Ampleur du jeu dans les vis trapézoïdales

[YvesPa]

Bonjour à tous,

En parcourant le forum, j’ai vu que les vis trapézoïdales avaient un certain jeu ce qui était pénalisant pour l’utilisation en CNC. D’autre part, il parait que les vis à billes ont aussi du jeu et que le gain ne serait alors qu’un couple réduit pour l’entraînement de la table ou axe Z.

Est-ce que vous avez une idée de l’ampleur du jeu qu’on pourrait avoir sur une machine genre HBM BF30 (par exemple) avec vis trapézoïdales convertie en CNC ?
Quel serait l’impact sur la précision de l’usinage ?
Quelles sont les techniques pour réduire ce jeu ?
Est-ce que ce jeu est compensable par le soft de contrôle si on travail en mode servo ?

En générale pour ce genre de machine (HBM BF 30 ou autre chinoise) peut-on raisonnablement attendre mieux que 0.1 mm sans prendre des précautions de sioux (verrouillage des autres axes, passe micrométrique, vitesse d’avance quasi nulle, …) ?

Est-ce que quelqu’un a déjà testé la bande adhésive et le capteur magnétique vendu par optimum (cfr visu pour BF20) ?

Voici beaucoup de questions, j’essaye d’y voir un peu plus claire dans tout cela avant de me lancer à corps perdu dans la conversion en CNC alors si vous pouviez m’éclairer un peu, ce serait sympa

Merci et bonne soirée
Yves

 

[JKL]

Certes la plupart des montages avec vis à billes ont un jeu axial résiduel mais il se mesure en 1/100ème de mm et non en 1/10ème de mm pour les vis trapézoïdales. Dans les deux cas le remède est le même c'est de monter 2 écrous en opposition avec une précontrainte. La répercussion sur les forces de frottement et donc le couple d'entrainement est faible pour les vis à billes et élevée sur les vis trapé. donc dans ce dernier cas le moteur devra être choisi en conséquence. Le rattrapage de jeu axial par logiciel n'est pas possible pour des trajectoires courbes. Le jeu des glissières à queue d'aronde est un sérieux handicap pour convertir une fraiseuse conventionnelle en CNC. Il a pour conséquence des vibrations préjudiciables à la qualité de l'usinage voire à la vie de la fraise.

 

[MaX-MoD]

Il faut légèrement précharger l'écrou afin d'annuler le jeu, 2 techniques :

• Mettre deux écrous
• Utiliser un seul écrou mais remplacer ses billes par des billes de diamètre légèrement supérieur. Dans ce cas, on trouvera des billes (attention, choisir des billes cémentées trempées, dur et résistantes) adaptées aux diamètres de billes standard (3.175mm etc.), avec 2, 5, 10, 20...µm de diamètre en plus.

Mais pour ne pas devoir s'en soucier, les écrous préchargés sans jeu, ça existe tout fait, c'est à peu près le même prix que deux écrous...

 

[JKL]

Il faut légèrement précharger l'écrou afin d'annuler le jeu, 2 techniques :

• Mettre deux écrous
• Utiliser un seul écrou mais remplacer ses billes par des billes de diamètre légèrement supérieur. Dans ce cas, on trouvera des billes (attention, choisir des billes cémentées trempées, dur et résistantes) adaptées aux diamètres de billes standard (3.175mm etc.), avec 2, 5, 10, 20...µm de diamètre en plus.

Mais pour ne pas devoir s'en soucier, les écrous préchargés sans jeu, ça existe tout fait, c'est à peu près le même prix que deux écrous...

Cela dépend du profil de la rainure. La plupart des vis à billes ont une rainure dont le profil est une portion de cercle, comme les roulements à billes à gorge profonde. D'autres ont un profil en ogive ou un profil qui donne 4 points de contact ( comme certains roulements à billes ). Donc si le profil est un arc de cercle il y aura toujours l'imprécision de position qu'un cercle a à l'intérieur d'un cercle légèrement plus grand. Donc monter des billes plus grosses risque d'introduire une contrainte radiale préjudiciable à la durée de vie de l'ensemble. Notez par ailleurs que nous utilisons généralement des vis à filets roulés dont la précision géométrique est très moyenne, donc il est plus que probable qu'il y aura des points durs. Pour la même raison quand on monte deux écrous en précontrainte il faut introduire un élément élastique entre eux sinon ça coince.

 

[MaX-MoD]

Maintenant que j'y repense, je croyais que la quasi majorité des vis à billes actuelles avaient un profil en arc gothique (roton, marchantdice, THK etc.) qu'elles soient roulées (ronton.com) on rectifiées (THK).

En ce qui concerne les profils en arc de cercle, tu as raison.
Sur les fiches techniques des VAB THK et NSK à profil circulaire, on voit qu'ils introduisaient une différence de pas (en gros) afin d'avoir des contacts angulaires opposés >< au sein de la même noix. Sur 4 "tours" de billes, 2 ont des contacts >, les deux autres <
cela dit dans une VAB chinoise premier prix... ?

 

[mecapat]

Bonsoir,

C'est clair que le mieux c'est quand même de mettre le prix dans des vis à bille de qualité et si l'on frôle le centième c'est déjà plus que correct en usinage.
Mais il y a aussi un système de rattrapage des jeux intéressants et pas trop cher pour les vis trapézoïdales. Je l'ai fabriqué et testé pour ma cnc découpe qui tourne depuis quelques mois maintenant. Afin d'amélirorer le rendement de l'écrou, j'ai utilisé des écrous en Nylatron avec un système de compensation du jeu avec un ressort. Cela permet de laisser une certaine liberté du jeu dans le cas ou il y a un effort important sur la vis et cela pour ne pas le répercuter au niveau du moteur.
On peut faire aussi une combinaison en gardant l'ecrou d'origine et rajoute le contre écrou en Nyltralon. L'avantage avec ce type d'écrou, c'est qu'il a des propriétés de frottement et d'usure très acceptable pour un "plastique". en cnc amateur, je pense que c'est un bon compromis.
AUjourd'hui j'utilise ce système et j'ai encore suffisamment de couple de réserve. En plus je n'ai pas de rails de guidage à billes ni roulements sauf pour les bouts de vis dont 1 à contact oblique pour chaque vis. Tout mes rails de guidage sont sur paliers plastiques. Et l'usinage que je réalise aujourd'hui et dans les 0.02 mm. Alors les frottements ne me déranges pas.

mecapat

Système de rattrapage de jeux à ressort pour vis trapézoïdale

 

[YvesPa]

Merci à tous pour vos réponses.

L'idée de rattraper le jeu par un 2e écrou me plait assez bien dans un premier temps du moins car les vis à bille, ça coûte bonbon...
Connaissez vous des adresses ou on peut trouver des écrous pour vis trapézoïdales ?
Sinon, pour le jeu dans les glissières celui-ci n'est pas rattrapé par les lardons ?

Bonne soirée

 

[fred250]

le problème de ce genre d'écrou c'est qu'il faut un ressort costaud sur une machine qui usinera des métaux car sinon le ressort se comprime sous l'effort et ne sert plus a rien , ce qui induit donc des frottements important

 

[JKL]

le problème de ce genre d'écrou c'est qu'il faut un ressort costaud sur une machine qui usinera des métaux car sinon le ressort se comprime sous l'effort et ne sert plus a rien , ce qui induit donc des frottements important

Ce n'est pas parce qu'on usine du métal que les efforts de coupe sont forcément énormes, il suffit d'avoir des conditions d'usinage appropriées à la machine ( petite fraise, avance et passes raisonnables ) .
Les plastiques sont effectivement envisageables mais cela reste des plastiques qui comme leur nom l'indique fluent sous contrainte. Bien sûr en conditions très poussiéreuses ils peuvent s'imposer mais sinon des écrous en bronze sur vis en acier ET lubrification généreuse avec une graisse au bisulfure de molybdène donnent d'excellents résultats.

 

[mecapat]

Salut YvesPa,

Comme le dit JKL,
Il faut que les conditions d'usinage soient appropriées à la machine et ce genre de rattrapage de jeu doit effectivement correspondre à ces conditions.
C'est clair qu'un écrou en Nyltralon supportera moins les effort si ta fraiseuse est une fraiseuse dimensionnée pour usiner 10 mm de passe dans de l'acier inox avec un tourteau de diamètre 100mm. Mais comme, aujourd'hui, la tendance dans l'usinage est plutôt de faire faibles des passes successives et rapide avec des fraises de petits diamètres en ayant de grandes avances et vitesse de broche, je suis sûr que cette technique de rattrapage de jeu convient très bien. Par contre, les vis à billes sont vraiment adaptées pour des machines qui doivent aller très vites avec de fortes accélérations. La vis trapézoïdale reste un bon compromis en cnc amateur, juste pour te donner un ordre d'idée, j'ai une petite démultiplication sur ma transmission, ma vitesse de déplacement pour tous les axes est de 50mm/s. Je trouvais que ça allait un peu vite pour la mécanique alors je l'ai bridé à 30mm/s, ce qui me convient parfaitement pour mes applications.

Cordialement,

mecapat

 

[mecapat]

J'ai oublié,
les écrous, tu peux les trouver chez des distributeurs comme HPC ou directement chez le fournisseur, ce que j'ai fait, ce sont des écrous IGUS. C'est bien moins cher en direct. Il y en a d'autres, mais cela dépend aussi du choix des Ø de vis et bien sûr du pas.

mecapat