CNC pour un FabLab

[Elcnc1993]

Bonjour,
je prépare un projet de CNC 3 axes pour un FabLab,
je suis pas mécanicien je suis électronicien,c'est un projet que j'ai envie de faire.
cahier de charge:
- dimension 300x200
- précision 2/100
- pouvoir usiner de l'aluminium et de l'acier doux
- on ma aussi demander de regarder une option pour pouvoir ajouter un 4 iéme axe
pour la précision j'ai opté pour un portique fixe car plus solide , plus simple a réaliser ,aussi plus précis et plus rigide ;ce que j'ai pu lire dans le forum.
il me manque des critères de choix pour le guidage linéaire:
j'ai lu dans un livres que les guidage a rail coulissant sont une bonne solution pour rigidité et précision, mais comment choisir un guidage à rail car j'ai vu plusieurs model ?

 

[Dxmax]

Bonsoir,

Attention, usinage de l'acier est une caractéristique très discriminante dans le choix de tous les éléments et surtout de la broche...

 

[petit_lulu]

salut,
je ne suis pas specialiste mais apres en avoir fait une en portique fixe de 600x550 environ, j'arrive a tenir les 3 ou 4/100mm dans l'alu avec un chassis qui doit faire dans les 350Kg environ.
pour le guidage, les rail prismatiques sont obligatoires pour avoir 2/100mm de tolerance.
personnellement pour tenir les 2/100, je m'orienterai plus vers une petite fraiseuse "tradi" sur laquelle je motoriserai les 3 axes.
imagine qu'une fraiseuse "pro" qui a cette tolerance et ces dimensions, c'est pas loin de la tonne en poids...

 

[Dxmax]

Bonsoir,
Non, dans la demi tonne tu commences à trouver des trucs pas trop mal (chassis nu d'occasion s'entend, style producmill F30 et consorts).
Peut etre même moins que ça car vu les courses la machines est quand même modeste

 

[Elcnc1993]

Merci pour vos réponses donc mon choix doit s'orienter vers des rail prismatiques si j'ai bien compris ?
Est ce que il y a des calculs de dimensionnement à faire pour le choix du rail ?
J'ai une autre question quelles sont les calculs de dimensionnement à faire au niveau du châssis de la cnc ? Je vous remercie d'avance

 

[Elcnc1993]

Par rapport à la précision de 2/100 au fablab on m'a dit que je devais m'en rapprocher mais que si je n'avais 2/100 de precision que se n'était pas un drame, donc je ferai tout pour me rapprocher des 2/100 mais si j'ai 3 ou 4 je pense que sa ne leur posera pas de problème

 

[franck67]

pour des courses de 300 x 200 je ne suis pas sur qu'une machine de 1 T soit vraiment necessaire ....

j'ai le meme projet que toi ( courses un peu plus grande 400x300x180 ) je viens de commander mes Vab en 16 mm les rails en 20 mm et une broche de 2.2 kw , j'ai fais mon choix en fonction des différents post que j'ai lu ; comme toi j'aurai aussi voulu pouvoir " calculer " le dimensionnement de ces accessoires mais je n'ai pas reussi a trouver d'infos sur le forum et par " facilité " surement aussi j'ai opté pour ce qui se faisait pour le type de cn que je voulais faire ( ceci dit j'ai pas un client derriere moi ) ; je cherche a avoir une bonne precision , mais peut etre pas le 2/100 pour autant , je ferais de mon mieux .... ensuite la precision de 2/100 tu veux l'obtenir sur ttes les operations ? surfacage, alesage ....

 

[Momoclic]

Salut,
Les calculs en statique sont pas compliqués et disponibles sur les doc. des fabricants de rails. Ensuite ça devient beaucoup plus complexe lorsqu’on aborde la dynamique car les masses ne suffisent plus. En plus des contraintes et efforts de coupe il faux tenir compte des vitesses, accélérations, etc.
Donc s’appuyer sur l’expérience des autres peut être une bonne formule

 

[Elcnc1993]

Pour la précision de 2/100 je veux m'en approcher pour toute les opérations mais si après j'ai 4/100 c'est pas dramatique, pour le poids de la machine moi non plus je n'ai pas envie d'une machine de 1 tonne, vue les dimensions de celle ci, ensuite concernant l'étude et le dimensionnement j'ai un ami qui me conseille d'abord de dessiner ma future machine sur un logiciel telle que solidworks par exemple, et que la il y avait moyen d'appliquer des contraintes et d'avoir des résultats, que pensez vous de sa suggestion ?
Encore merci à vous tous pour vos réponses et conseils

 

[petit_lulu]

ma phrase "1 tonne" etait une image, c'etait juste pour dire qu'on ne fais pas une fraiseuse avec du profile en 40x40 alu et des guidages par roulements en esperant tenir les 2/100mm !
c'est sur que le mieux c'est de dessiner en informatique ou au pire a la main et de presenter ca ici, il y a des gens tres "pointu" qui connaissent ca tres bien.
personellement je partirai sur un portique fixe, c'est plus facile de le faire tres rigide avec l'axe X et Z dessus et ensuite la table mobile pour le Y.
a mon avis c'est rail prismatiques en 15 pour tous les axes, meme en dynamique ca tient plusieurs centaines de KG sans problemes et si en plus ils sont avec precontraintes, c'est encore mieux.
perso j'ai mis du 20 pour tenir ma table et du 15 pour le portique et le Z mais en 15 c'etait suffisant pour tous les axes.
ensuite ce sont les divers plaques de liaisons entres axes (entre le X et le Z) et la table ou il ne faut pas avoir peur de prendre tres epais.
perso j'ai ma table en alu (nuance en 5000 et quelque.. car pas trop cher) qui fait 700x700x30 et malgre les 30 ca arrive a flechir dans les angles quand on force un peu dessus ("un peu" c'est 5 ou 6KG pour 1/100mm de flexion)
pour les mouvements j'ai des vis a billes en 16 (1605) mais je pense que plus petite c'etait suffisant egalement (en 12 si ca existe)
faire attention aux paliers des VaB, c'est tres important car souvent le jeu est dans le palier et pas dans l'ecrou, j'ai achete des VaB en chine (pas de l'occase, du neuf) avec les paliers qui on du jeu alors j'ai du changer les roulements et acheter des cales pour pouvoir "regler" la precontrainte et comme ca, plus de jeu.
une fois que tu sais ce que tu fais (grace au forum entre autre) , n'hesite pas a acheter du materiel de mesure, une "vrai" equerre, un comparateur avec son pied et une regle "droite" au minimum ensuite un PaC c'est pas mal non plus.

 

[Elcnc1993]

Merci pour tes conseils je vais commencer par dessiner ma cnc sur solidworks, j'ai un ami qui va m'expliquer un peu la résistance des matériaux pour pouvoir quand même faire des calculs sérieux et bien dimensionner ma cnc pour pas que elle soit sous-dimensioner ou sur-dimensioner.
Grand merci pour vos réponses, maintenant je commence à voir se que il faut faire

 

[adriboss]

Salut.
Projet ambitieux, tenir la précision sur une cn amateur ça chiffre vite
Pour avoir fait plusieurs machines je constate maintenant qu il est souvent plus rentable d acheter une base existante (machine pro ancienne, de lycée ou en panne) et de refaire la partie électronique que de construire une cnc soit même.
À la louche 3 vis à billes correctes non chinoises et 3 paires de rails ça chiffre vite autour de 1500 euros, à ça une broche et vario chinois c'est au moins 400euros, 3 moteurs, un bâti...on est vite à 3000euros. A voir ce qu on trouve pour 3000euros D occase, un charlyrobot, une realmeca.. Et en plus il y a des carters des protections de rails et de vab ect

 

[Jmr06]

Les calculs en statique sont pas compliqués et disponibles sur les doc. des fabricants de rails

Bonjour @Momoclic .
Et bien moi je galère : dans les doc des fournisseurs, je trouve bien les efforts maxi, mais jamais la raideur.
Or, pour voir une bonne précision, ce qui compte c'est la rigidité. Et les points où il y a le plus de souplesse, c'est bien les liaisons glissantes : palier, vis à bille, etc... il serait donc important de connaitre la rigidité de nos guidages.
Et bizarrement dans les doc, on trouve bien des raideurs pour des paliers à galet, hyper raide mais qui ne nous concerne pas pour nos petites fraiseuses, et rien pour des rails de 12 ou 15 ou 20 qui nous faut. Du moins, je n'ai pas trouvé.
Si quelqu'un à ce type d'info (la raideur en µ/N), on pourrait au moins sérieusement déduire ce qui faut en dimension pour une précision visée.

les 2/100 de précision que tu vises, c'est sur toute la course des axes (soit sur 300 mm) ou bien c'est en "local" (pour réussir des ajustements ou des logements de roulement) ?
Si c'est global, cela impose un super contrôle de la géométrie et des moyens de métrologie : équerre, règle, comparateur et quelque chose pour vérifier la planéité (niveau de précision ou marbre).
Mais avec du soin, de la méthode et de la patience, cela devrait pouvoir s'obtenir compte tenu du fait que c'est une petite fraiseuse.

Pour les calculs de RDM (résistance des matériaux), il faut d'abord choisir la broche, le diamètre maxi de fraise, déterminer le débit de copeaux que tu souhaites et dans quelle matière. C'est le point d'entrée pour avoir une idée des efforts. Là dessus, tu prends une bonne marge de sécurité, et tu entames les calculs...
et comme moi, tu veux calculer en statique les déformations et tu arrives à un point où il va te manquer la raideur des glissières !
Mais il ne faut pas se biller : si la théorie ne peut pas, la pratique nous sauve, et les exemples de nos confères sur le forum nous montrent que des rails prismatiques de 15 mm et des vis-à-billes 1605 "font le job" (même si moi, je suis frustré de ne pas suivre une démarche rationnelle et de ne pas connaitre les marges qu'on obtient ainsi).
Jean-Michel

 

[Momoclic]

Salut,
Je suis loin d’être un concepteur de machine outil.
Pour moi les rails n’ont pas pour vocation d’assurer de la raideur à l’ensemble. C’est la structure de la machine qui doit apporter la raideur aux rails. Celle-ci doit être suffisante pour que sous les charges transmises n’autorisent qu’un minimum de déformation défini par le fabricant. Ceci impose de rester dans les limites et recommandations liées au montages elles aussi définies par le concepteur du rail et de ses patins.
En résumé il faut connaître les contraîntes de l’usinage maximal envisagé et de là en déduire les contraîntes que recevra la structure via un rail susceptible de recevoir la charge.
C’est de cette façon que j’ai raisonné pour mon projet.

 

[Elcnc1993]

Merci pour vos réponses, pour le moment je suis en train de dessiner les plans de ma cnc sur solidworks, une fois que j'ai fini je me concentrera sur la partie calcul, je vais commencer par choisir ma broche car plusieurs mon fait la remarque, pour la précision de 2/100 c'est une précision globale, faut aussi que je fasse gaffe à ne pas trop dépenser au niveau budget car sa reste une petite cnc

 

[Jmr06]

Pour moi les rails n’ont pas pour vocation d’assurer de la raideur à l’ensemble.

Peut être que je ne me suis pas exprimé correctement. La rigidité des rails dont je parle, c'est celle des patins dans le rail, la liaison assurée par des billes avec une très petite surface de guidage. Bien sur, il faut en plus que la structure soit rigide pour bien maintenir le rail.
C'est cette rigidité là que je ne trouve pas dans les catalogues pour les petites dimensions de rail alors qu'on la trouve pour les grosses sections.

 

[J-Max]

Bonsoir,

Comme tu as Solidworks tu dois savoir faire des moules.
Tout le monde n’étant pas un as du fer à souder et de la rectifieuse, voici un excellent exemple : https://www.usinages.com/threads/fabrication-dune-fraiseuse-cn-3d-granite-epoxy.15107/

++JM

 

[Elcnc1993]

bonjour, je compte faire le chassis de ma cnc en aluminium profilé, ci dessous tu trouvera un aperçu de mon dessin solidworks

 

[Elcnc1993]

il n'est pas encore fini je n'ai pas eu le temps cette semaine,
sinon j'ai une question concernant le choix de ma broche, jai vu que il fallait calculer vitesse de coupe ,vitesse d'avance,etc....
je doit faire se calcule pour le perçage alésage et le taraudage, j'aurai des résultat différents ? comment déterminer sa broche?
est ce que quelqu’un peut me montrer un exemple de calcul pour de l'alu ou de l'acier?

 

[Jmr06]

Si tu as Excel, je peux t'envoyer demain matin un fichier simple d'utilisation pour ces calculs.
Mais il n'y a rien d'original dans ce tableau, ce sont les formules qu'on trouve partout. Mais si cela t'intéresse, dit-le moi.
Jean-Michel

 

[coredump]

Peut être que je ne me suis pas exprimé correctement. La rigidité des rails dont je parle, c'est celle des patins dans le rail, la liaison assurée par des billes avec une très petite surface de guidage. Bien sur, il faut en plus que la structure soit rigide pour bien maintenir le rail.
C'est cette rigidité là que je ne trouve pas dans les catalogues pour les petites dimensions de rail alors qu'on la trouve pour les grosses sections.

Tu n'auras de parametre de rigidité que si ton rail/patin est préchargé, sinon elle est forcément nulle (jeu).

 

[Elcnc1993]

merci jean michel, je viens de trouver un liens:http://marcpolizzi.free.fr/sepc-v0.html
c'est sa les formules?

 

[Elcnc1993]

je veut bien que tu m’envoie ton fichier simple d'utilisation.
merci a toi

 

[Elcnc1993]

bonsoir je viens de calculer la vitesse de rotation de la broche en fonction du du diamètre de l'outil et de la matier a usiner :
Fréquence rotation de la broche :

n = (1000 * Vc) / (π * D)


Vc pour acier doux = 30-40

D = 4mm, N= 3183 tr/min
D = 6mm, N= 2122 tr/min
D = 8mm, N= 1592 tr/min
D = 10mm, N= 1273 tr/min

Vc pour aluminium = 250

D = 4mm, N= 19894 tr/min
D = 6mm, N= 13263 tr/min
D = 8mm, N= 9947 tr/min
D = 10mm, N= 7958 tr/min

est ce que mes calculs sont correcte?
est ce que j'ai prie la bonne vitesse de coupe? (40 pour l'acier doux et 250 pour l'aluminium)
est ce que je doit calculer des vitesse de rotation pour le perçage et pour l'alésage? ou bien je le calcul que une seul foi

 

[Jmr06]

Voila le tableau promis.
Il permet de calculer la vitesse de rotation, la vitesse d'avance, la puissance de coupe, l'effort et le couple.
Il faut renseigner le Kc de la matière et les paramètres de fraisage.
Tu peux accéder aux formules, pour les vérifier si tu le souhaites.
Pour la puissance de couple, il faut ajouter le rendement pour obtenir la puissance électrique de broche, et bien sur une marge.
En espérant t'être utile.
Jean-Michel

 

[Elcnc1993]

merci a toi jean-michel, cela va m’être utile.
Concernant la vitesse de coupe? ou trouve t'on les abaque? car pour l'aluminium j'ai trouver 250 et 150 dans une autre abaque.
Y'a t'il un site ou une documentation que l'on peut télécharger chez un fabricant ou bien se sont des valeurs standardisés ?
bien à vous et encore merci pour vos reponse

 

[Jmr06]

Je ne suis pas un grand spécialiste de la chose, mais pour moi le mieux est de considérer les valeur indiquées par les fabricants de fraise. Ils donnent la vitesse optimale de coupe, en fonction des caractéristiques de leurs fraises (angle de coupe, matériau, revêtement, ...). Il s'agit de vitesse maxi, moi j'enlève 30%.
Pour les fraises chinoises dont on n'a pas ces valeurs, je regarde dans le bas de gamme des fabricants des fraises approchées et toujours j'enlève 30% ou plus.
Je pars comme cela pour les premiers copeaux, et puis j'adapte au feeling, en fonction du comportement de la fraiseuse.
Voila comment je fais, je ne sais pas si c'est la meilleure méthode.
Jean-Michel

 

[Elcnc1993]

bonjour après avoir regarder dans le forum je constate que l'alu 2017 est beaucoup utiliser,
est ce que quelqu’un pourrait me donner la vitesse de coupe pour l'usinage,perçage et le fraisage pour de l'alu2017 ?

 

[Momoclic]

Bonsoir,
Le problème c’est 2017 c’est ambigu pour Google, l’ancienne référence c’est AU4G.
Recherche « conditions de coupe AU4G » et là les réponses ne vont pas te manquer

 

[petit_lulu]

j'ai un gros doute sur ton plan de ta fraiseuse, tu compte vraiment utiliser du profile alu pour tenir 2/100 ????

perso j'ai utilise du tube acier 50x50x3 et je tien 5/100 dans l'alu au mieux et cote rigidite du tube acier c'est autre chose que du profile alu...