construction de ma CNC

[franck67]

bonjour a tous

en plein dans la phase de conception de ma CNC a portique fixe je voulais vous faire voire mon " travail " afin de recueillir , si vous le voulez bien le max de conseil de votre part et ainsi profiter de l'experience de ceux qui ont déjà fait la leur .

presentation du projet :

la machine me servira a créer des pièces pour motos dans un cadre purement amateur ( donc usage plutot occasionnel ), les pièces sont le plus souvent en alu ( type 2017A) , tres tres rare fois en acier , elles sont également de faibles dimensions , toutefois je desire une precision d'usinage de l'ordre des 0.03 mm ;
pour les courses j'ai donc prevu X= 280 , Y = 300 , Z = 120; hauteur de course Z pourra etre augmenté moyennant un deplacement de la broche ( ou de la kress , je n'ai pas encore decidé ) ou en posant des cales calibrées sous le portique fixe .
autre point important mes axes doivent etre réglables .
un croquis pour comprendre la conception prevue

donc comme vous le voyez portique fixe ;
la machine sera construite en acier.
ce qu'on ne voit pas sur le dessin c'est le socle qui supportera les rails sbr20 de la table Y , celui ci sera un bloc de beton dans lequel seront noyes 2 plats de 10mm pour supporter les rails. Ce que l'on ne voit pas non plus c'est la poutre qui elle sera en remplie de beton ( pas encore bien decidé de la fabrication de cette poutre , surement un coffrage en tole perdu et 2 fer plats de 10 mm soudés dessus pour supporter les rails)

evidemment il manque encore pas mal de choses sur le dessin dont les vis a billes , et c'est d'ailleurs ce qui m'empeche d'avancer dans la conception , c'est ici que j'ai besoin de votre aide.

les VAB ...

d'apres ce que j'ai lu sur les autres posts le pas a retenir est de 5 mm par contre je n'ai pas d'infos concernant le diametre a utiliser en fonction des axes pouvez vous eclairer ma lanterne ?
concernant les paliers et la noix que faut il prendre ? en bout comment c'est fait les VAB ? chez qui s'approvisionner ? la chinoisierie c bon ou pas ? quel budget pour les VAB ? et enfin avez vous un lien catalogue qui donne les cotes des vab/noix/paliers afin que je puisse les integrer dans mon dessin car bien sur le dessin des vab va faire bouger lcertaines pièces ( la poutre entre autre bien sur )

j'espere avoir retenu votre interet et espere vos critiques quand a la conception déjà " imaginée " et pour le reste a venir
merci

PS : j'avais oublié de vous dire , pour tte la partie mecanique et usinage ca devrait le faire mais ensuite pour tout ce qui est moteur , electronique etc etc la c sur je ne saurai prendre de decision sans votre aide

 

[bendu73]

Bonjour Franck.

Ton projet semble jouable. Je suis un peu septique quant à l'usinage sur acier mais certain l'on fait alors pourquoi pas (il ne faut pas être impatient, petites passes).

Qu'as tu comme moyen de fabrication? Machine en acier mécano soudé ou boulonné? dans les deux cas il est très fortement conseiller de passer par une reprise en usinage des surface utile (rail, palier, support moteur etc...).
Tes courses ne sont pas énorme et conviendrait à une petite machine conventionnelle à CNiser voir à une fraiseuse CN.

Il faut que tu nous communiques ton budget. Du point de vue des courses et des matériaux à usiné, pour moi il ne faut pas partir sur un portique. Regarder du coté des RealMeca, Aciera F35, Deckel FPxNC, voir chinoiserie convertie.

Pour du occasionnelle comme nos machine d'amateur, les VAB chinoise font parfaitement l'affaire. Elle sont généralement dispo avec leurs paliers roulement. Il y a des kit tout fait. Regarde les BAV 1605, 2005. Tu trouveras facilement les côtes.

 

[bequet gilles]

bonjour

la difficulté c est que tu veux travailler de l' acier
la kress vu sa vitesse de rotation mini 5000tr/mn ( de memoire) cela me parait difficile de plus
les pinces kress ne sont pas données
je pense qu' une broche en en er16 ou er20 serait plus adaptée .
pour tes moteurs pour l' acier minimum des er34 voir servo moteur.
les pro de la cnc t' en diront plus
a+ gilles

 

[franck67]

merci pour vos reponses

pour l'acier : ce serait tres tres exceptionnel et le probleme des vitesses de coupe ( parce que sur les motos de tte facon c'est pas non plus du XC38 que je mettrai mais du bien plus dur ) comme vous le soulevez c'est bien ce qui fait que je n'ai pas encore decidé entre kress et broche ( si je prend une kress alors ce sera que de l'alu )
budget : on va dire pas de budget dans le sens que ce n'est pas le budget qui va limiter la machine , mais je suis pas du genre depensier .....
convertir une tradi en CN : le but du projet c'est aussi la construction de la machine ...
moyens pour faire : j'ai tt ce qu'il faut a portée de mains ( copains ) pour usiner / souder / plier / rectifier etc etc tout type de matiere

 

[bendu73]

Très bien alors,

Il faut alors partir sur du mécano-soudé puis usiné.
On le dit souvent mais...il faut que tu lises les différents projets sur le forum.

( si je prend une kress alors ce sera que de l'alu )

Oui mais une broche, fait l'alu et l'acier. Mais il faut oublié ensuite le bois, composite, et peut être le plastique. La il va falloir faire un choix... Moi j'irais vers une broche rapide (kress ou chinoise), comme ça tu peux tout usiner (sauf l'acier CONVENABLEMENT...).

Avec de la pièce chinoise, tu peux arriver à une très bonne machine.
Il faut que tu intègres tes vis à billes dans ta 3D, c'est capitale. Encore une fois, le croquis sur papier est la meilleure façon de visualiser rapidement, ne t'en prive pas! Il faut bien penser au montage/démontage, réglage de géométrie machine etc...

 

[Momoclic]

Bonjour,
Au regard de la rigidité potentielle de ton projet les rails prismatiques seraient un plus.
Compte tenu des courses, des 15mm pourraient faire l'affaire.
As-tu une idée des masses à déplacer sur chacun des axes ?

 

[franck67]

bendu73 : comme dit pas de bois pas de plastoc mais alu surtout pour mes pièces motos quand au croquis bein justement si je suis venu sur le forum c'est que je veux integrer les vis a bille dans le dessin mais pour ca j'aimerais des cotes donc un lien vars un catalogue ou qq chose comme ca ( et bien sur ensuite integrer tt le reste , moteur etc etc ) et bien sur determiner quel diam de vis utiliser donc la j'ai besoin de votre aide , j'etais tres croquis a main , mais depuis 3 semaine je me suis mis a la DAO ( car ce sera utile pour camban aussi de tte facon ) , et dessiner la machine a travers la DAO est un tres bon excercice et maintenant j'avoue que je trouve ca bien plus pratique que le dessin a la main , car cela permet de tte suite corriger les erreurs en faisant des sous ensembles etc etc
mecano soudé : tu parles de la poutre je suppose ? parceque pour tout les reste , pas de soudure je veux pouvoir regler les axes comme prevu :

si vous aviez d'ailleurs un avis la dessus ...
Momoclic :
pour le moment non pas encore calculer la masse du chariot en X et pas non plus de la table, tu peux me donner l'equation qui lie le diametre de la vis a la masse ?
rails prismatique : certes mais j'ai bien lu les différents posts et j'ai pas eu l'impression que pour le travail d'amateur que je suis le prix justifie la depense par rapport a des rails supportés de diametre 20( je me trompe ?)

 

[bendu73]

Le dessin à la main c'est pour le principe, pour avoir une architecte. C'est un moyen rapide de savoir ou positionné chaque composant.
Une fois que tu sais ou va quoi, tu modélises sur ton 3D. Puis tu ajustes précisément. C'est très de se mettre au 3D, mais il faut passer par une étape sur papier avant. Tout bon concepteur fait cela pour obtenir une ébauche.

A ta place je monterais du prismatique gros calibre, 20 ou 25. Le tarif est ridicule en chine et vu les courses de t'a machine autant y allez fort.

Si tu réalises un châssis en mécano-soudé, il faut le passé en reprise d'usinage, à la suite de cela tu devrais avoir une géométrie très bonne.

Sur ton système, je vois une vis de réglage pour la perpendicularité du plan YZ sur XY. non? Oui pourquoi. Mais il va te falloir un matos de métrologie pour cela (comparateur etc...).

 

[franck67]

il y a 2 vis de reglage
la vis du haut qui est pour le reglage Z/X et le gougeon sur le coté qui sert au reglage de Z/Y
seul X/Y sera obtenu par construction donc fixe ( a priori mais ca peut changer )

oui bien sur materiel de metrologie obligatoire , j'ai tout ce qu'il faut ... la construction ne devrait pas me poser de problèmes

rail prismatique ou rail supporté .... la difference de prix n'est pas si elevé ? vous pourriez me mettre un lien sur eBay par exemple ...depuis ce matin je fouille le net a la recherche de ces infos et je n'arrive pas a svoir ce qu'il me faut , pourriez vous etre plus precis sur ce que vous prendriez a ma place ( en me donnant des liens ) ? ouai je sais je demande bcp ....
je n'arrive pas non plus a voir un ensemble vis a bille + palier monté , que faut il exactement ( quel type de palier ) ?

 

[jp21]

perso j'ai commandés sur best automation :BST AUTOMATION - Petites commandes Store en ligne, vente chaude ...
Réactivité, prise en garantie si besoin . oui c'est en chine, mais il ne font pas que de la m...e . Tu y trouveras toutes les infos dont tu as besoin pour les vis et palier.
pour les moteurs, pars sur du néma 34
jp

 

[franck67]

ok merci pour ttes ces infos , cela me permet de bien repartir et d'avancer

qu'est ce que les rails prismatique apportent de + que les rails supportés rond ? rigidité ? meilleur guidage ? encombrement ? quels sont les avantages et inconvenients de l'un par rapport a l'autre ?

merci jp21 : je note pour les nema 34 , je reviendrais apres sur les moteurs lorsque j'aurai finalisé les Vab ( et peut etre changement du guidage donc )

 

[jp21]

tu comptes usiner de l'alu à 99%, je mettrais des rails prismatiques et vis à billes de diamètre 20 ( plus rigides au vu des efforts de coupes ) .
un autre lien , le site propose des packs tout fait mais tu peux sans doute leur demander d'en faire un avec tes mesures . Par contre attention il faudra rajouter les frais de douanes et TVA ( pour elle tu demande à minorer le prix sur la facture du colis , souvent il te le propose eux même ) . avec DHL et TNT , tu y auras droit automatiquement .
J'ai commandé une vingtaine de fois chez les chinois ( dont mes pièces rails , vis ..... chez BST automation ) , jamais eut de soucis.
https://fr.aliexpress.com/store/pro...32790412002.html?spm=2114.12010608.0.0.neFA6a

 

[Momoclic]

Comme vous y allez tous...
Vis à billes de 20 mm, rails de 25 mm, Nema 34...
Sur quelles bases vous appuyez-vous ?
Sur mon projet avec des courses un peu plus importantes j'ai des vis à billes de 16mm des rails de 20 mm et vraisemblablement des 15 auraient suffit compte tenu de l'usage, Et des nema 24 pour déplacer des masses jusqu'à 70 kg ! De toute façon il ne faut retenir que nema ne correspond qu'à un format de fixation et à aucune autre notion.
Je n'ai rien inventé, seulement observé, lu des sujets de construction de machines similaires sur les forums, interrogé et consulté des professionnels et calculé certains éléments.

 

[Jmr06]

Bien d'accord avec toi momoclic. Passer du sbr20 a du prismatique 25 ! Et cela pour un broche en er20 .
Une configuration qui me semble homogène c'est : rail prismatique de 15, vis sfu2005, Nema23 de 2,5 N.m alimenté en 36V ( c'est déjà bien réactif)
Souvent, il est choisi des vis sfu1605 sur ces cnc, mais il me semble qu'elles présentent un écart de rigidité par rapport au rail, aussi cela me parrait plus homogène d'utiliser des vis de 20. Ceci dit, des 1605 conviennent aussi.
En faisant une épure avec ces éléments, tu pourra ensuite calculer les masses, déterminer les accélération que tu souhaite et voir si tout est coorecte.

Ceci dit, je trouve que la démarche n'est pas la bonne : pour moi, il faudrait partir des matériaux qu'on souhaite usiner, déterminer les conditions de coupe, choisir la broche en fonction, voir les courses nécessaires et la manière de brider les pièces, en déduire la table, puis enfin la géométrie de la machine. Là, on fait exactement l'inverse !

 

[el patenteux]

2 erreurs sur les dessins.
1-Support de broche trop bas.
2-patins du z trop bas.

Pour le reste une kress ou une broche chinoise meme probleme avec l'usinnage de l'acier......c'est pas fait pour.

 

[franck67]

Bien d'accord avec toi momoclic. Passer du sbr20 a du prismatique 25 ! Et cela pour un broche en er20 .
Une configuration qui me semble homogène c'est : rail prismatique de 15, vis sfu2005, Nema23 de 2,5 N.m alimenté en 36V ( c'est déjà bien réactif)
Souvent, il est choisi des vis sfu1605 sur ces cnc, mais il me semble qu'elles présentent un écart de rigidité par rapport au rail, aussi cela me parrait plus homogène d'utiliser des vis de 20. Ceci dit, des 1605 conviennent aussi.
En faisant une épure avec ces éléments, tu pourra ensuite calculer les masses, déterminer les accélération que tu souhaite et voir si tout est coorecte.

le moins que l'on puisse dire c'est que des avis différents il y en a autant que d'intervenants ... je ne suis finalement pas bcp plus avancé, n'y a til pas qqes équations qui traine par ci par la histoire de calculer tt ca , la vis n'est pas faite ( en ts les ca pour moi ) pour d'apporter de la rigidité , elle doit entrainer donc deplacer une masse a des vitesses variables en subissant des forces opposées .... pareil pour le guidage ca se calcule ... bon je vais regarder tt ca ...

Ceci dit, je trouve que la démarche n'est pas la bonne : pour moi, il faudrait partir des matériaux qu'on souhaite usiner, déterminer les conditions de coupe, choisir la broche en fonction, voir les courses nécessaires et la manière de brider les pièces, en déduire la table, puis enfin la géométrie de la machine. Là, on fait exactement l'inverse !

c'est exactement ce que j'ai fait , j'aurai pas du parler d'acier car ce sera tellement anecdotique .. d'ailleurs relis mon cahier des charges ... je fais des pièces de moto , ca donne une indication des volumes de pièces ... ces pièces jusqu'à present je les faisais en conventionnelle , il y a bcp d'arrondi dans ces pièces la CN sera un vrai plus pour ca , sur certaine pièces il peut etre interressant d'avoir aussi de la 3D ; au tout debut de mon projet j'avais meme dessiner une CN "col de cygne " mais finalment un portique est bien plus simple et me conviendra tres bien , le bridage bien sur j'y ai pensé dans 95% des cas je travail direct sur la table , un petit 5% en etau c'est pour ca que j'ai prevu des rehausses sous le portique . de plus tu as oublié une chose qui contribu a la conception de la machine : taille des fraises que l'on souhaite utiliser , les fraises de 4 mm ne sont pas légions dans mon atelier.

el patenteu : pourquoi mes patins du Z sont trop bas ? sur ce coup je me suis inspiré de ce que j'ai vu chez les autres et qui a l'air de fonctionner ( support broche : j'ai juste mis une platine pour representer la broche sur le dessin , quand j'aurai decidé du choix broche / kress alors je reprendrai le dessin a ce niveau la )
en ce qui concerne la broche , si je choisi une broche alors ce ne sera pas du chinois mais du fait maison . l'avantage de la broche faite maison c'est qu'on peut chosir le niveau de rigidité que l'on souhaite en tenant compte aussi de ces outils ( fraise de bon diametre avec queue conique )

 

[Momoclic]

Bonjour,
Voici comment positionner le Z :

Relever au maximum, rien ne doit dépasser sous le portique. En réduisant le bras de levier tu réduis les masses, les déformations (torsion et autres) et les vibrations dudit portique, donc meilleur précision.
Pour moi ton réglage sophistiqué des axes risque de te poser plus de problèmes que de solutions. Ce montage fragilise l'installation, au fil du temps ça se dérèglera...
Des cales de clinquant sous les patin seront beaucoup plus simple et largement aussi efficace pour régler la perpendicularité.
Pour la vis je n'ai fait aucun calcul, je me suis appuyé sur les expériences des autres, vis et palier DFU1605 sur Aliexpress en cherchant (très peu) tu trouves les plans des vis.

 

[franck67]

euh ...c'est déjà le cas rien ne depasse sous le portique en position relevé de la broche .... ( mis a part la tete de la broche mais comme expliqué plus haut celle ci est juste placée provisiorement sur le dessin et sera modifié quand j'aurai decidé de quelle type de broche j'utiliserais et a ce moment la , la tete de la broche sera placé au plus bas du chariot effectivement)

voila en position relevé le chariot

par contre , je ne suis pas d'accord , je vois mal comment reglé correctement un // ou une perpendicularité avec du clinquant sur une portée de 450 mm .... je prefere mon reglage que je trouve simple ...

en fait depuis ce matin je réfléchis a la modification des rails , mettre les 2 rails en opposition est hyperstatique je vais modifier cela pour garder un rail en haut et un autre en partie laterale, cela implique une forme differente de la poutre pour ne pas perdre trop en porte a faux par contre cela permet l'utilisation de 2 rails différents en effet celui du haut supporte la masse du chariot alors que celui du bas s'oppose a l'effort de coupe ( je n'ai pas encore modeliser les rails prismatique donc la representation est encore en sbr mais cela ne change rien a la reflexion )

vos avis ?

 

[el patenteux]

Aller voir mon post,''la voici'' tout est expliquer. a la fin.
A ma facon meme la fraise ne dépasse pas de sous le portique ont peut mettre un bloc qui arrive a 1mm sous le portique et l'usinner.
Pratique lorsque l'ont ajoute un 4e axe.

 

[Momoclic]

Certes ton système de réglage t'apporteras beaucoup de souplesse lors de la mise au point. Cependant sa relative "légéreté" ne garantira pas la stabilté de cette mise au point dans le temps sous les contraîntes.

 

[Jmr06]

mettre les 2 rails en opposition est hyperstatique

Les deux solutions sont hyperstatiques, et c'est bien pour la rigidité.

Avec l'autre solutions, pourquoi dis-tu que le rail du haut support les efforts verticaux et celui du bas les efforts de coupe ? Celui du bas supporte également des efforts verticaux et celui du haut des efforts horizontaux, et heureusement pour ce cela fonctionne.
Ceci dit, je préfère la deuxième solution, elle me parait plus facile pour régler le parallélisme des rails. Avec la première, tout repose sur la qualité de parallélisme de la poutre.

En ce qui concerne le dimensionnement des rails, celui du bas supporte normalement plus d'efforts que celui du haut quand la broche est en bas (il faut faire un calcul des moments pour s'en rendre compte). Ceci dit, l'écart est tel qu'en pratique il faut choisir des rails de même dimensions.

Jean-Michel.

 

[franck67]

bon j'ai tenu compte de vos conseils et je suis en train de repenser entièrement la machine
ca sera donc avec des rails prismatique de 20 , VAB de 16
rien que cela a fait changé pas mal les cotes j'ai donc tout revu et suis encore en plein dedans
j'ai une question a laquelle je ne trouve pas de reponses , vous pouvez certainement m'aider :
pour le Z et le X l'accouplement VAB et moteur se fera suivant le système des poulies , hors je n'arrive pas a voire comment est tenue la poulie sur la VAB , pouvez vous me donnez cette info ?

merci
franck

 

[Momoclic]

alut,
Dans le lien de ma signature tu verras des montages avec poulies et des liens sur les composants utilisés.
Les poulies choisies ont deux vis pointeaux décalées de 90°.

 

[franck67]

merci momoclic

 

[franck67]

voila mon Z modelisé
mon Z : 184 mm de course , rail prismatique de 20 , VAB 1605

j'ai mis une poulie de 20 dents , pas la place pour mettre le moteur directement au bout de la VAB ; et en modelisant la poulie je me rend compte que la poulie fait 21 mm de large hors sur la VAB usinée ( norme je suppose ) la portée ne fait que 15 mm , est ce un probleme ?

 

[franck67]

voila un dessin de ma poutre et des chariots ( portique fixe pour rappel )

vous en pensez quoi ?
merci pour vos remarques/conseils

 

[franck67]

meme si le post n'attire pas la foule , je continue ( ca me permettra d'avoir une trace ecrite de l'historique de ma cnc )

avec la table

j'ai a ce stade pu envoyer une demande de prix a nos amis les chinois pour les guidage -rails prismatique de 20 mm ( les cotes ne changeront plus maintenant ) et VAB 1605 + la broche 2.2 kw refroidi a l'eau

je vais commencer a reflechir aux supports du portique
puis je passerai a la partie moteur ( meme si leurs emplacements est déjà prevu comme vous pouvez le voir sur les dessins )
lorsque les pièces seront achetés et livrées je reprendrai le dessin pour validation des cotes en fonction des pièces livrées et de la ferraille que j'aurai a disposition puis je demarrerai sa construction ... je prend mon temps , ca me permet de prendre les conseils ( quand il y en a )

courses 400 x 300 x 180
je pense que je devrais pouvoir usiner un peu d'acier tendre genre XC38/48 ... ca serait le top

 

[Momoclic]

Salut,
Pourquoi ne pas exploiter toute la hauteur du portique pour l'espacement des rails ?

 

[franck67]

oui je peux effectivement ecarter un peu plus les rails ( ca fera pas grand chose environ 20 mm ) , mais ca sera un + ok

que penses tu du fait de visser les paliers des vab par le haut plutôt que par leurs faces ? je suis en train de me poser la question ca éviterait un usinage ( face du portique avec cote hauteur imperative a respecter ) et en les tenant grace a des equerres avec trous oblong je pourrais les positionner tres preciment

 

[Momoclic]

Pas sur que je comprenne ?
Les paliers vis de 16mm font 45mm de haut, les rails de 20mm + leurs patins environ 40mm et il faut centrer tout ça !
Alors sans usinage ou calage c'est bien difficile...