conception cnc en acier

[ali.daher]

Bonjour a tous

SUite a mon dernier post sur la fabrication d'une cnc alu/acier/inox, je me lance dans la fabrication d'une nouvelle machine tout acier avec le cahier des charges suivant:

-X900 Y500 Z200
-usinages souhaite: alu , acier doux
-pompe d'arrosage integre pour arroser en permanence
-precision d'usinages: 0.02-0.04mm
-Vis a bille Pas de 5mm diametre 20 sur tout les axes
- moteur pas a pas bipolaire 8A 7Nm
-usinages avec des fraises jusqu'a D10 ou moins

Jaimerais avoir vos avis avant de commencer la fabrication
Les jambes du portique sont en UPN (140x90) et l'assemblage est totalement boulonnee afin d'eviter la soudure.Que pensez vous de la fiabilite de cette machine,
Si vous y voyez, comment puis je y remedier ,

Merci

 

[ybou30]

Salut à tous, salut Ali.Daher,

Encore un bon petit projet.
Je te ferai juste une proposition de modification pour plus de rigidité, sans modif fondamentale.
Sur l'image, il s'agit juste de descendre le guidage des Y et le mettre le plus bas possible, en mettant les douilles Y basses à l'extérieur des douilles Du Z.
D'où gain pour les Y et les Z; d'une pierre 2 coups. Même s'il faut élargir pour compenser la perte, ce sera un gain final.
Bonne réussite à toi, je vais suivre avec un grand intérêt tes travaux.
Cdlt
Yanik

 

[ali.daher]

Bonjour Yanik

Si je compren bien il s'agit d'ecarter l'empattement des douills Y basses, donc modifier la plaque support des douilles , si c sa l'ide a lair interessan je perdrai environ 100mm de course je verai commen je peut faire sa.

Merci

 

[ybou30]

Re Ali.Daher,

Effectivement, l'idée est:
- D'élargir pour les redescendre de la hauteur de la douille à bille du Y. L'appui sera donc plus proche de l'effort.
- Le couple de la roche sera encaissé par une plus grande largeur.
- Enfin, les guidages du Y seront eux aussi écartés et réduiront notablement les jeux engendrés par le porte à faux du Z en position basse.
Augmenter de 100mm la portée des Y permettrait de récupérer la course perdue, sans pour autant perdre en rigidité globale.

J'allais oublier:
Pour l'assemblage boulonné, je te recommande, une fois tous tes réglages réalisés de mettre des pion de centrage
aux points sensibles afin de protéger ces réglages d'éventuels glissements dûs aux efforts.

Cdlt,
Yanik

 

[Foxtrot]

Un peu comme sur cette photo.

Mais pour l'acier, évites les rails ronds. Il te faudrait des rails genre Hiwin, en 25mm.

 

[ali.daher]

Bonjour merci pour la foto je prepare la modifi mais par contre pour les guide ne son pa adapte pour l'acier?
ce n'est pas adapte a lusinage de lacier ou alors jai mal compri? si c le cas , les guides hiwin sont il plus performant/ rigide

 

[ybou30]

Re Ali.Daher,

Effectivement, les rails colonnes ne sont pas adaptés.
Lorsque l'on regarde les réalisations similaires (alu / acier), on retrouve souvent les rails hiwin.
Je suis convaincu que des réalisateurs de CNC viendront t'apporter leurs conseils.

Cdlt
Yanik

 

[ali.daher]

Bonjour

Voila j'ai fait la modif de l'axe Y et j'ai deja l'impression que c'est plus robuste et j'ai perdu 100mm en course Y. Ma course Y est de 500mm au lieu de 600
Une autre petite question, j'ai prevu aucune soudure dans l'assemblage du chassis, pensez vous qu'il serait mieux de souder certains endroits ou alors l'assemblage boulonné sera suffisant. Je me demande aussi si ce type de machine va generaer beaucoup de vibration ou pas. Quelques reponse de personne experimentes me serai tres utile.

Merci

 

[el patenteu]

sur la photo de foxtrot ont vois bien que la vab n'est pas centré mais plus basse(entre les 2 rails)plus pres des efforts.

 

[ali.daher]

Il est preferable d'avoi la vis plus pres des effort? si c le cas alors je dois rabaisser la vis

 

[Foxtrot]

Il est preferable d'avoi la vis plus pres des effort? si c le cas alors je dois rabaisser la vis

Oui

Je suppose que tes plaques, entre l'Y et le Z ainsi que celle du Z sont acier?

 

[ali.daher]

Bonjour

La grande plaque de l'Y fait 940mm x280mm et elle est en acier d'epaisseur 12mm. La plaque du Z egalement est en acier , mais la plaque qui spporte la broche sera peut etre en alu epaisseur 25mm. Quel serai le mieu ?

 

[louloute30]

Le mieux est d'avoir un Z rigide, mais léger...

 

[ultimate900]

Bonjour ali.daher,
Léger c'est bien ,mais ne pas négliger le facteur masse qui peut limiter la résonnace et réduire la propagation en cas de vibration.
@+

 

[louloute30]

Oui, c'est certain, mais j'ai remarqué à ma CNC, que la vis à bille de l'axe Z pouvait souffrir compte tenu de la plaque en fonte de 1cm d'ep et de 50cm*30cm. Je pense donc rajouter très prochainement des ressorts à gaz pour compenser ce défaut

 

[erolhc]

Il est preferable d'avoi la vis plus pres des effort? si c le cas alors je dois rabaisser la vis

Oui

Je suppose que tes plaques, entre l'Y et le Z ainsi que celle du Z sont acier?

Les efforts vont être soit sur le rail du dessus soit sur le rail du dessous suivant que ton Y avance ou recule et/ou que tu travailles en opposition ou en avalant.
De plus une vis à bille est prévue pour un effort suivant son axe de rotation pas pour en supporter un perpendiculairement (qu'il soit suivant Z ou Y dans ce cas)
Bref à mon avis le meilleur emplacement est encore au milieu des 2 rails

Me trompes-je ?


Edit : en fait l’effort sera le même sur les deux rails mais de sens opposé (si jeu nul ou à la limite égal sur les 2 rails)

 

[micluc]

Bonjour à tous.

pour la position de la vis je rejoints Chlore.


Pour Louloute30 .
Sur mon fil Guol64 a écrit :
"Ce qui m'a le plus impressionné c'est le peu d'effort nécessaire sur la VAB du Z pour faire monter l'ensemble de la broche: je vous l'assure pas besoin de se prendre la tête avec un contre poids".

Mon ensemble z doit faire plus de 35Kg.
Sur ce fil, je me garderais de faire plus de remarques.

Micluc

 

[Foxtrot]

Bonjour à tous.

pour la position de la vis je rejoints Chlore.

Je vais expliquer pourquoi je met la VAB plus près de l'outil.
Ce genre de linéaire fréquent sur le forum vient de Chine. Rien à voir avec les rails prismatiques. Si on glisse un arbre dans un seul roulement, l'arbre balance à l'intérieur. En outre le système de réglage est une simple vis de 3 ou 4mm au travers du bloc d'alu qui pousse sur la douille-roulement à l'opposé de l'ouverture.
De ce fait, la douille est maintenue contre la vis d'un côté et par les lèvres du bloc alu de l'autre. Je peux très bien deviner que le roulement va balancer facilement dans son support.
J'ai eu le problème quand avec un peu d'usure, l'outils vibrait de plus en plus sans m'en rendre compte au début.
Comme ma VAB était au milieu, j'ai estimer qu'en la mettant le plus bas possible les vibrations seraient diminuées, ne fut ce que pour terminer ma pièce.
Ai-je raison ou tord? Je n'en sais pas plus mais je n'ai pas constaté de problèmes à l'usinage avec la VAB plus basse, alors mon choix est fait.

Sur ce fil, je me garderais de faire plus de remarques.
Micluc

Et pourquoi donc Lucien? Je trouve que ça devrait être le contraire.

 

[micluc]

Bonjour à tous.

Pour Sylvain (Foxtrot)

Oui, sur ce fil qui concerne un gros chassis métallique, je n'ai aucune compétence.
Je poste uniquement pour faire participer, que ce que je maitrise et malgré cela je déclanche parfois des polémiques.

Lucien

 

[ybou30]

Salut à tous,

AMHA, il y a plusieurs choses dont il faudrait tenir compte pour le placement de la vis:

Notre raisonnement devra s'appuyer sur les forces qui auront tendance à mettre la douille de vis de biais, donc appliquées chariot Y.
Les masses à déplacer, leur répartition par rapport aux guidages du Y, et les phases dynamiques qu' elles vont subir (vitesse, accélérations).
- A vide ==> çà milite pour un placement de la vis au centre des forces d'inertie.
- En phase d'usinage. ==> cà milite pour un placement au plus près de l'effort de coupe.

Le placement serait donc un compromis entre les 2, en tenant compte du ratio des forces dûes:
- Aux efforts de coupe; ==> pour des machines "légères", çà militerai pour privilégier le placement bas
- A la masse à déplacer. ==> pour des machines "plus lourdes", et masse centrée entre les guidages du Y, çà militerai pour un placement plus centré.

En effet,
pour une machine avec un chariot Y lourd, avec des efforts de coupe modérés, l'inertie en accélération sera prépondérante, un compromis "médian " sera avisé.
Pour un Y léger et des efforts de coupe prédominants, un compromis "bas " sera avisé.

Ceci n'est bien entendu qu'un modeste avis, fondé sur l'intuition : j'ai la flemme de faire la démo calculée
J'en ai honte, mais pas trop longtemps quand même

Maintenant, faut pas dramatiser, la plupart du temps, le dimensionnement étant convenable , ces considérations sont négligeables

Cdlt
Yanik

 

[ali.daher]

Bonjour a tous

Apres un long moment de recherches et travaux afin d'optimiser ma conception, je joint des images en 3D de ma conception quasi final et aussi des images de ma fabrication qui est en cours. J'ai essayer de penser au mieux a la finition de la machine sachant que le cahier des charges et le suivant.

-Usinages principalement de l'aluminium et de l'acier (plus souvent l'aluminium)
-usinages avec arrosage (pompe d'arrosage intégré) afin de prendre des passes plus importantes; du coup la machine doit etre bien protege avec recyclage du lubrifiant et evacuation des copeaux dans un bac.
-Course X900 Y580 Z180
-Passage sous portique 220mm afin de garder la possibilite de mettre un 4eme axe
-ossature metallique mecano soudé pour une grande rigidite + portique fixe
-Le poids estimé de la machine est de l'ordre de 600kg ou plus
-Vis a bille de D25 au pas de 10 pour l'axe X , et D20 au pas de 5 pour Y et Z
-Motorisation par moteur pas a pas bipolaire de 9A*

 

[ali.daher]

ET voici ou j'en suis sur la fabrication.

Toute les plaques des axes sont dpercer a la CNC et passé a la rectifieuse plane sur les 2 faces.
Apres le montage et les rglages , il m'a semblé plus judicieux d'effectuer des points de soudure a certains endroit pour rigidifier la structure, donc l'assemblages est boulonné avec des plaques rectifiées mais egalement soudé.

On peut remarquer aussi que pour l'axe Z , les guides supporte sont fixe sur la plaque et les douilles lineaire sur la plaque Y, j'ai choisi ce systeme car je pense que cela offre plus de rigidite sur le Z.

J'attends les avis

seul la plaque du Z est en alu ep 20mm, la plaque du Y est en acier ep14mm

le chassis est en tube carre acier 80mm. la plaque qui supporte les guides Y est en acier de 20mm (elle pese plus de 70kg)

toutes les douilles (Y et Z sont fixé sur la plaque du Y

portique en UPN de 140 avec des renforts en tole de 8mm

 

[OrOoX]

Oh my god ! , si je puis dire.

J'ai vraiment hâte de voir la suite, ça semble être un vrai monstre métallique <3

J'espère que les paliers à billes ne font pas désavantager cette belle machine :(

En tout cas, bonne chance pour la suite !

 

[ali.daher]

Je pensais a ca aussi. Vu la rigidite de la machine j'ai l'impression que cette machine meritait un systeme de guidage plus costaud. Le guidage est actuel est compose de guides supporte de diametre 25 , Sa semble petit pour cette machine.

 

[el patenteu]

oh my good moi aussi...
ca respire la solidité!!
les rails moi aussi j'ai ce feeling pour une machinne qui vise l'acier.peut etre sauras-t-il nous faire mentir......
par contre une chose qui me saute au yeux c'est les rails du bas(x ou y) qui ne sont suporter que par un méplat poser sur les travers du chassis.
pas que c'est pas solide mais question vibrations.....???
peut etre que ca serais une bonne idée de complété le chassis sous ces méplats.avec les meme tubes carré que le reste.

bien hate de voir la suite...
Fred

 

[micluc]

Bonjour à tous,

Pour toi Ali, trés joli travail.

Un copié collé du fil de Syvain 9

C'est pas la premiére fois que l'on vient sur le sujet,
La plaque support de broche doit tenir de façon plane le rail et non vouloir que le rail renforce la plaque.Dans mon fil page 3 et 4 je fais des remarques, dans le fil de Ellogo page32, il y fais un contrôle,jamais 2 sans 3 la prochaine sera la même construction.

Page 6 de mon fil:

Il a eté dit que j'avais monté l'axe Z à l'envers, pour pouvoir expliquer cette technique, sans polémique, je dois citer :JKL a dit (le jour ou il y aura une fraiseuse CN3D amateur je ne serais plus sur le forum) donc toutes les cn actuelles sont des défonceuses cn; le cahier des charges de ces machines est complétement différent d'une fraiseuse cn 3D.Certes, le montage dit à l'endroit est rigide en partie haute mais il va de sois que plus la broche descend plus elle perd de sa rigidité.Pour avoir un RA (rugosité) identique àZ0 ou àZ-200 il faut que la flexibilité soit constante et si possible le minimum ,c'est pour celà que j'ai dû renforcer l'axe z .

2 L'avantage, pas besoin de protéger le mécanisme du Z.

3 la réalisation et le réglage de la géométrie , beaucoup plus facile avec des petits moyens mécaniques, c'est le cahier des charges du départ.

Micluc.

 

[syvain9]

bonjour bon travail qui demare sa

n'oublie pas d'utiliser cette methode pour l'ecart de tes patins sous ta table

bonne construction

 

[OrOoX]

Hello Micluc,

JE pense que si l'ont continuent de monter les rails comme ça c'est car on ne comprend pas le problème,
j'ai beau me retourner le truc dans tous les sens, je ne vois pas en quoi c'est plus ou moins rigide avec les mêmes matériaux.

Donc si un volontaire est capable de réaliser une petite animation pour détailler le problème, ça serait vraiment sympa
( ou même des schémas :p )

 

[ellogo67]

Bonjour

Par rapport à ce qu'a dit Sylvain, je complète son propos avec un complément indispensable pour comprendre le dessin.

Pour commencer à dessiner une CNC 3 axes, il faut déjà établir quelques données chiffrées. Les premières qu'il faut se fixer, sont les courses sur les 3 axes X, Y, Z que l'on peut appeler : Cx, Cy, Cz.
Par convention on appelle l'axe X celui, horizontal, qui est sur le portique. L'axe Z est lui vertical et fixé sur le chariot de l'axe X. L'axe Y est donc matérialisé par le mouvement d'avant/arrière soit d'un portique soit d'une table. Plaçons nous dans la situation où il s'agit d'une table mobile et commençons par calculer ses dimensions B et C en se portant sur le schéma ci-joint. B doit avoir pour valeur minimale la course en Y. Afin de pouvoir brider correctement à son pourtour notre ouvrage, on va écrire :
B = Cy + 5 à 10 cm. De la même façon on a : C = Cx + 5 à 10 cm.
Pour positionner les patins des guidages linéaires, je me réferre au calcul qui m'a été donné par un fabricant de marbres en granit utilisés en optique. Pour qu'il ne fléchisse que du minimum sous son propre poids il nous est dit que les distances entre les points d'appui ( ici il s'agit du centre des patins ) doivent être égales aux dimensions du marbre x 0,554 ( on est libre de prendre une autre approche ; mon dessin est à l'échelle ). Dans ces conditions on a : E = B x 0,554 et D = C x 0,554
La dernière dimension importante à déterminer, c'est A qui vaut la moitié de la course : A = Cy / 2.
Sur le dessin l'écrou a été placé près d'un bord du plateau aussi la vis pourrait être bien plus courte que représenté. Toutefois, de mon point de vue, en lui donnant la longueur indiquée, le surcoût est largement compensé par le fait que l'on peut , avec des guidages linéaires cylindriques supportés et douilles à billes, faire des pièces d'extrémité (comme il est illustré sur la photo jointe) l'élément de fixation commun à la vis et aux extrémités des barres cylindriques. En usinant à la fois ces 2 pièces en les superposant, on peut assurer à coup sûr, un parfait parallélisme des 3 éléments. Il va de soi que sous chaque rail est placé un longeron et les deux vont participer à la structure du châssis qu'il suffit de compléter maintenant que l'on a une base correcte de départ.
Propos écrits par JKL.

Sinon ton bébé respire vraiment la solidité. Bravo

 

[micluc]

bonjour OrOox

Page 3 et 4 de mon fil tout est expliqué avec photos.
La plaque support de broche doit tenir de façon plane le rail et non vouloir que le rail renforce la plaque



Micluc