Modification CINCINNATI F30 - Prototype original d'avance en Z

tournele

Compagnon
Salut les copeauteurs et copeautistes pratiquants assidus de l'usinage,

Beaucoup ici connaissent les fraiseuses à tourelles modèle F30 de la sérieuse et très respectable société française CINCINNATI. Cette sympathique fraiseuse rassemble grand nombre de tous les avantages que peuvent offrir les fraiseuses à tourelle. La modularité, les grandes courses en rapport de la taille de la machine n'en sont que quelques unes. Mais comme nombre de ses pairs elle pèche par une montée du Z manuelle. Le poids de l'ensemble console/table/étau ou diviseur et pièce à usiner peut assez rapidement devenir pénible lors de taches d'usinages un peu complexes si les opérations durent... De plus comme le poids des années en un facteur multiplicateur du poids effectif et que l'on ne peut isoler, pour certains d'entre nous ces manœuvres finissent par nous être difficiles à réaliser sans douleur ou souffrance à la clef...

Je pense que nous sommes quelques uns à s'être posé la question de ce que si le bureau d'étude de l'entreprise de Chambost-Allières, avait, à l'époque développer quelque projet ou prototype permettant de motoriser à postériori l'axe du Z. Jusqu'à lors les réponses étaient toujours négatives, cependant...
Cependant aujourd'hui je peux apporter de nouveaux éléments qui mettront peut-être en doute cette première affirmation négative. En effet grâce à un extraordinaire concours de circonstance (qui n'a pas d'intérêt en soi à être détaillé ici) j'ai récemment eu l'opportunité d'essayer un prototype qui fonctionne à merveille en prime.
Le dispositif a été étudié pour recevoir une avance auto SERVO. Cette entreprise est celle qui a développée pour les fraiseuses à tourelle de type bridgeport et autres clones, des avances auto copieusement copiées par nos petits copains asiatiques.
Ce n'est rien d'autre que ça:

(photos prises sur le net pour imager les propos)
Le lien du fabricant de ces avances https://www.servoproductsco.com/html/power_feeds.html
Beaucoup de propriétaires de Bridgeport et autres fraiseuses qui s'en inspirent connaissent ces avances et leurs copies chinoises, les possesseurs de de fraiseuses d'origine asiatique également.

Tout cela m'intrigua au point de contacter mon ami @Comex007, qui non seulement est en train de restaurer une F30, mais qui plus est avait quelque part sur ces étagères une de ces avances chingchangcouinièennes toute neuve dans son carton!


Nous convenons qu'il me l'expédie pour des essais car j'ai chez moi un 'cadavre' de F30, je décide de faire le montage et de le tester.
Le montage est d'une simplicité enfantine, le fut en fonte a juste été modifié pour permettre d'y fixer l'avance auto, et les 3 pièces qui permettent de tout fixer et d'utiliser aussi la manivelle. Le fût est brut de fonderie, après nettoyage il est comme neuf!
Le système complet n'est guère plus long que celui manuel, une 50mm tout au plus. Je trouve l'ensemble intéressant car il va en lieu et place et ne demande aucune compétences mécaniques ou électriques particulières.

Mais comme je sais que tout le monde est friand de d'images en voici quelques unes:












Les essais ont été très concluants, c'est extra!! J'ai rajouté à peu près 120kgs de poids sur le tablier de la machine pour me rendre compte de l'efficacité, et... Bingo ça fonctionne à merveille aussi.
Mais comme nous ne sommes jamais à l'abri des suspicieux ou de ceux qui pourraient penser qu'il s'agit d'un fake ou de photos montage, ou de complotistes du copeau mal pensant, j'ai fais une petite vidéo:



Ce montage ira donc à mon ami @comex07 qui possède F30 fonctionnelle maintenant fonctionnelle, et je lui souhaite plein d'aller retours verticaux en Z.
 
Dernière édition:
Bonjour à tous,
Super boulot que tu as réalisé!!!
Ma F30 était déjà bien dotée en avance auto avec ses XetY électriques et boîte plus la descente de broche en Meca
Quel grand plus que la montée/ descente du tablier ne serait ce que pour le réglage de perpendicularite de la broche!!!
Il faudra que tu penses a bien la couvrir(bonnet,cache nez)quand tu me l’expédieras car le choc thermique va être brutal entre ton atelier Méditerranéen et les hauts plateaux de franche comté!!
J’ai hâte de procéder à la greffe et qu’il n’y aura pas de rejet du chingchang
Encore merci mon ami
 
Il faudra que tu penses a bien la couvrir(bonnet,cache nez)quand tu me l’expédieras car le choc thermique va être brutal entre ton atelier Méditerranéen et les hauts plateaux de franche comté!!
, J'ai contacté un ami chez Millet, et un autre petit parent chez Lafuma pour lui faire développer une protection avec goreTex, laine polaire et même une balise au cas où.

Comme tu as révélé que c'est un bureau d'études 'indépendant' qui est à l'origine du développement de cette avance en Z, et comme j'ai déjà reçu un mp pour me demander des photos, des cotes des plans (oui, oui tout ça, je me demande si une notice ne serait pas également bien venue alors), je pense que je mettrai quelques photos et explications du 'pourquoi' et du 'comment' et même du 'avec quoi'
 
C’est la raison d’être de ces forum: le partage et l’entraide, avec ces ingrédients on ne peut que s’améliorer ( et améliorer nos chères machines)
 
Bonjour,

Super montage, qui ne semble pas très compliqué à première vue. Pour une épave de F30, elle présente encore bien, surtout avec la descente automatique. Si tu jette la tête, je viendrai la chercher
Reste à voir comment se fait le montage et les pièces (mécanisme) nécessaire. Bien plus simple que la solution à laquelle j'avais pensé et qui reste pour le moment sur l'étagère (pour d'autres raisons, mais bon !)
 
Pour une épave de F30, elle présente encore bien, surtout avec la descente automatique. Si tu jette la tête, je viendrai la chercher
Dans mon calendrier, j'ai prévu sa restauration dans mon planning s j'ai un creux (donc aux alentours de 2027 ) , elle ,'est pas complète mais je pense être capable d'usiner ce qui manque. J'ai sa table ce qui est le principal pour sa restauration. elle vient du même atelier que celle de @Comex007 , mais je pense qu'elle a servie de donneuse d'organe, car elle n'avait plus d'électricité, il lui manquait un palier de table, une vis trap ...

Reste à voir comment se fait le montage et les pièces (mécanisme) nécessaire
L'idée était de bidouiller un truc vite fait, mais avec quand même avec un cahier des charges simple mais avec des points incontournables:

-1 Le système doit être adaptable sur le modèles de F30 sans avance sur le Y, et sur les modèles avec avance sur le Y. Les secondes diffèrent des premières sur le système de montée du z de part leur fut en fonte. Tout simplement pour dépasser le moteur du Y et permettre la rotation de la manivelle sans buter dans le moteur ou le réducteur. @comex a un modèle avec toutes les avances, mon 'cadavre n'a que la descente de broche motorisée.

-2 La puissance développée doit être suffisante pour offrir une grande marge de vitesse d'avance. en l'occurrence j'ai obtenu des avances de 15mm/min à 400mm/min, et un peu plus de 600mm/min en avance rapide.

-3 L'encombrement et le poids additionnels ne doivent en aucune façon gêner les manœuvres de l'opérateur. Et encore affaiblir la fiabilité le tablier de la console.

-4 les pièces détachées ou le renouvellement de l'ensemble mobile soit aisé car suivi pendant des années.

-5 Le système doit être un 'prêt au service' sans demander de connaissance en électricité, compatible à un réseau électrique domestique, donc 230v mono, mais il doit également fournir un système de fin de course électrique.

-6 Le tarif de l'investissement doit être le plus contenu possible, car c'est bien connu les usineurs du dimanche sont prêts de leur porte monnaie. Hors les modèles copiés chinois des SERVO tournent autour de 100 à 190€ selon les périodes et les promos en cours sur un site de vente situé aux confins de l'orient...

Finalement le bidouille est à peu près correcte, je vais donc vous présenter comment mon cerveau d'insomniaque et mes machines avons procédé. Il est évident qu'il doit être possible de faire mieux avec la même avance et pour la même fraiseuse, mais je ne souhaitais pas passer 4 jours à réfléchir, autant à dessiner etc... Une soirée et 3 annotations rapides avec deux schémas griffonnés devant un bon Clint Eastwood, voilà qui est bien suffisant avant de commencer à faire des copeaux...
 
@Comex007 m'a expédié son avance et le fût complet avec son arbre du Z de sa F30.
J'ai commencé par démonter les différentes pièces


Au démontage je contrôle la bague en bronze fritté, ça ne se voit pas sur la photo, pourtant elle est devenue ovale. Compte tenu des mouvements qui seront plus rapides et plus répétés avec une avance auto, la décision de monter un roulement en lieu et place est immédiate.
Puis nettoyage de l'ensemble et sablage du corp en fonte, et usinage des mors doux à 78mm d'alésage pour pouvoir prendre le corp sur sa seule partie usinée et concentrique, de façon à usiner à 78mm de diamètre la partie arrière qui est brute de fonderie et de faire une piste concentrique pour la lunette. On tourne le corp en fonte et on fait l'alésage pour le montage du roulement.






 
Maintenant il faut percer et tarauder la face alésée pour y recevoir et y visser le boitier d'avance. Pour ceux qui sont dans le brouillard et qui souhaitent comprendre plus vite que n'avance mon post, voici un lien pour un montage sur bridgeport. évidement pour les bridge' les kits sont complets et ne demandent pas de modifications ou d'usinages plus que cela...
 
Le corp en fonte est bridé sur une perceuse/fraiseuse en cours de modifications (un autre sujet, un jour... Peut-être), avec des lardons usinés pour les besoins.



Le boitier sera fixer sur 4 points

Voilà qui est fait et le roulement installé.
 
Merci Cédric.
La partie supérieure, comme on peut le voir sur ce modèle (plus cher) est-elle nécessaire ?
Si tu prends le temps d'examiner les premiers clichés où l'avance est terminée et montée, tu constateras que cette platine n'as pas d'intérêt ici. La platine est toujours fournie avec ces avances. elle est censée être adaptée au tables des Bridgeport.
Sur une des photos on voit la platine posée sur l'étau à côté du corp en fonte.

édit: voilà ce qu'il y a dans les kits avec ces avances, peu importe la marque

 
Dernière édition:
Première étape terminée, maintenant on passe aux choses inéluctables en commençant par scier une partie de l'arbre. Alea jacta este comme disaient les romains...

Souvenez-vous du cahier des charges initial, il y est inscrit entre autres, que l'encombrement et le poids additionnels ne doivent en aucune façon gêner les manœuvres de l'opérateur. Et encore affaiblir la fiabilité le tablier de la console. Donc quelques modifications de l'arbre sont à opérer, notamment l'intégration du boitier et de la couronne d'entrainement en bronze.
Pour usiner l'arbre sans qu'il fouette, usinage d'une bague en nylon et ça roule, enfin ça tourne .


Légèrement serré dans la broche, ça ne bronchera pas.


coté opposé il est pris en pince.



L'arbre tourne rond à 3/100e sur 500mm de longueur, c'est plus que parfait pour ce à quoi il est destiné.



Usinage d'un filetage pour y visser un futur manchon




L'épaulement de l'arbre viendra en butée sur la bague intérieure du roulement, mais pour le bon réglage de distance et de profondeur de l'arbre, coté cannelure comme coté fût en fonte, il manque 11mm que l'on va compenser avec une petite bague frettée.




Puis usinage du manchon à visser sur l'arbre. D'abord une portée de 27,6mm en diamètre H7 pour tourner parfaitement dans la cage à aiguille du boitier d'avance. puis percage et alésage à 16mm H7 et taraudage sur 23mm


la cage à aiguille



Papa dans maman.



Sur le principe (ici démo avec un deuxième roulement identique à celui monté bloque sur le corp en fonte) il sera pris en sandwich en vissant le manchon.



Puis usinage en pince du coté brut du manchon pour obtenir le diamètre correspondant au diamètre d'alésage de la couronne en bronze, à savoir 15,90mm


Essai ok.



Puis filetage du bout




Puis on perce l'arbre pour pouvoir le maintenir fermement lors de l'assemblage final



Le filetage a été usiné serré, et un peu de frein filet est rajouté avant l''assemblage définitif. Mais si besoin tout reste donc démontable pour changer le roulement...


Comme je souhaitais réaliser quelque chose de fiable mais facilement démontable, une fois cet ensemble assemblé, j'ai percé et placé une goupille mécanindus, elle sera la garante de ce que cela ne puisse pas se dévisser sous les efforts de montée.




J'ai oublié de prendre des photos, mais à la suite de cette opération, j'ai aussi fait le rainurage pour la clavette qui maintiendra solidaire la couronne en bronze de l'arbre.

Maintenant le boîtier d'avance est vissé aux emplacements usinés pour faire ce que.


 
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On a toujours besoin d'une petite chinoise dans l'atelier!!!
Arrêtes certains vont rire jaune à la lecture de tes propos débridés

La suite passe par le tronçonnage de ce qui est devenu surabondant sur le corp de la couronne d'entrainement.


Cette couronne est prend sur un engrenage, qui lorsqu'il est embrayé est en prise sur l'axe de sortie du moteur du boitier d'avance. à eux deux ils forment un couple spyro-conique qui réduit à 70:1, il est donc nécessaire de régler le jeu de l'engrainement.
Pour cela quelques cales d'épaisseurs différentes sont fournies, et on en trouve facilement chez les bons distributeurs de visserie etc..



Les jeux sont réglés, il faut maintenant adapter le vernier, cela passe par une alésage de 28mm à 37,87mm, puis la gorge pour recevoir la petite lame en acier trempé qui fait office de ressort de maintien de positionnement. Et enfin l'alésage correspondant à l'épaulement de la couronne . J'oubliais, montage en mors doux autant pour la concentricité que pour ne pas le marquer.







 
Arrivé à ce stade, l'écrou en nylon moche et mal moulé qui sert à immobiliser le vernier me déplaisais fortement. Je n'avais pas prévu d'en faire un, mais bon, quand il faut... Il faut et basta.
Regardez cette horreur qui fait toc!
 
Alors on va y remédier
Moletage, perçage, alésage à 30,7 et filetage au pas de 32x125, puis le petit tronçonnage qui va bien.


à vous de choisir selon vos préférences, pour moi il n'y a pas photo... Enfin si quand même




Après un brunissage façon 'ancienne pièce' et on n'y verra que du feu.


 
La dernière pèce à usiner est celle qui vient prendre en sandwich la couronne et les cales et maintenir l'ensemble. Elle se termine par le carré des manivelles Cincinnati.
Cette étape on la fait sans paroles, mais pas sans photos!











 
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Voilà, on est arrivé à la fin du process. Bien sûr il doit y avoir plein d'autres possibilités avec le même matériel, et certainement des choix plis techniques ou plus ceci ou cela. Mais celui-ci fonctionne et est simple d'entretien. Maintenant que je me suis occupé du Z de la F30 de @Comex007 , je vais prochainement copier mon propre procédé pour ma F30.

Super montage, qui ne semble pas très compliqué à première vue.
Reste à voir comment se fait le montage et les pièces (mécanisme) nécessaire. Bien plus simple que la solution à laquelle j'avais pensé et qui reste pour le moment sur l'étagère (pour d'autres raisons, mais bon !)
Tu l'as écrit, pas compliqué et même simple de conception , en prime avec de la documentation photographique.
J'espère que ça pourra aider et donner des idées à des possesseurs de F30 qui eux aussi finissent par trouver ma manipulation du Z pénible. En fait je suis surpris de trouver si peu de post sur les motorisations du Z des F30, tandis que tous les proprios que j'ai rencontré de ces fraiseuses à tourelle s'en plaignent...
 
Dernière édition:
Hier j'ai oublié de préciser quelque chose d'assez évident pourtant, à savoir que le procédé pour une F30 sans l'avance Cincinnati en Y est le même B hormis l'étape de modification du corp en fonte, remplacé par la modification du palier en fonte qui le remplace sur ces modèles. Modification pour l'optimiser ou pas, l'utilisateur décide en son âme et conscience. Toutefois tous ceux que j'ai pu voir, bagué ou juste directement alésés dans la fonte, étaient passé d'alésage rond à une usure ovoïde bien marquée... Alors..
 
Bonjour,
Bien belle réalisation, çà donne envi pour ma fraiseuse ou manque les avances auto et rapide sur l'axe Z. Vu la taille du bras levier de la manivelle en Z (F30) je me dis que le couple d'entrainement manuel doit être important. As tu une idée du couple nécessaire pour ta machine ou le couple fourni par l'avance auto?
En regardant la vidéo en # 8 , le gars parle de 760 -780 inch pounds soit de 85-88 Nm . As tu le même le couple?
En tout cas merci pour le partage
 
Bonjour @fertun , ces avances auto supportent un couple de 63 à 73nm selon les modèles. Une bridgeport ou un clone comme sur la vidéo ont un ensemble console et table croisée qui pèsent plus de 250kg. Cela représente donc plus du double du poids du même ensemble sur une F30MH, qui demande elle +/- 40nm.
Tu as une F30 également, ou c'est pour une autre fraiseuse? Dans ce cas quel modèle? Au plaisir de te lire
 
Bonjour @tournele . J'ai mesure ce matin le couple nécessaire pour élever la charge de la table de ma fraiseuse avec un étau lourd installé. J'ai un bras de levier de 80 mm et l"effort pour commencer un mouvement d'élévation de la table était de 9 kg soit approx 90 N. Ce qui me fait un couple nécessaire à vide (sans charge sur la table excepté l'étau) de l'ordre du couple fourni par ton prototype diviser par 10. Donc il y a une sacré marge.
J'ai une Rouchaud F40. Il y a déjà d'origine les avances normales et rapides sur les axes X et Y.
Un peti peu déçu par les regles DRO Meister (panne sur l'axe Y) sur cette fraiseuse (merci à .....DIY pour la réparation) je réflechi si la petite mérite ce cadeau.
 
il faudrait peut-être envisager un moteur à courant continu 250W, une platine pwm pour gérer la vitesse de rotation et un système de crabotage.... voir envisager de changer la démultiplication du couple conique actuel...
 
Ben pourquoi?
Ma cde (poignée) Z se découple auto si inaction. donc crabotage pas nécessaire. Adaptation à faire bien sur. Pour le reste quel intérêt a passer en DC?
 
en dc le couple est bien plus conséquent à diminution égale de nombre de tr/min. Je parle d'un crabotage qui te permettes de désaccoupler un moteur dc et son réducteur . Autrement pour une approche fine il va te falloir les ras d'hercule
 
Comme tu le vois je n'ai pas besoin de couple supplémentaire, donc pourquoi passer en dc? donc pas de DC pas de réducteur si je te suis?
 
cette avance fournie 65nm en moyenne, il te faut plus de couple, il te faut un moteur plus pêchu, mais il te faut pouvoir diminuer ses tr/min:
au mini tu vas trouver un moteur de 1500tr/min. Mettons que le pas de ta en Z vis soit du 3mm, tu vas monter ou descendre à 4500mm/min!
Pour ce faire il faut un réducteur, par exemple avec une réduction à 5/1 la vitesse en sortie sera de 900mm/min. ça serait alors ton avance rapide. Ensuite tu diminue la vitesse du moteur ou tu l'augmentes avec une carte pwm qui découpe le courant en X impulsions pour que tu n'ais pas de perte de couple. Mais, si tu ne crées pas un système pour désenclencher le moteur et son réducteur, tu vas devoir les entrainer en force lorsque tu finis ton approche manuellement. D'où l'idée d'un crabotage... Tu comprends mieux ma suggestion?
 
Bonjour,

Initialement, j'avais pensé supprimer la manivelle en refaisant un arbre, entraîné par un PàP et un réducteur monté en lieu et place de la manivelle? Je pense que je vais faire (un jour) un montage déporté pour conserver la manivelle. reste le crabot à concevoir, et l'entraînement du réducteur à l'arbre d'origine (chaine, pignons ?) J'ai l'ensemble du matériel, sauf la partie entrainement. Les circonstances actuelles m'amènent à mettre un peu de délai...
 
là la manivelle est conservée, ou tu peux même réaliser une manivelle a craboter qui tourne sur l'axe si non crabotée. Le Pap il ne faudra pas oublier lui couper l'alimentation avant d'utiliser le Z manuellement.
 
@tournele: lis bien mon message au poste #22 et ci dessous en gras . En conclusion je n'ai besoin de que de 7.5 Nm (sans charge)


(sans charge sur la table excepté l'étau) de l'ordre du couple fourni par ton prototype diviser par 10. Donc il y a une sacré marge.

Si tu
 

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