques à la main : tout est dans les contrôles et c'est très couteux en temps.

    Je vais me tourner vers la littérature sur l'histoire des machines et des "arts".

    Et ma deuxième question n'a obtenu qu'une réponse partielle : il est possible, je crois, de réaliser des pièces avec une précision de l'ordre du micron.
    Comment sont réalisées ces pièces ? Par "érosion" et contrôle optique du genre interférométrie ?

    Merci d'avance,

    Nicolas.
     
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