Bien démarrer dans la conception d'une fraiseuse cnc

[prismatique]

Bonjour à tous, je suis nouveau sur le forum meme si je le visite assez régulièrement, je vais me lancer dans la réalisation d'une fraiseuse cnc, de façon à ne pas me tromper et surtout ne pas être déçu par la suite je vais avoir besoin de votre aide.

Je vais essayer de vous détailler ce que je veux que ma fraiseuse soit capable de faire (vous allez sans doute vous dire que j'en demande beaucoup )

J'aimerai que la fraiseuse soit capable d'usiner de l'aluminium, mais d'une façon rapide, en effet j'ai vu beaucoup de vidéos sur youtubes qui montre des fraiseuses cnc qui usine de l'aluminium mais très très lentement et a la fin on ce rend conte que l'état de surface n'est pas franchement très jolie et donc je suppose la précision ne doit pas être la ( en disant ça, il va de soi que je ne critique pas du tout leurs conception), j'ai vu d'autres videos ou l'usinage est rapide pas forcement avec des passes très profonde mais avec un déplacement de la broches rapide, avec un état de surface extrêmement jolie mais malheureusement on voit tres bien l'usinage sur la video mais pas la machine.

J'ai bien compris qu'il me faudrait utiliser une broche haute fréquence, ainsi que des vis a billes et des rail de guidage avec des patins à billes, mais il me faudra quel type de chassis (portique fixe ou mobile) ?
Quel taille pour les guidages?
Pour la vis à billes il existe plusieurs pas, quel est l'avantage d'un grand pas? un couple plus grand? une vitesse plus élevé ? et au niveau de la précision?
Pour la motorisation des axes je vais utiliser des pas a pas 8,5Nm je pense, après quelques lectures sur différents forums beaucoup sont pour les servo mais apparemment c'est beaucoup plus chère et bien moins simple à mettre en oeuvre, j'ai pus tester les pas a pas en 8,5Nm et je les trouve déjà tres puissant, peut etre que je me trompe.....

Et enfin est ce que des personnes sur ce forum ont des machines qui correspondrait à mes critères et qui aurait fait des videos pour que je puisse les visionner.

Merci d'avance pour vos réponses.

 

[prismatique]

J'ai vu sur le forum une personne qui à converti une fraiseuse Z1 avec des servos sur les axes, j'avais fait la meme chose sur la mienne mais avec des pas a pas 8,5Nm ça marchait bien mais j'avais beaucoup de jeu dans les vis trapézoidal, le projet s'arrête à la page 10, il n'y a ni video de teste ni photos final, c'est tres dommage

 

[prismatique]

Voila le type d'usinage que j'aimerais bien obtenir, j'en demande trop?

https://www.youtube.com/watch?v=fbWzqALUFjg

 

[phil135]

"trop" ça dépend des moyens que tu peux y consacrer et tes connaisssances

nota: en regardant les autres video postées par la meme personne on voit la machine dans son ensemble

 

[bavaria59]

Salut,
en effet et elle est impressionnante. Vu le reste en arrière plan, le concepteur n'est pas novice en cnc.
@+

 

[prismatique]

Oui en effet la video est impressionnante, maintenant mon but va être d'arriver au meme résultat.
Pour les moyens que je veux mettre dans cette réalisation, je ne m'en suis pas réellement donné (je vais bien sure mettre beaucoup moins que les machines du commerce), j'achèterais petit a petit suivant mes moyens, pour les pièces à usiner je connais quelqu'un qui pourra me les faire sans probleme (je devrai tout de meme acheter la matière et peut etre une ou deux bouteille ).

Le principe de la réalisation du bati (parti fixe ) en profilé aluminium me plais bien, si quelqu'un a déjà utilisé ce type de produit je serais ravis qu'il m'en dise plus (vibration, déformation).

pour obtenir ce type d'usinage, comment faut il procéder? une grosse avance avec une rotation très rapide de l'outil? mais l'aluminium ne chauffe pas dans ce cas? j'en suis au tout début, je vais commencer à la dessiner demain matin, mais n'hésitez pas à me laisser des conseils si vous le désirez.

 

[stanloc]

Comme d'habitude je mettrai en garde sur des affirmations un peu hâtive du style qu'il vous faut une broche HF. La broche se choisit en dernier et essentiellement en fonction du diamètre des fraises que l'on voudra utiliser et des possibilités de la machine. Pour atteindre vos ambitieux objectifs moi je conseille d'utiliser des vis à billes avec double écrou pour s'assurer d'un jeu nul dans la transmission voire même une contrainte dans l'écrou sur la vis. Ensuite moi je bannirais l'aluminium des parties fixes de la machine et pareillement je n'utiliserais pas les profilés en alu rainurés qu'utilisent beaucoup de gens pour faire le plateau de leur cnc.
Comme les vidéos d'usinage sont nombreuses sur la toile mais comme on ne sait pas de quelle machine il est question je vous donnerais un lien de quelqu'un qui a fait une cnc aux performances plus qu'honorables avec des moyens accessibles à quelqu'un de bien encadré.
http://www.youtube.com/watch?v=ddACG4stzwA#t=31
Stan

 

[prismatique]

En effet, merci, c'est une exelente video, une tres tres robuste machine, j'aime beaucoup le principe d'avoir une double broche.

je te suis completement sur le faite de ne pas utiliser du profilé alu en guise de table d'usinage, mais en ce qui concerne le bati (le socle de base, ce qui ce trouve sous la table d'usinage) je ne sais pas...

Pour les pièces usiné, vous pensez que je devrais les remplacer par des pièces en acier? pour l'axe Z ça ne sera pas trop lourd?

 

[stanloc]

Pour tout le châssis (ce qui ne bouge pas) prendre de l'acier
Pour les pièces mobiles prendre des plaques d'alu assez épaisses.
Les moteurs que vous voulez utiliser sont très surdimensionnés donc aucun souci car les vitesses en usinages ne sont pas si démentes que cela sur la vidéo que j'ai montrée. Il n'y a pas de mystère pour enlever du métal à grande vitesse et avec un état de surface comme montré sur la même vidéo il ne faut aucune pièce creuse et autant que possible de la masse partout où c'est possible.
Le hongrois est parti d'un socle en fonte d'acier et surtout il utilise une broche faite maison entraînée par courroie crantée par un moteur brushless. A mon avis quitte à monter deux poulies sur la broche et deux sur le moteur pour bénéficier de deux rapports de transmission, il aurait pu se passer de la broche HF.
A noter la structure en caniveau qui reste très avantageuse.
Attention, l'axe en rotation placé sous le portique comporte un réducteur Harmonic Drive qui s'impose certes mais dont le prix en neuf fait peur. On en trouve aux USA sur ebay.com en occasion un peu moins chers donc.
Très beau projet que le votre mais très exigeant si on veut sortir des sentiers battus.
Stan

 

[prismatique]

Bonjour, après réflexion et les conseils de Stan, je vais prendre de l'acier pour le bati ( parti fixe), de l'aluminium en épaisseur 30mm pour les pièces mobile ( 25 ou 30 selon le montage), pour la broche je me pose encore des questions, en effet comme dit Stan je pourrai utilisé un système avec poulie plus ou moins grosse pour augmenter la puissance de broche et la faire varier en vitesse, mais ce principe ne me plait pas de trop, je veux une machine ou je pourrais faire varier la vitesse directement sur un potard ou sur Mach3, une fois la machine terminé je ne veux plus intervenir dessus (mise a par la maintenance ça va de soi), ayant déja fait un le rétrofite d'une fraiseuse Z1, j'ai pus me rendre conte que lors de l'usinage plus on prend une profondeur de passe profonde moins la vitesse d'usinage est élevé (ce qui est logique), mais sur une fraiseuse Z1 on ne peut pas augmenter énormément la vitesse de broche donc meme en faible passe la vitesse d'usinage n'est pas tres rapide, j'ai pus voir des machines avec des broches tres rapide usiner dans de l'aluminium avec des passes assez fine (2mm) mais qui bougeaient extrêmement rapidement, mais Z1 n'aurait pas eu le temps d'usiner une passe d'une poche alors que l'autre aurait déja fini, de plus l'état de surface est magnifique alors que sur ma Z1 il etait standard, peut être est ce du à la façon d'on il refroidissent les outils (mélange d'air et de liquide de refroidissement), bref je me pose pas mal de question sur cette rapidité, étant donné que mon but est d'usiner de l'aluminium d'une façon rapide aussi bien dans le contournage d'une piece ou l'usinage d'une poche ou autre.

 

[duredetrouverunpseudo]

Attention quand même.

Certaines vidéos montre des machines professionnels et pas des fraiseuses réalisé par des amateurs.

 

[prismatique]

Oui c'est vrai, j'arriverai pas à faire de l'UGV, ci seulement! , mais arriver a usiner de l'aluminium sans que la fraise croque ou casse ou avec un état de surface tout moche ou pire qui n'est pas précise, je pense que ça doit être faisable, il y a quelques exemple de machines capable de faire beaucoup du type de la Bigcn (j'avais suivi sur le forum sa construction), j'en suis pas la , je veux quelque chose de beaucoup plus petit mais tres précis dans l'aluminium et de rapide, j'ai vu énormément de video sur des fraiseuses amateur qui fonctionne tres bien dans le bois le plastique dans l'alu voir meme dans l'acier, mais bien souvent l'état de surface n'est pas terrible, ou le cotes non tenu (en disant ça je ne retire aucun mérite aux concepteur de ces machines), j'ai la chance de pouvoir faire usiner mes pièces à moindre coût, j'ai déja les moteurs pas a pas (récupéré sur ma Z1 de l'époque) ainsi que l'électronique (drivers, alim, et la carte de controle), je pense que ça va déja me retirer pas mal sur la facture de ma futur cnc, mon probleme ce trouve surtout sur la conception, a force de fouiner je me suis aperçu que pas mal de personnes après avoir fini leurs cnc ce rendaient conte aux premier testes qu'ils avaient fait pas mal d'erreurs de conception et pourtant quand on regarde la machine on ce dit que c'est du solide, certaines vont être tres forte en contournage et d'autres non mais elle seront meilleur en usinage de poche etc..., avec ma petite expérience je me suis aperçus que le comportement de la machine n'est pas toujours celui qu'on attendait, je préfère donc me préparer avant de faire trop d'erreurs.

 

[stanloc]

Entièrement de l'avis de durdetrouverunpseudo.
Stan

 

[stanloc]

Il vous faut commencer par établir un cahier des charges sérieux et mettre en face de chaque ligne ce que cela implique.
Les gens achètent en majorité des broches chinoises, c'est parce qu'ils ne se sentent pas prêts de monter une broche plus adaptée à leur machine ou en prenant le problème dans l'autre sens ils ne veulent pas (ou ne peuvent pas financièrement ou intellectuellement) faire une machine capable d'exploiter correctement les milliers de tours par minute de ces broches HF. C'est un phénomène récent. Il y a peu ces broches HF étaient et sont très chères car vendues sous des noms comme ELTE et d'autres. Donc tout le monde montait des défonceuses Kress. Il y avait pourtant d'autres solutions mais il faut adapter. Il est très possible de monter certaines défonceuses très performantes dont le corps est cylindrique ou de monter une broche de fraiseuse (achetée en pièces détachées) et de l'entrainer par un moteur convenable,seulement c'est du travail et un peu plus de connaissances à acquérir.
Ce n'est pas pour rien que j'ai une citation à laquelle je tiens, dans ma signature : il faut se donner les moyens de ses ambitions ou adapter ses ambitions à ses moyens. Une machine performante est beaucoup plus coûteuse en argent et en connaissances (ainsi qu'en temps) qu'une cnc "juste pour voir".
Stan

 

[el patenteu]

Je suis plus ou moin d'accord Stan....
C'était vrai pour les fraises d'il y a plusieurs années mais maintenant les standar d'avance des nouvelles fraises exige des vitesses de rotation tres convenable
au broche HF pour l'usinnage de l'alu........pour l'acier c'est autre chose.
Ex: fraise une dent 6mm spiral tout carbure vitesse de broche 15 000 avance a 1500mm/min(la meme fraise mais a 2 levres ont augmenterait a 3000mm/min)
pour une profondeur de passe de 6mm.Si ont augmente la passe a 12mm(2x le diametre de l'outil) alors ont soustrait 25% sur le ''chip load'' dans le calcul de l'avance.
C'est pourquoi je reste toujours surpris lorsque je vois les gens qui utilise des fraises a 2 dents ou meme 3 dents sur des machinne qui ne dépasse pas les 1500mm/min.
Maintenant meme si elle les atteinderaient serait -elle assezassez rigide,solide pour accomplir cette tache avec de tels vitesses.......j'en doute.
Vas sans dire que lorsque je construirai une fraiseuse pour les métaux elle sera TOUT acier.......meme le portique.
Bien que lourd la taille réduite du portique sur des machinne pour métaux rend le déplacement rapide possible avce de bon moteurs.
J'opterais donc pour une vab 5mm en prise direct au début mais avec possibilité d'ajouter un jeu de poulie si besoin.
Pour la broche je garderais une broche chinoise hf dont je doterais d'un systeme de montage rapide pour lui monter une poulie directement dans le mandrin avec un arbre 12mm pour conduire une seconde broche non motorisé tres tres robuste de fabrication maison.qui elle serait adapté aux vitesses d'usinnages durs.
La cn que Stan nous a présenter est un excellent exemple,y'as de quoi s'en insprier!
J'hésite encore entre un model fait sur une silouhette standar(style perceuse a colonne) ou un portique et il m'apparait qu'un portique serait plus adapter
a mes besoins.

@+
Fred

 

[jjdu33]

bjr,

jette un coup d 'œil là , il y a de quoi s'inspirer ( que se soit pour les broches ou les machines .....)

http://www.aliexpress.com/store/908764

jj

 

[stanloc]

Je suis plus ou moin d'accord Stan....
C'était vrai pour les fraises d'il y a plusieurs années mais maintenant les standar d'avance des nouvelles fraises exige des vitesses de rotation tres convenable
au broche HF pour l'usinnage de l'alu........pour l'acier c'est autre chose.
Ex: fraise une dent 6mm spiral tout carbure vitesse de broche 15 000 avance a 1500mm/min(la meme fraise mais a 2 levres ont augmenterait a 3000mm/min)
pour une profondeur de passe de 6mm.Si ont augmente la passe a 12mm(2x le diametre de l'outil) alors ont soustrait 25% sur le ''chip load'' dans le calcul de l'avance.
C'est pourquoi je reste toujours surpris lorsque je vois les gens qui utilise des fraises a 2 dents ou meme 3 dents sur des machinne qui ne dépasse pas les 1500mm/min.
Sauf Fred, que chez moi je ne fais pas du surfaçage avec une fraise de 6 mm et que toi et tu as une cnc qui a du répondant au niveau structure. Je lis ta remarque au niveau des conditions de coupe, très souvent, mais personne ne dit quelle type de fraiseuse il faut mettre à l'autre bout de la fraise
Maintenant meme si elle les atteinderaient serait -elle assezassez rigide,solide pour accomplir cette tache avec de tels vitesses.......j'en doute.
Vas sans dire que lorsque je construirai une fraiseuse pour les métaux elle sera TOUT acier.......meme le portique.
Bien que lourd la taille réduite du portique sur des machinne pour métaux rend le déplacement rapide possible avce de bon moteurs.
J'opterais donc pour une vab 5mm en prise direct au début mais avec possibilité d'ajouter un jeu de poulie si besoin.
Pour la broche je garderais une broche chinoise hf dont je doterais d'un systeme de montage rapide pour lui monter une poulie directement dans le mandrin avec un arbre 12mm pour conduire une seconde broche non motorisé tres tres robuste de fabrication maison.qui elle serait adapté aux vitesses d'usinnages durs.
La cn que Stan nous a présenter est un excellent exemple,y'as de quoi s'en insprier!
J'hésite encore entre un model fait sur une silouhette standar(style perceuse a colonne) ou un portique et il m'apparait qu'un portique serait plus adapter
a mes besoins.
Je préfère comment tu finis ton message. Une machine c'est un ensemble. Si on met une broche de tel type il faut que la structure soit en conséquence. Toutefois je persiste à dire que 90% des gens sur ce forum qui montent une broche chinoise c'est par souci de facilité et parce qu'elles sont d'un prix abordables. Sauf que ces broches ont des pinces riquiqui et qu'en conséquence les gens achètent une broche de 2,2 kW pour égratigner de l'alu lorsque quelques centaines de watts suffiraient. Par ailleurs je constate en voyant les vidéos que la plupart des gens n'ont qu'une notion très vague de ce qu'est l'usinage par enlèvement de matière.
@+
Fred

 

[stanloc]

bjr,

jette un coup d 'œil là , il y a de quoi s'inspirer ( que se soit pour les broches ou les machines .....)

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jj

Je suis désolé mais ces cnc ne sortent pas de l'ordinaire, de tout ce que l'on voit partout. Elles ne pourront prétendre convenir aux conditions d'usinage de l'aluminium demandées par notre ami. Il s'agit de machines vendues en bien de consommation courante pour non initiés à l'usinage par enlèvement de matière. C'est mon opinion et elle n'engage que moi.
Stan

 

[prismatique]

Bonjour, merci pour vos conseils, pour le principe d'une broche HF qui entraîne un porte outil SA40 par exemple c'est vrais que sa serait pas mal, mais je ne comprend pas bien ou serait la rapidité de changer l'outil, si on peut m'expliquer...), pour le portique en acier oui c'est vrai c'est réalisable, pas comme la fraiseuse que Stan a montré (je pense que le bati qui a ete montré est la récupération d'un bati qui vient d'autre chose), je ne connais personne qui pourrait me mouler mon bati.

el patenteu parlait de profondeur de passe de 6mm en usinage rapide, possible 12 en retirant 25% de la vitesse, qu'en je vois ma fraiseuse Z1 qui retirait 5mm lentement et sans avoir la possibilité de retirer 1mm en rapide je me dit que que si j'arrive à faire une cnc capable de retirer 2mm en usinage rapide dans de l'aluminium je sortirais forcement la pièce de mon étaux avant que la Z1 est fini son travail ( meme si je retire qu'1 mm ça ira déja bien plus vite que la Z1, j'essayerai de trouver des video sur internet qui montre un usinage rapide cnc et une passe normal sur une fraiseuse pour ce faire une idée réelle.

Prismatique

 

[jjdu33]

bjr,

jette un coup d 'œil là , il y a de quoi s'inspirer ( que se soit pour les broches ou les machines .....)

http://www.aliexpress.com/store/908764

jj

Je suis désolé mais ces cnc ne sortent pas de l'ordinaire, de tout ce que l'on voit partout. Elles ne pourront prétendre convenir aux conditions d'usinage de l'aluminium demandées par notre ami. Il s'agit de machines vendues en bien de consommation courante pour non initiés à l'usinage par enlèvement de matière. C'est mon opinion et elle n'engage que moi.
Stan

je m' attendais à cette réponse ....ben désolé avant de répondre , faut regarder un peu plus loin dans la partie fraiseuse et broche ...

jj

 

[Fred69]

... pour le portique en acier oui c'est vrai c'est réalisable, pas comme la fraiseuse que Stan a montré (je pense que le bati qui a ete montré est la récupération d'un bati qui vient d'autre chose), je ne connais personne qui pourrait me mouler mon bati.

Faudrait peut-être aussi penser à fraiser et rectifier proprement les portées X si on veut y mettre du rail THK, comme sur cette machine. La plupart du temps ce problème est largement occulté.

fixation des rails de guidage

 

[stanloc]

Bonjour, merci pour vos conseils, pour le principe d'une broche HF qui entraîne un porte outil SA40 par exemple c'est vrais que sa serait pas mal,

Je ne suis pas de cet avis car l'inconvénient irrémédiable (pour moi) des broches HF c'est qu'elles n'ont pas d'asservissement de vitesse. Et sans cet "accessoire" il n'y a rien à attendre de sérieux au niveau possibilité de disposer d'une grande plage de vitesse de rotation.

mais je ne comprend pas bien ou serait la rapidité de changer l'outil, si on peut m'expliquer...), pour le portique en acier oui c'est vrai c'est réalisable, pas comme la fraiseuse que Stan a montré (je pense que le bati qui a ete montré est la récupération d'un bati qui vient d'autre chose), je ne connais personne qui pourrait me mouler mon bati.

Ce bâti n'est pas moulé. Il s'agit certes d'une table rainurée en fonte de récupération sur laquelle ont été fixées deux flancs en acier ou en fonte soit récupérés eux aussi ou faits à la demande. Vous dites avoir des possibilités d'usinage sur grosse machine, il faut donc voir si à partir de blocs de fonte vous pouvez faire quelque chose d'assez similaire. Une bonne partie de nos activités, à nous bricoleurs, c'est de mettre de côté des éléments qui pourront peut-être servir un jour, ou de détourner de leur usage premier des pièces pour les faire rentrer dans nos projets. Pour le moment vous faites surtout le tri de nos propositions mais moi j'aimerais voir vos propres cogitations. Nous on donne des idées et c'est vous qui agirez ; les conseilleurs n'étant pas les payeurs

el patenteu parlait de profondeur de passe de 6mm en usinage rapide, possible 12 en retirant 25% de la vitesse, qu'en je vois ma fraiseuse Z1 qui retirait 5mm lentement et sans avoir la possibilité de retirer 1mm en rapide je me dit que que si j'arrive à faire une cnc capable de retirer 2mm en usinage rapide dans de l'aluminium je sortirais forcement la pièce de mon étaux avant que la Z1 est fini son travail ( meme si je retire qu'1 mm ça ira déja bien plus vite que la Z1, j'essayerai de trouver des video sur internet qui montre un usinage rapide cnc et une passe normal sur une fraiseuse pour ce faire une idée réelle.

Quelle que soit la machine, il y a toujours un compromis à trouver pour adapter l'incompatible à savoir la profondeur de passe, la vitesse d’exécution et la qualité de surface. Souvent le choix c'est d'aller assez vite sur des passes raisonnables.

Prismatique