UGV et impact sur la machine / broche HF

  • Auteur de la discussion vibram
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V

vibram

Compagnon
Bonjour,

J'ai vu plusieurs videos YT concernant des machines avec des broches relativements petites (corps de fraise jusqu'à 3mm par exemple) et des vitesses élevées: jusqu'à 50 ou 60 000 rpm

Je comprends bien l'intérêt d'avoir de telles vitesses lorsque le diametre de fraise est tout petit mais quelles sont les exigences sur la machines?
Faut-il une rigidité accrue? des vitesses de déplacements importantes?
Outre le prix, est-ce envisageable de mettre ca sur un retrofit ou une CN amateur? compte tenu des exigences demandées ci dessus?

Ce qui m'a interpelé en plus des machines CN standards, c'est cette video:

Je pense que c'est uniquement du chanfrain mais on peut pas dire que l'architecture de la machine soit un modele de rigidité
 
R

rebarbe

Modérateur
Non c'est surtout une demo, la machine n'usine rien sur la vidéo.
Vu le truc, ça a l'air rigide comme les guiboles de ma grand mère.

J'usine au boulot du métal non ferreux avec des fraises de 0.3mm, ma broche tourne à jusqu'à 60000t/m.
Déjà avec ma petite bien rigide avec table en granite de 80mm d'épaisseur je casse souvent des fraise alors là je te laisse imaginer le carnage.

Edit

Tu confond vitesse de broche et usinage en ugv.
Le principe de l'ugv c'est des grandes vitesses d'avance avec beaucoup de t/m et outil carbu, l'acier au contact de l'outil subit une extrême montée en température et offre moins de résistance à l'outil.
Si je devais faire une métaphore je dirais que l'on essaye d'aller asses vite pour que l'outil se comporte comme un couteau chauffé dans une motte de beurre :mrgreen:
 
V

vibram

Compagnon
OK je vois merci.
Donc il faut que ce soit + rigide et avec des déplacements le plus fluide possible ?
Comme pour toutes les fraiseuses en somme mais disons qu'avec ces diametres, l'erreur est moins permise ?
 
D

damy

Compagnon
Et il faut aussi que la tête soit impeccable :-D car si elle se dilate de quelque centième l'approche de la fraise de 0.3 ne supportera pas la première passe ...
 
R

rebarbe

Modérateur
Effectivement, chez moi c'est une Jager refroidie à l'eau réfrigérée.
Mais je répète que ce n'est pas de l'ugv.
Les pro de l'ugv pourront peut-être nous dire jusqu'à quel Ø de fraise on peut descendre avec cette méthode.
 
V

vibram

Compagnon
damy a dit:
Et il faut aussi que la tête soit impeccable :-D car si elle se dilate de quelque centième l'approche de la fraise de 0.3 ne supportera pas la première passe ...
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Pardon damy mais qu'est ce qui se dilate ? la broche? du coup il y a comme un faux rond?

Je regarde les broches nakanishi et pour la plupart elles ne sont pas refroidies.Pourtant cela semble être des broches utilisées en usinage :smt017
 
D

damy

Compagnon
La broche que j'avais a l'époque (max 18000 tr/mn) avec roulement céramique au bout de 5 ans même étant refroidi par un produit réfrigéré
avait pris 0.04 a0.05 valeur de l'allongement sur une période de environ 20 minutes a 18000 tr/mn.il est évident que pour une fraise carbure diam 0.3 revêtue (série courte) la rotation est légère :-D Pour l'usinage d’élément trempé je faisais des passes de 0.002 a 0.003 (pour te dire que l'approche était a gérer si tu avais plusieurs car l'impact de la première passe n'encaisse pas les valeurs du a l'allongement de la broche .Et la interviens la ruse :-D
 
V

vibram

Compagnon
OK merci.
Je n'avais pas vu l'edit de @rebarbe dans le message 2
Je comprends un peu mieux pourquoi la broche n'est donc pas refroidie
 
G

gaston48

Compagnon
rebarbe a dit:
Si je devais faire une métaphore je dirais que l'on essaye d'aller asses vite pour que l'outil se comporte comme un couteau chauffé dans une motte de beurre
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Bonjour,
la mienne serait de comparer au " mur du son " en aéronautique ou mecaflu.
les 2 domaines: sub-sonique et super-sonique n'ont rien en commun et le plus délicat et
la transition entre les 2 domaines quand elle est involontaire
 
R

rebarbe

Modérateur
vibram a dit:
OK merci.
Je n'avais pas vu l'edit de @rebarbe dans le message 2
Je comprends un peu mieux pourquoi la broche n'est donc pas refroidie
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Non tu as mal compris :wink:
La broche est forcement refroidie sinon à ces vitesses les roulement ne tiendraient pas bien longtemps.
Par contre on n'utilise pas de fluide de coupe pour refroidir les lèvres de l'outil.

@+
 
P

PGL

Compagnon
rebarbe a dit:
Par contre on n'utilise pas de fluide de coupe pour refroidir les lèvres de l'outil.
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J'ai vu des centre UGV travailler l'alu avec des fraises de 20 mm et au moins 20.000 trs mn, l'arrosage était énorme, je ne connais pas les conditions ou on arrose pas, matière? diam de fraise? vitesse de rotation?
 
R

rebarbe

Modérateur
Je suis pas un pro de l'ugv mais il me semble que l'alu colle quand il chauffe trop.
C'est domage que l'on ait pas plus d'intervention de pro de l'ugv sur ce post, il doit y avoir beaucoup de choses à dire sur ce sujet.
 
D

damy

Compagnon
L'arrosage est présent pour l’aluminium ,cuivre et acier .....
Par contre sur de l'acier trempé (60HRC) on refroidi l'outil par soufflage (air comprimer) pour eviter un choc thermique bien entendu l'UGV est une suite de petite passe a grande allure
 
R

rebarbe

Modérateur
Merci Gaston, très intéressent.
Ils ne mentionnent pas de limite en terme de Ø d'outil, j'en conclu donc que l'ugv peut gérer des fraise en dessous de Ø1mm?
 
V

vibram

Compagnon
Merci à vous pour ces docs interessants !

Que penser des broches nakanishi qui semblent etre du haut de gamme voire tres haut de gamme mais sans refroidissement de la broche ? J'ai un peu regarder et ils mentionnent bien l'usinage comme champ d'application. Et pourtant ca tourne assez vite...
 
D

damy

Compagnon
rebarbe a dit:
Merci Gaston, très intéressent.
Ils ne mentionnent pas de limite en terme de Ø d'outil, j'en conclu donc que l'ugv peut gérer des fraise en dessous de Ø1mm?
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La tenue des fraises et celle de la broche nécessite des porte pince équilibrés et le mieux pour petite fraise est le frettage .Dans les fraises proposés par les fournisseur ,plusieurs tailles sont proposés (C ,L,XL) sur des fraises de 0.5 de diam sphérique ou torique le choix est très important et avant d'attaquer l'usinage il faut une bonne demi finition :-D Pendant l’élaboration du programme adapter l'usinage (car en simulation graphique c'est super,mais dans la matière c'est différent).
 
R

rebarbe

Modérateur
Ma broche prend du BK16 et mes porte outil montent les fraises en frettage à froid avec un système tribos.
Théoriquement ils sont équilibrés pour les grandes vitesses.

Si je pose toutes ces questions c'est que je casse trop de fraises à mon gout et que pour m'en prémunir j'ai tendance à baisser les vitesses.
Peut-être ai je tors? Faut que je trouve le temps de faire des test.
 
V

vres

Compagnon
En broche haute fréquence on trouve des Westwind Air Bearing pas trop cher.
L'inconvénient c'est qu'elles sont on 3.17 et consomment beaucoup d'air.
 
K

kiki86

Compagnon
bonjour
Avantage de l'UGV
Du fait de l'augmentation de la vitesse de coupe, il en découle l'augmentation de la vitesse d'avance. Les avantages de l'UGV sont donc les suivants :


augmentation de la productivité : directement lié à l'augmentation des vitesses de coupe et d'avance.
amélioration de l'état de surfaceconservation de l'intégrité matière : la chaleur transmise à la pièce étant plus faible, il y moins de modification de sa structure.
amélioration de la précision
usinage à sec : la majeure partie de la chaleur étant évacuée avec le copeau, une lubrification de refroidissement n'est plus forcément nécessaire.
possibilité d'usiner des voiles minces : les forces de coupe tangentielles diminuent lorsque la vitesse de coupe augmente, il devient donc possible d'usiner des parois minces.
possibilité d'usiner des aciers traités thermiquement (trempe, cémentation) sans pour autant que le traitement ne soit abîmé par la chaleur

L'augmentation des conditions de coupe implique une spécificité de tous les composants intervenant lors de l'usinage. On peut citer :
l'augmentation de la rigidité de la structure des machines-outils ;
l'augmentation des vitesses de rotation des broches (20 000 tr/min et plus) ;
l'utilisation de cônes d'attachement de type HSK ;
la partie commande des machines-outils qui doit s'adapter aux vitesses d'avances plus élevées ;
le développement d'outils spécifiques qui doivent être capables d'accepter les conditions de coupe, mais aussi de proposer une durée de vie qui soit économiquement rentable ;
une attention particulière doit être portée sur l'équilibrage de l'ensemble outil-porte outil

source : Wikipédia
 
V

vibram

Compagnon
Je réponds à ma question: les nakanishi sont refroidies par air :wink:
 
G

gaston48

Compagnon
rebarbe a dit:
j'en conclu donc que l'ugv peut gérer des fraise en dessous de Ø1mm?
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En théorie on peut, je pense, appliquer une homothétie, mais qu'en ai t il de l'homogénéité de la matière ? et il faut
appliquer une homothétie inverse aux faux rond, balourds, précision d'asservissement des axes aussi.
Des études en laboratoire ont peut être été faites, mais sachant le volume de matière à enlever, est -- ce économiquement
rentable ? En fait non, comme la finalité de l'UGV serait plus une recherche d’état de surface et de diminution d’effort de coupe
et ses déformations potentielles, il aurait tout son intérêt
Ce document me conforte avec mon analogie aéronautique, avec " la vallée de la mort " ou tant de pilote d'essais se sont
cassé les dents avant qu'on comprenne que tout était différent au delà de la vallée (loi des aires , cdg etc)
 
Dernière édition:
S

serge 91

Lexique
Bonjour,
kiki86 a dit:
augmentation de la productivité : directement lié à l'augmentation des vitesses de coupe et d'avance.
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Pas vraiment d'accord, la vitesse de coupe n'a pas d’influence directe, c'est la vitesse d'avance qui augmente la productivité. Mais comme elle implique des profondeurs de passe plus faibles on gagne pas tant que ça. Dans le lien de @gaston48 il est d'ailleurs bien dit que l'ébauche se fait à bas régime.
C'est surtout sur le reste qu'on trouve le maximum d'avantage à l'UGV.
 
V

vres

Compagnon
rebarbe a dit:
, j'en conclu donc que l'ugv peut gérer des fraise en dessous de Ø1mm?
Cliquez pour agrandir...
Les graveurs travaillent avec des fraises ayant des troncatures de 0.1 ou 0.2 mm mais là même à 60000tr/min on est pas dans l'UGV c'est une vitesse de rotation normale avec 200m/min en vitesse de coupe.
 
D

damy

Compagnon
Ce qui est appréciable dans l'usinage c'est sa précision et la propreté des surfaces (dans le cadre de balayage d'une forme avec une bonne gestion de la crête) On peu ,du a la précision de la machine et a la tenue des outils faire des ajustements et des finitions (cela soulage l'ajustement "rectif,rifflage,et portée au bleu" .) A éviter si une machine est réservé pour du travail fin de finition et électrode, de lui affligée des ébauches avec de grosses fraises a plaquettes . Simplement un conseil si l'usinage est dans le concept d'outillage :-D
Pour la grosse production ? je pense que l'approche est différente et là c'est un domaine que je connait peu.:-D
 
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