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Fraiseuse CNC mécano-soudée

Discussion dans 'Projets de fraiseuse et portique d'usinage CNC' créé par TOF11, 7 Août 2014.

  1. TOF11

    TOF11 Nouveau

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Bonjour

    Je débute la conception d'une fraiseuse CNC avec un bâti en tubes mécano-soudé, en vue de sa réalisation (bien sûr, sinon, je vois pas l'intérêt).

    Vos remarques, critiques de tous ordres sont les bienvenues : d'ailleurs c'est le but de ma présence ici. Vos conseils seront vivement appréciés.

    Le but final : usinages jusqu'à 500x500(x200) pour petits panneaux bois (calibrage, toupillage, défonçage, perçage), ou pour panneaux composites bois/alu/plastique/résine, etc... "Finitions" pour plaques alu : surfaçage, perçage, fraisage (je parle de finitions, parce que les plaques alu sont découpées au jet d'eau, et l'aspect n'est pas souvent très propre, surtout sur les chants, et il faut reprendre quelques 10èmes)

    Ajout d'un quatrième axe, et donc le prévoir dans la conception d'origine ( d'où un Z un peu fort de 280mm), dans le but de pouvoir réaliser des usinages un peu complexes sur des blocs de plastique dur ou d'aluminium.

    Bon, je suis conscient que la structure mécano-soudée est peu précise. D'ailleurs sur WIKI, ils disent à juste titre : """L'inconvénient principal est que la déformation due au soudage donne des tolérances médiocres, de l'ordre du millimètre. On peut résoudre ce problème en prévoyant des sur-épaisseurs, par exemple en soudant des platines, et en usinant ces sur-épaisseurs (enlèvement de matière) sur une fraiseuse à grande capacité ; on obtient alors une tolérance typiquement inférieure à 0,1 mm."""

    Mais le défi est justement d'obtenir ce 1/10è sur les usinages réalisés avec cette machine. Je pense que c'est tout à fait possible, avec de la méthode dans la conception, la réalisation, et surtout le réglage. La fraiseuse pourra être utilisée pour usiner des pièces remplaçant celles qui auront été fabriquées à l'origine avec des moyens limités.
    [attachment=1]TOF11-cnc001.jpg[/attachment]
    Ci-dessus une première esquisse, les tubes sont des 100x50x2, vous donnant une échelle de la machine. Ces tubes seront remplis, tant pour le contreventement que pour le bruit. Aucune triangulation n'est encore dessinée ; il faudrait d'ailleurs qu'elles soient réglables pour faciliter le réglage du bâti
    [attachment=0]TOF11-cnc002.jpg[/attachment]
    Un détail de dessin des guidages en Y ; les rails supportés sont des D20, les vis à billes aussi

    Les supports de l'axe X sont positionnés, mais pas définitifs

    Pour info, les dessins sont réalisés sur Rhino5

    J'attends vos critiques et commentaires avec impatience

    A vous lire

    TOF11
     
  2. Geoff87

    Geoff87 Compagnon

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Hello :-D

    Concernant la géométrie de ton châssis, un forumeur avait été exposé au même problème.
    Pour remédier aux déformations de soudure ( et tu en aura, même un peu :mrgreen: ) , il avait mastiqué puis poncé les surfaces destinées à recevoir les guidages linéaires. Je ne sais pas ce que ça vaut comme méthode, mais en théorie, et avec un peu de patience, le résultat doit pouvoir être très bon! Il ne te reste qu'à trouver un niveau de précision et des règles précises :smt003
    Il existe sans doute une méthode plus simple :!:
    Si je devais réaliser un projet comme toi :
    -soudage du chassis
    -soudage d'un plateau destiné à recevoir les rails de guidage
    -passage du dit plateau au surfaçage
    -boulonage du plateau au chassis

    Bien sur, les platines de fixation seront soudées avant surfaçage. Je choisirai un gros plat de 100/6 pour l'assise des rails. J'ai été clair? :smt003

    Bon travail!
     
  3. el patenteu

    el patenteu Compagnon

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Le truc est tres simple......
    Ont ne soude pas tout le tour des sections,seulement de petits cordon d'1 cm et moin dans chaques coins.
    C'est nettement suffisant et ca limitte les contraintes/déformations.
    Pour un soudeur moyennement expérimenté c'est tres jouable.
    Beau départ!!
    Ont attend la suite....
    @+
    Fred
     
  4. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    C'est fou ce que l'Esprit humain est capable de faire. Voici encore une autre façon de faire son bâti de cnc. Pourquoi pas ? Je vois toutefois une grave erreur de conception : mettre les paliers de la vis à billes sur un tube et les supports du guidage linéaire sur un autre. On peut aussi trouver la méthode pas très économique en achat de tube et pas forcément optimisée en mettant la matière là où elle serait la plus utile.
    Stan
     
  5. carlos78

    carlos78 Compagnon

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Le projet actuel montre pour le moment un concept de chassis support avec un début de montage de l'axe longitudinal.
    Il y a de bonnes idées d'assemblages à partir d'une section unique en acier de 100x50x2. Je ne suis pas sur qu'il faille nécessairement souder, il faudrait pas grand chose pour passer à une version vissée/collée.
    A suivre avec le plus grand intérêt.

    Carlos78
     
  6. TOF11

    TOF11 Nouveau

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Merci pour vos premières remarques

    Mais :

    Les tubes supportant les rails de guidage et les vis à billes sont solidaires, et pourraient recevoir une platine commune en 150x5 par exemple sur toute la longueur du Y. De plus, les efforts en mouvement se font selon Y, et non transversalement, ce qui à priori ne constitue pas pour moi une grave erreur, dans la mesure ou chaque dispositif repose sur un tube unique selon la ligne d'effort principal linéaire selon Y. Enfin, les tubes sont prévus pleins, ce qui limite les efforts tranchants dus aux interactions des déplacements de la tête sur X (c'est d'ailleurs plus cette inertie importante que je crains et qui peut dégrader la précision de l'ensemble, les à-coups dépendant des facteurs d'accélération en X, et donc à régler finement)
     
  7. sebastian

    sebastian Compagnon

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Bonjour TOF11,
    Encore une conception originale (c'est dingue, les nouveaux venus cogitent dur en ce moment) :lol:
    je te soumet ma réflexion : ne serait-il pas plus judicieux de concevoir ta machine moins haute, c.a.d au niveau du "premier étage" et de la fixer ensuite solidement sur un bâti "le rdc de ton bâti" … en gros la couper en 2 :mrgreen:
    cela réduirait certainement les efforts, les contraintes et les déformations de soudure et la complexité d'assemblage d'une telle hauteur d'architecture.
    Des traverses en V reprenant les 4 angles seraient un + pour la rigidité ; une sorte de cnc façon "caniveau"…
    à réfléchir ; ce n'est que mon avis, je ne suis pas métallo… mon truc c'est plutôt le bois, et bien conçu c'est du béton :lol:

    Beau projet en tous les cas, à suivre :-D
     
  8. ybou30

    ybou30 Modérateur

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Salut à tous,

    Allez une petite astuce pour les assemblages de tubes profilés en vissé/collé. :lol:

    Astuce_Assemblage tubes profiles.jpg

    C'est comme çà que sera assemblée la mienne, comme je suis nul en soudure. :oops:

    60mm de profilé vissé/collé. :smt003

    Ou mieux, vous prenez 2 profilés de 40 que vous montez en diagonale. :smt003

    Bon courage. :wink:

    Cdlt,
    Yanik
     
  9. TOF11

    TOF11 Nouveau

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    ça, c'est ce que je comptais faire, et ensuite faire finir l'ensemble des cordons de soudure par un professionnel de mon village, dont je ne peux qu'admirer la maîtrise, et qui saurait diminuer les effets thermiques du soudage
     
  10. TOF11

    TOF11 Nouveau

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    carlos78 a une idée que je vais creuser :

    En effet, j'ai fait de nombreux collages acier sur acier avec de la résine époxy chargée de microbilles de verre, et si l'acier est bien décapé avant collage, les jonctions sont d'une résistance remarquable

    De plus, le temps de prise de la résine permet un réglage des pièces avec une grande précision, sans déformation puisqu'on peut brider les pièces pendant la prise

    Très bonne idée à creuser, merci à toi carlos78
     
  11. TOF11

    TOF11 Nouveau

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Je suis d'accord avec toi sur les capacités mécaniques du bois et de ses assemblages, mais ici j'utiliserai du métal pour m'affranchir des variations dimensionnelles dues à l'humidité

    Le principe de ma structure est de pouvoir dégager un maximum d'espace au dessus de la table de travail et de permettre un chargement facile de pièces plus longues que la table. J'ai donc pensé qu'il serait possible de rigidifier les guidages Y sur lesquels tout repose en reportant les efforts au dessous de la table, par l'intermédiaire d'un piétement "épais" Qu'en penses-tu ?

    De plus je prévois un 4ième axe, ce qui demande un accès complet à la table
     
  12. sebastian

    sebastian Compagnon

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Je comprends ta volonté de vouloir "introduire et travailler" des bruts + longs que ta cnc ;
    cela dit, couper ton montage en 2 (au niveau bas des premières traverses) ne te gênera pas pour charger de longues pièces.
    Ça limiterait les nombreuses découpes ajustées de chaque sections de tubes… pour te concentrer sur 1 : la cnc seule, la plus rigide possible ; 2 : son piètement
    Cela dit, une reprise de force sur une grande longueur serait efficace… si le matériau employé ne se déforme pas car le bras de levier est d'autant + important.
    Un 4e axe… pour travailler sur des tubes ? super projet !
    Collé+vissé, c'est super costaud ! et l'araldite a un très bon pouvoir de "non étirement" si on reste dans les températures d'usage ; c'est certainement une très bonne solution à creuser :-D
     
  13. duredetrouverunpseudo

    duredetrouverunpseudo Compagnon

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Ne paniquer pas trop non plus avec une structure soudé.

    Oui il y a des deformations, mais un soudeur qui a l'habitude et la structure se tient largement dans le 10 éme au maximum.

    C'est le fada d'Ordinerf qui a lancé sa psychose a l'époque.

    Quand le type te sort qu'un centre 5 axes Hermle manque de rigidité et a des erreurs de conceptions, tu comprend vite que le gars est un mytho qui péte plus haut que son cul :lol:
     
  14. TOF11

    TOF11 Nouveau

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    Le 4ième axe n'est à priori pas prévu pour travailler des tubes très longs, mais plutôt usiner ce genre de pièces :

    [attachment=1]DSC02022 modified.jpg[/attachment]
    [attachment=0]DSC02023 modified.jpg[/attachment]
     
  15. TOF11

    TOF11 Nouveau

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    Fraiseuse CNC mécano-soudée
    J'ai fait un éclaté de la structure (la triangulation n'est pas encore à l'ordre du jour) :

    [attachment=0]TOF11-cnc003.jpg[/attachment]

    qui permet de bien voir les différentes parties de la structure de base, et de vous demander votre avis :

    --> en bleu les tubes de support des glissières et entrainements Y, et en rouge les platines éventuelles à y ajuster (ép 5mm ou plus, sont-elles indispensables ??)
    --> en vert les montants "épais" qui pourraient être réalisés par collage/vissage ?? époxy (araldite tel que le recommande aussi Sébastien)
    --> en noir les cadres d'assemblage réalisés par soudage ?? le cadre supérieur est également le support de table, voire même la table directement

    ..........comment imagineriez-vous les différents assemblages ? (sans tenir compte pour l'instant de la triangulation)

    (je pense adjoindre des pieds réglables aussi bien sûr (les dessins sont en cours))
     
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