Broche et pinces

[yves]

Je suis en train de construire une fraiseuse cnc et comme tous ceux qui en sont au choix de la broche, je me pose mille questions sur les pinces. N'y connaissant rien en pinces et mandrins, j'aimerais savoir s'il n'y a pas un fil ou des liens qui donnent un petit cours sur le sujet.
Je voudrais pouvoir adapter mes outils de défonceuse (queue de 8) aussi bien que ceux pour l'aluminium par exemple.
Merci

 

[JKL]

Le problème ne se limite pas aux pinces mais au choix de la broche et de son moteur. En effet soit on utilise une machine qui a déjà un système de serrage des fraises auquel cas on est obligé de continuer avec les mêmes types de pinces. C'est le cas en particulier si on monte une défonceuse sur sa CNC ou une électrobroche professionnelle. Soit on construit soi-même sa broche et on l'entraine par le moteur de son choix, et dans ce cas une pratique courante c'est d'acheter un mandrin pour pinces ERxx ayant un attachement cylindrique et long que l'on monte dans un fourreau par l'intermédiaire de 2 roulements à billes si possible même on en utilise 3 ( pour les plus exigeants ) 2 en tête à contact oblique et montés en <> et un à gorge profonde côté poulie.
Rien n'empêche d'ailleurs de monter soit une défonceuse pour usiner du bois et une broche maison pour usiner du métal sur la même CNC.
Il est clair qu'il faut commencer par savoir ce que l'on veut usiner et avec quelles performances.

 

[yves]

Je voudrais bien me fabriquer une broche mais comment s'y prendre ? Il y a aussi le problème du poids pour l'axe "Y". Je dois faire fonctionner l'axe avec un moteur PAP de 2.1 Amp / Phase et 1 Nm . quand aux matériaux usinés, ça sera du bois, de l'alu, du bronze.
Qu'est-ce que tu entends par "performances" ?

 

[JKL]

Performances = précision/qualité des usinages + vitesse de déplacement en usinage.

 

[yves]

Il y a un chose qui est sûre, c'est que je voudrais être le plus précis possible, surtout quand je travaille l'alu ou le bronze .

 

[JKL]

Il y a un chose qui est sûre, c'est que je voudrais être le plus précis possible, surtout quand je travaille l'alu ou le bronze .

Alors il ne faut pas lésiner sur la rigidité du bati de ta CNC et choisir des guidages linéaires de qualité et des vis/écrous sans jeu.
Consulte les autres messages dans " Conception et fabrication "

 

[yves]

On a déjà discuté de ça tous les deux sur vis-trapezoidale-t3116.html
C'est surtout sur les broches pinces mandrins que je voulais lancer la discussion.

 

[mdog]

Ce sujet m'intéresse bien car je vais tôt ou tard être amené aussi à choisir une broche pour ma cnc, et si j'ai trouvé beaucoup d'infos sur le net concernant la mécanique, j'avoue que je suis complètement perdu pour le choix de la broche...

Personnellement je ne vise que l'usinage des bois/plastiques et de l'aluminium, pour cet usage on m'a parlé des broches Kress (assez bon marché) et UFM (voir chez isel-hobby on trouve les deux). Mais je ne sais pas quoi en penser, et quand je vois les prix des pinces ça fait quand même hésiter...

Pour la fabrication d'une broche, comment ça se passe concrètement ? J'imagine qu'il faudrait être équipé d'un tour, ou bien on peux trouver toutes les pièces à assembler soi-même ? Si ces pièces peuvent être achetées, ou les trouver pour un amateur ?

@+
Mdog

 

[JKL]

Pour faire une broche sérieuse pour fraiser avec des vitesses de rotation de 0 à 3000 tr/mn voire 5000 tr/mn il faut éventuellement se l'a construire à moins d'arriver à obtenir du SAV d'un revendeur la pièce complète d'une fraiseuse chinoise par exemple comme ici sur la figure 95 :
http://www.arceurotrade.co.uk/projects/prepguides/X3 Mill Preparation Guide.pdf

Soyez patient le fichier fait plus de 6Mo (très utile pour ceux qui ont cette machine )
J'ai demandé à Arceurotrade et il m'ont répondu qu'ils ne l'avaient pas.

Sinon en feuilletant ce fascicule on peut voir comment elle est faite. Si on a un tour et de bonnes connaissances pour ajuster des roulements à billes dans leur logement il est relativement aisé de faire la même chose. Ensuite pour l'entrainement le choix du moteur est large.
N.B. J'ai trouvé ce document sur le net pour la X3 mais n'importe laquelle des fraiseuses du marché sont sur ce modèle. Perso j'ai un montage identique avec la broche de la partie fraiseuse de mon combiné EMCO et cela depuis plus de 20 ans.
L'avantage de cette broche toute faite c'est qu'elle a un montage avec Cone MOrse donc on peut monter différents mandrins . Si on fait soi-même quelque chose à partir d'un mandrin pour pinces ER, la flexibilité est moindre mais c'est quand même parfaitement jouable.

 

[mdog]

Ce document est intéressant en effet, je vois bien comment est faite la broche, c'est bien le genre de montage que j'imaginai. Je pense que c'est relativement simple comme pièce, mais malheureusement pour ma part je ne suis pas équipé d'un tour. Ce serais idéal de pouvoir trouver une de ces pièces pour pas trop cher, ensuite plus qu'à bricoler un support et y monter un moteur... Ceci dit c'est un montage assez encombrant...

Qu'en est-il des kress et autres broches "tout-en-un" de ce type? J'ai trouvé des broches kress de 1050w pour moins de 150€ ce qui serait dans mon budget par exemple, mais je me demande si elle tiendraient le coup dans de l'alu (en usage amateur, pas d'usage intensif à longueur de journée), je voudrais pas avoir à la changer tous les mois... J'ai cherché sur ebay également mais j'ai pas trouvé grand chose...

@+
Mdog

 

[JKL]

Chacun fait ce qu'il veut !!!!!!!! moi je n'utiliserai jamais une Kress pour usiner du métal.
1°) elle n'a jamais été faite pour ça
2°) j'ai tout mon temps et l'usinage de l'alu avec des fraises en carbure je le laisse à d'autres. En plus des fraises en acier sont bien moins chères.

Si la défonceuse Kress ne donne pas satisfaction à certains pourquoi ne choisissent-ils pas une autre marque et modèle de défonceuse, ce n'est pas ce qui manque.
Quand on veut la fin il faut savoir prendre les moyens.

 

[phil916]

Pourquoi ne pas détourner une poupée de tour à 120$

ou plus cher (300$) mais prêt à l'usage acheter une tête de broche de mini fraiseuse ?

 

[mdog]

Je comprend tout à fait ton point de vue, mais justement quels autres modèles choisir? Car j'avoue que je m'y perds, et que j'ai des difficultés pour trouver autre-chose à prix abordable. L'utilisation d'une broche type fraiseuse conventionnelle est l'idéal si j'ai bien compris, mais qu'est-ce qui vient en deuxième position, plus à la portée d'un amateur ?

Merci pour tes réponses en tout cas

@+
Mdog

EDIT : phil tu a posté en même temps que moi ^^. L'idée de la poupée de tour je retiens, c'est une bonne idée, tout comme la tête de fraiseuse, surtout que celle-ci est proposée complète.

 

[JKL]

Ces éléments de machine sont très bien sauf qu'il y a du poids mort si c'est pour mettre sur une CNC. C'était tout l'intérêt de ne prendre que l'essentiel dans une tête de fraiseuse : la broche qui par construction est mobile dans son logement donc un minimum de matière. Il faut inonder de mails les revendeurs ou pourquoi pas acheter en Chine, puisque je lis que certains achètent directement là-bas. Un SAV doit pouvoir vendre une telle broche puisque moi je l'ai eu ainsi. Certes c'était dans un autre siècle.

 

[yves]

Pour ma part j'ai trouvé une broche UGV en Chine de puissance: 2.2K, fréquence 400Htz, vitesse: 2400t/mn, mandrin pour pinces ER 20 Dia Maxi
de la queue de l’outil: 12.7 mm, refroidissement par eau et convertisseur de fréquences, poids 4Kg pour un prix qui tourne aux alentours 500€, qu'est-ce que vous en pensez ? Le fabriquant est JCX et il n'a pas de site à visiter. le contact que j'ai là-bas peut faire le SAV.

 

[Otatiaro]

Pour ma part j'ai trouvé une broche UGV en Chine de puissance: 2.2K, fréquence 400Htz, vitesse: 2400t/mn, mandrin pour pinces ER 20 Dia Maxi
de la queue de l’outil: 12.7 mm, refroidissement par eau et convertisseur de fréquences, poids 4Kg pour un prix qui tourne aux alentours 500€, qu'est-ce que vous en pensez ? Le fabriquant est JCX et il n'a pas de site à visiter. le contact que j'ai là-bas peut faire le SAV.

Salut,

Tout dépend de la qualité ...

A l'époque ou je cherchais une nouvelle broche, ce qui est très vite sorti, c'est que la qualité d'une broche tient pour beaucoup dans la qualité de ses roulements ... Or les chinois sont pas réputés pour faire des roulements qui tuent.

En dehors de ca, tu aurais plus d'infos ? Y'a toute une gamme ou c'est seulement un modèle ? Ils font du changement d'outils automatique ?

++

 

[vres]

Pour ma part j'ai trouvé une broche UGV en Chine de puissance: 2.2K, fréquence 400Htz, vitesse: 2400t/mn, mandrin pour pinces ER 20 Dia Maxi
de la queue de l’outil: 12.7 mm, refroidissement par eau et convertisseur de fréquences, poids 4Kg pour un prix qui tourne aux alentours 500€, qu'est-ce que vous en pensez ? Le fabriquant est JCX et il n'a pas de site à visiter. le contact que j'ai là-bas peut faire le SAV.

400Hz ? c'est plutôt une 24000tr/min.

 

[yves]

Excuses, pour le "0" manquant, c'est 24000 T/mn que je voulais dire.

 

[mdog]

Salut à tous...
J'ai continué ma recherche, et j'ai trouvé ça :
http://littlemachineshop.com/products/product_view.php?ProductID=1944&category=-269978449

Ce qui pourrait être bien en ne gardant que la broche en elle-même. Mais d'après ce que j'ai compris, il s'agit de la broche de la X2, et les éclatés que j'ai pu trouvé montrent qu'elle ne comporte même pas de roulements coniques. D'après-vous qu'est-ce que ça peut bien valoir?

@+
Mdog

 

[JKL]

Mdog, as-tu demandé aux SAV des revendeurs de la Sieg X3 ou de ses clones, s'ils pouvaient te procurer uniquement la broche de cette machine qui semble de bonne conception ???? J'ai posé la question à Arceurotrade mais il y en a d'autres. Voire rechercher en Asie à se la procurer.
Ceci dit ce n'est pas non plus la mer à boire que de se monter un mandrin pour pinces ER avec deux roulements. Si on ne peut pas s'usiner les pièces il faut chercher un "sous-traitant". Même un tourneur débutant fera aussi bien que les chinois. Il est parfois question d'achats groupés sur ce forum, il pourrait s'organiser une commande groupée d'un tel accessoire. Supposons une dizaine de pièces à faire réaliser, il doit y avoir pas mal d'ateliers de mécanique qui ne rechigneraient pas à accepter une telle commande et même une petite série ferait chuter le prix à l'unité. Je mets seulement en garde à propos des mandrins pour pinces ER à queue cylindrique, certains des membres des listes CNC sur Yahoo ont dit que la tolérance d'usinage des queues des mandrins très bon marché était telle que les bagues intérieures des roulements ne serraient pas dessus. Perso j'ai acheté aux USA sur e-bay un mandrin de fabrication US et le montage est parfait.
Les mots clé à utiliser sur ebay.com sont : Straight Shank Collet Chuck Ne pas prendre les kits complets avec pinces car les pinces sont en côtes impériales généralement.

 

[yves]

Ceci dit ce n'est pas non plus la mer à boire que de se monter un mandrin pour pinces ER avec deux roulements.

Moi je veux bien essayer de me monter un mandrin ,mais par quoi faut-il commencer ? As-tu des plans ? Des photos de ce genre de réalisation?
Ton idée d'achats groupés est aussi intéressante.
Comme tu as l'air de bien connaître ce genre de montage, peux-tu donner plus de précisions, je suis prêt à apprendre.
Merci

 

[otari9]

Bonjour

J'ai le même projet de broche perso mais pour l'acier,
et mon choix s'est arrêté sur la broche de SiegX2 à 50$,
sauf que considérant la taille du cube à travailler pour la placer avec ses roulements, autant la prendre direct avec le carter comme sur ton lien.
157€ avec fdp (ou 60 la broche seule).

 

[mdog]

Bonne idée pour la broche de la X3, j'ai trouvé des éclatés c'est vrai qu'elle est bien faite. Sinon j'ai aussi pensé à m'en faire faire une toute bête pour pince ER, avec deux roulements coniques de bonne qualité ce serais sans doute suffisant pour de l'alu, mais je me demande combien cela me couterait... Je vais peut-être faire un schéma de ce que j'ai en tête et laisser une annonce dans la section adéquate pour avoir plus d'infos.

otari9, j'ai regardé un éclaté de la broche de la X2, je ne pense pas que ça tienne le coup dans l'acier, pas de roulements coniques et une construction qui me semble plutôt médiocre, perso j'hésite même à l'utiliser dans l'alu.

@+
Mdog

EDIT : quelqu'un aurait-il des plan pour le montage de pinces ER sur roulements coniques ? Réflexion faite je vois mal comment est monté le porte-pince sur les roulements, et surtout comment il est serré entre les deux...

 

[JKL]

EDIT : quelqu'un aurait-il des plan pour le montage de pinces ER sur roulements coniques ? Réflexion faite je vois mal comment est monté le porte-pince sur les roulements, et surtout comment il est serré entre les deux...

Voici un schéma de principe utilisant deux roulements à contact oblique montage en <> . Il est préférable en effet d'utiliser ce type de roulements ( sans prendre des roulements apairés toutefois ni encore moins spéciaux pour broches car le prix est astronomique ) car ils sont moins encombrants que les roulements à rouleaux coniques et tolèrent des vitesses de rotation supérieure.
Il faut imaginer la partie où se trouve la pince à la gauche du schéma et un système de serrage un peu différent car la queue du mandrin n'a pas ce type de pas de vis. Toutefois il est possible d'ajouter au mandrin une excroissance qui aurait ce pas de vis car l'important dans le montage c'est l'alignement des bagues intérieures et extérieures des 2 roulements, même si la poulie d'entrainement et le serrage de la bague intérieure ne sont pas parfaitement concentriques c'est moins grave. Il est souhaitable évidemment d'introduire des coupelles à l'avant au moins pour protéger des salissures les roulements s'ils ne sont pas étanches. Le même montage peut être utilisé avec des roulements à gorge profonde SAUF qu'il faudra une très légère contrainte ( d'ailleurs il peut être avantageux dans tous les cas de placer une rondelle ressort pour compenser les différences de dilatation éventuelles).

 

[mdog]

Ok merci beaucoup, ça c'est exactement le montage que j'avais en tête. Par contre je vois mal comment l'appliquer sur ce type de porte-pince par exemple :
http://cgi.ebay.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&Item=110258051639&Category=98641&_trksid=p3907.m29
(celle-ci n'est qu'un exemple, j'investirai surement un peu plus que ça quand même !).

Comme tu l'as dit sur ce type de pince, pas de filetage à l'arrière, dans ce cas la seule solution serait de fileter la pièce? Comment sont fixés ces porte-pince en utilisation classique ?

Désolé je pose beaucoup de questions, mais en tout cas je te remercie pour le temps que tu passe à me répondre, j'ai appris beaucoup de choses sur ce sujet qui me semble déjà un peu moins confus.
Merci aussi pour les mots-clef ebay, j'ai trouvé pas mal de choses et à bon prix
Je me rend compte qu'il est assez facile et pas trop cher de se fabriquer une broche de ce type, surement plus costaud qu'une kress en choisissant de bons roulements.

@+
Mdog

 

[JKL]

Comme tu l'as dit sur ce type de pince, pas de filetage à l'arrière, dans ce cas la seule solution serait de fileter la pièce? Comment sont fixés ces porte-pince en utilisation classique ?@+
Mdog

Certains mandrins dont celui que j'ai acheté sur ebay.com aux USA (marque CENTAUR) ont un filetage intérieur ( sur le catalogue Otelo aussi page 621 il est noté J ) qui permet de faire une reprise ou simplement de faire le serrage par là.
Ces porte-pinces à queue cylindrique sont tenus sur centre d'usinage dans une pince ou un mandrin ; c'est pour des usinages particuliers qu'on les utilise.
Attention le lien que tu donnes c'est pour un produit chinois donc je te renvoie à ma mise en garde.

 

[mdog]

Oui j'ai vu qu'il s'agissait de chinois, c'est pour cela que je l'ai cité à titre d'exemple, je ferais attention si j'en achète un. Le filetage intérieur ça pourrait être pas mal, je te remercie pour cette précision.
Je vais me pencher sérieusement sur la question puisque la fabrication de ce genre de broche semble être une bonne solution dans mon cas. Je vais également me renseigner sur les broches de la X3 afin de savoir s'il est possible d'en obtenir une complète.

Je te remercie pour ton aide, pour l'instant je n'ai plus de questions ^^. Il faudrait déjà que je termine le montage de ma cnc et l'électronique, et puis j'ai une broche "cheap" pour faire les premiers test dans du bois.

@+
Mdog

 

[yves]

J'ai trouvé ce lien pour mieux comprendre cette histoire de roulements(un peu technique mais qui m'a fait comprendre pas mal de choses) http://barreau.matthieu.free.fr/cours/L ... nts-1.html
Une autre question: Pour ce genre de montage, quel genre de moteur il faut employer et quelles vitesses on peut espérer atteindre ?
Merci

 

[JKL]

Effectivement beaucoup de choses intéressantes dans ce lien mais pas très utiles pour construire une broche.
En fait c'est tout l'apprentissage de l'usinage des métaux qu'il te faut faire, Yves. Il n'y a rien de difficile dans la conception, le croquis que j'ai donné qui est un scan d'un schéma de la doc SKF, est tout à fait complet pour quelqu'un qui a l'habitude de faire des usinages au tour avec respect de tolérances.
Quant au moteur pour entrainer une telle broche il y en a de toutes sortes selon ce que l'on veut faire : puissance et possibilité de faire varier la vitesse tout en conservant du couple, sont les points forts. Cela va d'un moteur de machine à laver le linge récent, moteur à balais et qui possède une régulation de vitesse, en passant par une perceuse, une défonceuse, un moteur asynchrone triphasé avec variateur jusqu'à un servomoteur et sa régulation comme sur plusieurs fraiseuses comme la Sieg X3. Les caractéristiques annoncées pour cette machine sont un excellent point de repère pour faire quelque chose soi-même : il "sufit" de copier.

 

[mdog]

Le lien que tu donne me rappelle mon cours de méca (c'est même exactement ça...). En effet pas vraiment utile ici, mais ça permet au moins de voir comment sont fait les différents roulement.
Ensuite pour la vitesse, il faut se limiter à la vitesse fournie par le constructeur du roulement (ça tourne dans les 11000T.min-1 en général pour des roulements "classiques" d'après mes recherches), ou bien ne pas trop la dépasser en tout cas. Pour le moteur comme dit JKL, le choix est large, je pense que dans une telle application il serait intéressant de faire un peu de recyclage, ou bien on trouve pour pas très cher des défonceuse assez costaud avec variateur, en sachant que seul le moteur nous intéresse (peu importe si la qualité des roulements est médiocre).

Par contre un tel montage est surement plus encombrant qu'une électrobroche complète à puissance équivalente.

De mon côté je vais essayer de me renseigner pour faire fabriquer quelques pièces. Au passage, serait-il possible de fabriquer ces pièces sur CNC? Ou bien un tour est obligatoire pour obtenir les tolérances nécessaires au niveau de l'alignement et des logements de roulement?

@+
Mdog