Choix petite broche d’usinage

  • Auteur de la discussion Auteur de la discussion Rinar
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Rinar

Apprenti
Bonjour!

Avant de m’attaquer à de "gros" fraisage avec ma machine, j’aimerais revoir l’ensemble de l’axe Z, broche comprise. Mais avant de me mettre sur la planche à dessin, j’aimerais avoir les idées plus claires sur la broche.

Actuellement, j’utilise une broche brussless de gravure de 500W et 12000rpm. J’aime bien cette broche car elle est bien pilotée et reste coupleuse à basse vitesse. Le problème est que les roulements sont vraiment faiblards et globalement la broche manque de rigidité et laisse des traces lors engagements d’outils avec des "gros" diamètre (on parle de 6mm ).

En regardant les commentaires des forums tout le monde à l’air de s’orienter sur des broches à 24000 surpuissantes pour avoir encore un peu de couple à 12000.

On voit aussi des vidéos d’usinage de l’aluminium à 30000 avec des fraises de 8 et des avances pas possibles. Quand on fait les calculs, on arrive à des vitesses de coupe bien au-delà des 500mm/s. Comment est-ce possible ? Fraise carbure de compétition et abondante lubrification ?

Autre question plus précise : Est-il réaliste de fraiser à sec de l’aluminium à 1000mm/s, fraise de 6mm, passe de 0.1 avec une vfd de 2KW de 24000 qui tourne à 12000 ?

Par ailleurs, idéalement j’aimerais une broche de 1500W avec de l’ER16 ou ER20 qui tourne à 12000 et garde du couple à 8000. Si vous avez une suggestion, je suis preneur.
 
A sec, je dirais non. Au minimum à la main, un apport au pinceau ou au spray.
0.1 vu d'ici ça me parait peu. Avec une fraise de 6 sur une machine un peu rigide du 0.25 me parait plus raisonnable.

On trouve beaucoup de calculateurs, mais j'aime bien celui de CNCFraises. Il vaut mieux que tu fasses tes propres calculs, au moins tu auras une base de comparaison/réflexion.
J'ai une confiance limité dans les valeurs donné sur YT, a moins que ce soit sur une chaine que je fréquente régulièrement et dont j'ai une petite idée de la qualité de l'animateur.


Perso, j'aime pas les 300-500w avec un convertisseur ER11 sur la broche. Je trouve que c'est une source de vibration importante (du moins ceux qui me sont passé entre les mains sur des775) et ça mange de la course.
Temporairement sur la micro 1610 j'ai réalisé une broche avec un axe ER11 entrainé par le 775 via une GT2, niveau vibration c'est sans commune mesure et le travail est bien plus propre, surtout avec de bons roulements pour guider l'ER11.

J'ai en réserve une "vraie" 400w en ER11 alimenté par un VFD, ce sera sans commune mesure, mais le poids est de 1,9kg.
Elle semble avoir disparue du net. Je n'ai pas de photo plus récente et elle est actuellement stockée.

Un des avantages que j'y avait trouvé, c'est le nez de broche en 43mm qui m'avait permis le remplacement facile de ma Kress 1050 FME.

La AMB(Kress) 1050 FME-1 est toujours un choix possible. Dans les inconvénients, moteur avec charbons et le bruit.

DH42 à la version supérieure en ER16, dont je crois qu'il est très satisfait.
Que ce soit à 12000 ou 8000tr/mn, le secret (qui n'en est pas un) pour avoir de bons résultats est de se donner la peine (et les moyens) d'utiliser une bonne fraise adaptée au travail envisagé et de soigner le paramétrage avec les conditions de coupe.
 
Dernière édition:
A sec, je dirais non. Au minimum à la main, un apport au pinceau ou au spray.
0.1 vu d'ici ça me parait peu. Avec une fraise de 6 sur une machine un peu rigide du 0.25 me parait plus raisonnable.

0.25 et lubrification pinceau, c'est parfait pour moi.


J'ai déjà fait quelques copeaux, et que ce soit pour de l'alu et pire encore pour du laiton, et ces matériaux ont l'air plus l'aise en base vitesse en finition. C'est pour ça que je fait appel à votre expérience sur ces broches hautes vitesses. Mon impression (sans aucune expérience), c'est quelles manquent de couple à basse vitesse sur du gros copeaux et tournent trop vite pour de la finition?

Temporairement sur la micro 1610 j'ai réalisé une broche avec un axe ER11 entrainé par le 775 via une GT2, niveau vibration c'est sans commune mesure et le travail est bien plus propre, surtout avec de bons roulements pour guider l'ER11.

Cette solution est tentante. Surtout qu'on trouve des broches passives à quatre roulements pour quelques dizaines d'euros. Cette solution à bcp d'avantages mais elle une encombrante sur un petite machine. Je la garde en resserve.



J'ai en réserve une "vraie" 400w en ER11 alimenté par un VFD, ce sera sans commune mesure, mais le poids est de 1,9kg.
Elle semble avoir disparue du net. Je n'ai pas de photo plus récente et elle est actuellement stockée.

Un peu faible en puissance mais pas mal du tout. Aucun pb pour les 2kg.

Dois-je conclure qu'une broche avec un nominal à 24000 a suffisamment de couple à 12000 pour usiner de l'alu?

EDIT: Je viens de trouver cette mini vdf dont les caractéristiques me conviennent: 600W, 120000tr/min. Les roulements sont des 6002 donc pas le top du top mais toujours mieux que ce que j'ai. Pour 200 euros avec la livraison .

Vous en pensez quoi? Bonne idée?

-> Chez Ali


 
Salut,
DH42 à la version supérieure en ER16, dont je crois qu'il est très satisfait.

Oui, la marque d'origine, c'est GMT, c'est Chinois mais vraiment de bonne qualité ... mais le prix n'est pas Chinois lui !! ... C'est probablement pour ça qu'on n'en trouve plus en Europe, trop cher ..

Quand on fait les calculs, on arrive à des vitesses de coupe bien au-delà des 500mm/s. Comment est-ce possible ? Fraise carbure de compétition et abondante lubrification ?

la Vc, c'est en m/min pas mm/s

5 à 600 m/min, c'est courant dans l'industrie sur de l'alu avec des fraises carbure ... mais il y a alu et alu !

J'aime bien ce calculateur, il est vraiment complet et surtout il gère la longueur d'outil, ce qui évite bien la casse .. (la longueur sortie de la fraise, c'est un paramètre important pour définir Fz)


Fraisage alu avec une petite broche de seulement 270W - Fraise de Ø6, 2 dents, passe 3mm, largeur de passe 0.6mm, avance 3000 mm/min, 24000 RPM (Vc = 453 m/min - Fz = 0.063mm) à sec.


++
David
 
Merci!

Je vais creuser GMT, j'ai vu passé leurs produits sur Ali mais seulement les gros trucs classiques. Je vais continuer à chercher.

la Vc, c'est en m/min pas mm/s


5 à 600 m/min, c'est courant dans l'industrie sur de l'alu avec des fraises carbure ... mais il y a alu et alu !
Oui, la littérature dit jusqu'à 1000mm/min avec du carbure. Je n'étais pas à jour.

Fraisage alu avec une petite broche de seulement 270W - Fraise de Ø6, 2 dents, passe 3mm, largeur de passe 0.6mm, avance 3000 mm/min, 24000 RPM (Vc = 453 m/min - Fz = 0.063mm) à sec.
La vidéo est très intéressante et étonnante pour un routeur de cette taille. Elle montre qui est possible de faire du copeaux dans ses conditions mais je ne suis pas sûr qu'on soit dans des conditions idéales pour l'état de surface et la durée de vie des fraises. C'est difficile de dire si l'état de surface un peu rugueux vient du manque de rigidité de la machine ou des conditions de coupe qui ne sont pas optimales.
 
Une avance a 1000m/min dans de l'alu, c'est loin d'être énorme...
Je suis régulièrement à 1500 - 2000m/min dans du 2017A avec des fraises carbure 3 dents, un Ap et Ae adapté et pourtant avec une broche de 2.2kW à 8000tr max.
Lubrification continue sous 6Bars (notamment pour l'évacuation des copeaux).

Avec une broche suffisamment puissante de 24k rpm, l'avance peut se pousser jusqu'à 4000mm/min si la machine (rigidité/vibrations) le permet.

Quand je vois qu'au boulot avec les fraises adaptées (Hitachi Moldino) ont est régulièrement entre 1500 et 4000m/min dans du 52-54HRC (Z38CDV5 trempé) avec nos DMG Mori, on se dit qu'il y a eu de sacré progrès en outillage et parcours d'outils.
 
1000 m/min c'était la vitesse de coupe. Donc, si mes calculs sont bons et que je ne mélange pas les unités (merci pascalp) : avance de 10.000mm/min à 50.000tr/min avec une 6mm 4 dents. Et apparemment, on est pas encore dans l'usinage haute vitesse à 2000m/min. On a effectivement fait bcp de progrès.

Les chiffres que tu donnes sont très intéressants. Si on est bon avec une 2.2kw avec qu'elle pourrait tourner à 8000. J'entrevois une lueur d'espoir...
 
C'est clair qu'on est à des années lumières des Vc dans l'alu de 60 à 100m/min des années 70 !!

++
David
 
Salut,
Les chiffres que tu donnes sont très intéressants. Si on est bon avec une 2.2kw avec qu'elle pourrait tourner à 8000. J'entrevois une lueur d'espoir...

D'après les abaques, on peut descendre à 6000 RPM tout en conservant le couple, en dessous, il s'effondre.


(abaque d'une 2.2Kw Chinoise ronde courante)

Il existe des 1.1Kw en 12000 RPM ... mais je n'en ai pas vu chez les Chinois, par contre ELTE en fait, c'est la PE2-14/2 .. mais pas facile à trouver.

ici une teknomotor 2.2Kw en 18000 RPM (6.4 Kg)

ou en 1.1Kw 18000 RPM (4.7 Kg)

les puissances annoncées chez Elte, Teknomotor et GMT sont les puissances restituées, contrairement aux broches Chinoises courantes (par exemple les broches rondes courante de 2.2Kw) ne font en fait que 1.8 Kw restitués)


++
David
 
Dernière édition:
A basse vitesse, non seulement le couple s’effondre, mais d'après ce que j'ai lu, l'appel de courant fait une poussée de fièvre.
Mes 2 broches (400w et 800w) 24000tr/mn sont arrivées avec des VFD programmés pour 6000tr/mn en vitesse min, hasard ou pas ?!
J'ai vu des broches 12-13000tr/mn max, la vitesse mini (conseillée) était de 3000tr/mn.
 
salut,
hasard ou pas ?!

Je ne pense pas, sur mon télémécanique (ATV 16) qui a une doc plus compréhensible que celle des vario Chinois, ils précisent qu'il ne faut pas utiliser la compensation de couple en dessous du 1/4 de la fréquence nominale du moteur car si j'ai bien compris, si le couple est constant c'est précisément parce que le vario augmente le courant grâce à ce système de compensation, mais bien sur, à trop augmenter on risque de cramer le moteur.

Donc 1/4 pour une broche 24000 tr ça fait bien 6000 tr

Si en plus le moteur n'est refroidi que par une hélice en bout d'arbre, il faut aussi penser que ça refroidis moins alors que le moteur chauffe plus ; sur mon ancien tour, j'avais ajouté un ventilo électrique en plus pour les basses vitesses. C'est un des avantages des broches liquides, même à basse vitesse ça refroidis quand même correctement.

Sur la CNc, j'ai une broche 24000 tr à air et j'ai mis la V min à 3000 pour la pinnule mais je ne l'utilise jamais à cette vitesse en usinage. (il est très rare que je descende en dessous de 10/12000 tr en usinage)

Oui, la littérature dit jusqu'à 1000mm/min avec du carbure. Je n'étais pas à jour.

Oui, mais avec des fraises à plaquettes (et des pastilles pour l'alu, bien sur) mais peut être pas avec des monobloc(*) .. et avec arrosage (je dirais même que c'est les chutes du Niagara, pas juste une pissette !!)

(*) il y a des monobloc qui peuvent prendre des Vc de folie et l'avance qui va avec, même dans de l'acier, c'est hallucinant ... mais c'est du genre 300€ la fraise de 12 !!! voir plus .. (du Walter par exemple)

++
David
 
Dernière édition:
Merci pour toutes ses clarifications, infos et documents, j'y vois plus clair sur les critères de choix de ces broches.

Pendant ce temps, je me suis tapée un certain nombre de vidéo pour appréhender les capacités des broches chinoises.

Ce que je retiens des vidéos et de vos infos:

Il faut miser sur une broche à couple constant et éventuellement 4 poles. Ce n'est pas les plus courantes et, même en chine, ça démarre à 400 sans vfd.

Même à faible puissance, (hormis les vôtres) c'est assez encombrant. et sans compter la vfd (et la bassine d'eau). Sur un gros routeur fixe je n'aurai pas hésité mais sur une petite machine, il faut que fasse quelques dessin pour voir à quoi ça ressemble.

Sans parler du comportement dynamique avec une broche de 4kg juchée en hauteur à 4000mm/min sur une machine de 30kg. Elle a déjà tendance à se déplacer...

Et dernier point, le principal enseignement des vidéos de broches à 200 balles, c'est le bruit. Elles diffusent toutes les harmoniques du 400Hz comme un vieux tgv. Actuellement, je fais certaines opérations (découpe du plexy, pcb) sans trop de bruit. A basse vitesse ça fait juste un Zzzzz. Il faut que je surveille ce point et que je me tienne à l'écart des vfd bas de gamme.

Ma conclusion:

Une grosse broche vfd chinoise n'est pas idéale pour ma machine et mes besoins.

Il faut que j'augmente mon budget (donc pas cette année ) et attende l'occasion pour une petite broche à courant constant de puissance modérée comme les votres.

Donc ça va prendre un peut de temps....

En attendant, et pour me dépanner, j'étudie la piste de la mini vfd de 600w plus haut et pourquoi pas un montage courroie avec une petite tête passive à 5 roulements comme celle ci:

 
Il me manquait encore une information que je suis aller chercher : la différence entre un moteur hf avec vfd et un moteur sans balais avec contrôleur DC.

Je résume ici pour la postérité et pour validation ce que j'ai pu comprendre:

Quand je dis contrôleur DC pour moteur sans balais, je pense par exemple à ce controller 220v 1000w. Ils sont plus communément alimentéz en dc48v.

Dans les deux cas, on alimente depuis le secteur un moteur synchrone à 3 phases.





Si j'en crois les docs (n'hésitez pas à me contredire) que j'ai consultée, les 2 types de contrôleurs envoient un signal alternatif à la broche. Cependant:

Dans le cas de la vfd, le signal est une sinusoïdale à fréquence variable et un signal carré haché pour le Bldc. Je n'ais pas réussi à savoir si les Bldc faisait aussi de la modulation de fréquence.

Les deux peuvent bénéficier du contrôle vectoriel mais il ne se place pas au même endroit dans la gamme de fréquences. Le Bldc nécessite des capteurs à effet Hall au delà de 12000rpm, et le contrôle vectoriel de la vfd est inefficace à basse vitesses.

Dans la conception des moteurs, les moteurs hf ont peu de pôles (souvent 2) et sont donc dédiés à la haute vitesse avec des voltages élevés et des courants faibles. Au contraire du Bldc, avec un diamètre de cuivre plus gros et parfois de nombreux pôles.

Donc pour résumer,

Haute vitesse (ex 24 000 pour un 2 pôles à 400hz), faible couple (0.5 Nm pour un moteur de 1,5kW) -> VFD

Base vitesse (12 000 maxi sans capteur à effet Hall) et couple élevé (2 Nm pour un moteur de 900W).

J'espère n'avoir pas trop raconté de bêtises...
 
Salut,

Sur mon ancienne machine, quand j'ai décidé de remplacer la Kress par une broche avec VFD, je m'étais orienté sur une broche ronde 2.2Kw ... mais quand je l'ai reçu et pesée ... 6Kg la bête, pour une machine de 50Kg .. donc revendue.

J'ai eu du mal à trouver une broche adaptée, c.a.d un poids plus light mais en ER16 .. pas facile à trouver, les broches 800W Chinoises étant presque toutes en ER11 ... c'est ce qui m'a finalement orienté sur la GMT ; nettement plus chère mais mieux adaptée.



++
David
 
Merci David,

C'est marrant je réfléchissais justement à une queue d'aronde pour le même usage.
La tienne est comme dans mes rêves .
 
Ça fait pas mal de job .. et en plus je n'ai jamais eu à la démonter pour mettre une autre "tête" .. je l'ai vendu avec la machine !

Sur mon autre machine, j'ai fait plus simple, tout en gardant la possibilité d'un réglage en hauteur (tous les 30mm il me semble)

++
David
 
Je vais regarder ta solution lardon.

Sinon j'ai des pinces astro et des rails dans un carton.
Et je trouve que ça ressemble vachement à un porte broche à un degré de liberté.
 
C'est pour le montage des accessoires sur un tube de télescope ? Tu fais de l'astro ?

++
David
 
Un peu, j'ai accompagné un ami dans sa passion et je me suis un peu pris au jeu.
Mais comme je n'ai pas de ciel, je suis plus croyant que pratiquant.
 
Mais comme je n'ai pas de ciel, je suis plus croyant que pratiquant.

Tu habite en ville ? ... c'est sur que si c'est le cas tu es vite limité à l'observation/photo lunaire ou solaire .. c'est mort pour les galaxies ! mais la Lune c'est pas mal, je dirais même que c'est le plus impressionnant, tu as presque l'impression d'y être !

Ça fait des lustres que je n'ai pas sorti le mien .. il faudra que je m'y remette un jour ....


(Meade SSC10)

++
David
 
Oui, j'ai ciel urbain.
Mais je n'ai pas pas trop aimé le côté très "matos" de l'astro. Qu'il faut en plus trimballer

Sous un beau ciel, je suis plutôt jumelles et whisky.

Je le tente: un Meade 20cm?
 
Ce qui est bien avec la lune, c'est qu'on peut s'y amuser en journée. La nuit, j'étais obligé de superposer 2 filtres polarisants pour ne pas être aveuglé.
Quand j'étais en bordure de ville (Agen), c'était davantage les lampadaires proches qui me gênaient. Il fallait que je ruse pour trouver une zone d'ombre, mais j'ai quand même fait de belles observations d'Orion/M42 avec un 300mm dobson. Maintenant, j'ai une bonne orientation, les lampadaires des communes alentours font couvre-feu à partir de 23h00, mais j'ai la flemme. J'ai quand même gardé un 150/750 au cas où ...

L'idée des pinces est un détournement de fonction qui me plait bien. Je me posais justement la question pour ma broche 400w carré. Il faudrait un serrage énergique et un contre-écrou additionnel pour neutraliser un possible desserrement du aux vibrations.
L'avantage avec les broches rondes, c'est que l'on peut très facilement ajuster la hauteur.
 
Dernière édition:
re
Je le tente: un Meade 20cm?

10" soit 254mm à F/D 6.3 sur monture équatoriale, il est vieux, c'est dans les 1ier qui utilisaient un pilotage numérique (moteur PàP) et qui était directement pilotable via un PC ; ensuite il ont sortit les montures type LX altazimutale.

J'ai un bon ciel, un seul lampadaire à 100m de chez moi, qui ne gène pas, et je suis en altitude (pas très haut, 800m, mais ça fait déjà une bonne différence)









Maintenant, j'ai une bonne orientation, les lampadaires des communes alentours font couvre-feu à partir de 23h00, mais j'ai la flemme.

Même chose, de 23h00 à 5h00, tout est éteint dans le village en dessous .... et même chose aussi pour la flemme

Mais je n'ai pas pas trop aimé le côté très "matos" de l'astro. Qu'il faut en plus trimballer

LOL, moi au contraire j'aime bien le matos et la (grosse) partie traitement d'image qui va avec, même si pour l'instant j'en suis resté au banal EOS350, bien dépassé par rapport aux caméra d'astro qui se font maintenant .. par contre le coté trimballage, c'est clair que c'est pas drôle, même si je n'ai que 40m à faire pour l'installer (sur un pieds en béton, je n'utilise pas le trépied), mais ça reste lourd (pour un informaticien ) et faut pas se rater, pas question d’échapper un truc.

L'avantage avec les broches rondes, c'est que l'on peut très facilement ajuster la hauteur.
+1

++
David
 
LOL, moi au contraire j'aime bien le matos
Quand on aime la technique, c'est une super passion qui couvre de nombreux domaines de la mécanique à l'électronique en passant par l'optique.
Mais j'aime bien le ciel profond, donc petite lunette ED courte focale avec plein de lentilles, capteur ff...
Un jour de suis sorti d'une boutique avec un occulaire de 3mm à 300 balles et j'ai réalisé que l'investissement n'était pas à la hauteur d'un plaisir trop rare. Je n'ai pas tes belles collines devant chez moi.


@pascalp : je suis assez confiant sur la rigidité et la tenue au vibration.
Je crains que le principal problème est la fixation. La surface de visage est finalement petite. Même avec 4xM6, elles ne seront espacées de 5cm.
 
Montage en l'air sans rien percer pour voir...

Je pensais mettre la pince sur la machine et la queue d'arronde sur l'outil et finalement en faisant l'inverse ça s'assemble plutôt bien.
Il me faudra une pince par outils mais ce n'est pas un problème.

Ça a l'air rigide. Et surtout très pratique.
Je vais donner une chance à cette bricole...

 
Impeccable
Change de boulon, de manière à pouvoir utiliser un contre-écrou.
Tu pourras essayer sans, mais sur le long terme ce serait une sécurité.
 
C'est une très bonne idée! Il me gène car elles dépassent. C'est pour ça que je l'ai décentré. J'étais parti sur des sur-épaisseurs ou des poches. Mais c'est plus simple de les virer.

Il faudra sans doute que je fasse attention au serrage avec un plus grand bras de levier. Le diamètre du téton m'a l'air empiriquement calculé pour ne pas exploser le filetage dans l'alu qui n'est pas très épais.

Et ouf! C'est du M8. Et pas un pas sidéral.
Bon ya un M4 dedant...

 
J'avais oublié quelles existaient en 65. En taille et rigidité et précision (s'il y a bien 4 roulements) c'est ce qu'il me faut.

Sur la même page, ali me propose un 62mm à couple constant en 800W de 20cm: ici

C'est un peu stressant car je suis à contre courant de ce que vous me proposez mais je suis de plus en plus persuadé qu'il me faut une broche lente et coupleuse.
Sans caisson, sans lubrification et sans évacuation des copeaux, je vois pas comment gérer les 24000rpm dans une pièce qui est plus un labo qu'un atelier.
Sans parler des 80dB, de la VFD moche et du bac à moustique

Si j'ai besoin de 24000, c'est pour de la pointe ou du microforet et là les 100w de la proxon suffise.
Le reste du temps c'est du plastoque à tous les diamètres, du 4mm et du 6mm dans l'alu ou du laiton sans que ça me casse les oreilles et que ça me laisse le temps de passer un coup de pinceau de White Spirit.
 
C'est un peu stressant car je suis à contre courant de ce que vous me proposez mais je suis de plus en plus persuadé qu'il me faut une broche lente et coupleuse.
C'est sur que les broches CC sont probablement plus coupleuses que les broches tri ...

++
David
 

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