Fraiseuse à portique fixe en granit

[furynick]

Pour en revenir au sujet qui intéresse ceux qui le lisent, je n'ai pas résisté à l'appel des tests de traction sur les inserts.
Ils sont posés depuis lundi 15h soit 3 jours.

Résultat :

• 257kg
• 235kg
• 244kg

Si on considère l'effort de 173kg calculé plus haut, on est dans les clous.
Je pense que je commanderai tout de même une trentaine d'inserts de 20mm juste pour assurer les rails sur le linteau et monterai les inserts de 9mm pour les rails horizontaux (aucun effort de traction sur ceux-là). J'en aurai aussi besoin pour divers bricoles (fin de course, supports, éclairage, etc).

J'ai pondu l'article correspondant sur mon blog (où les commentaires sont activés ) avec la vidéo des essais.

 

[Pierrot Lecopeau]

Merci d'avoir partagé tes essais, je les trouve très instructifs.

 

[furynick]

C'est tout le but de la manœuvre !
C'est aussi un peu pour moi, histoire de garder une trace de ce gros projet. Il faudra que je prenne le temps de commencer à faire une synthèse de tout ce qui a été dit, ne serait-ce que pour pouvoir m'y référer plus tard.

Pour la petite histoire je m'y suis repris à 3 fois avant de réussir à péter le 1er.
Heureusement qu'on a des gros pots de fleur en terre-cuite, j'avais pas assez de granit pour faire céder le 1er (je plafonnais à 230kg).

Ca reste néanmoins très superficiel, surtout sur le couple mais j'avoue avoir la flemme de faire des séries d'essais plus importants.

 

[enguerland91]

Comme prévu on voit à la taille du morceau de granit qui s'arrache que le granit a une faible résistance à la traction.

 

[furynick]

Plus que la faible résistance à la traction c'est, comme je le disais précédemment, l'adhésion entre la colle et le granit qui fait le plus défaut.
On voit clairement la très faible épaisseur du cône au regard de la longueur de l'insert.
Pour une meilleure tenue il faudrait pouvoir strier les parois du forage qui sont beaucoup trop lisses pour que l'époxy puisse réellement s'y accrocher.
J'hésitais à m'acheter un set de fraises diamant pour dremel (dont certaines sont à queue d'aronde). Ça permettrai peut-être de faire un sillon horizontal à mi hauteur de l'insert qui permettrai de bloquer la colle.

 

[enguerland91]

Il faut aussi essayer d'autres colles bien que pour moi la colle n'est pas en cause vues les mesures qui sont du même ordre que celles données sur la feuille de Micro-Contrôle plus haut
Dans la partie proche de la surface c'est le granit qui lâche d'abord et en s'enfonçant le volume de granit sollicité augmentant il résiste mieux et vers le bas c'est la liaison de la colle avec le granit qui lâche d'où la forme sensiblement conique du trou

 

[bilou(te)]

Bonjour,

Sur la vidéo on voit bien que le collage ne prend que sur le bord du trou, bizarre. Tu avais bien aspiré/soufflé dans le trou ? C'était bien sec (je parle du trou avant de mettre la colle) ?
Je ne sais pas analyser la valeur du résultat mais sur le collage il y a un soucis je pense. Rien qu'avec ton forêt il faudrait essayer de faire des stries. Le bloc de granit était à une température raisonnable depuis assez longtemps pour ne pas être trop froid à cœur et poser problème ?

 

[furynick]

Je pense que le collage a bien pris partout mais la limite de cisaillement sur la liaison époxy/granit a été atteinte avant la limite de traction du granit.
La présence de la collerette est classique et est représentative je pense du seuil entre les deux limites.

L'angle du cône devrait rester sensiblement égal puisqu'il dépend de la cohésion interne du matériau donc si la limite de cisaillement avait été 2x plus importante (par augmentation de la qualité de la colle par ex.) le diamètre du cône aurait été grosso-modo multiplié par √2 (2x plus de surface).

J'avais effectivement bien soufflé avec une soufflette à bec long (4 bars) pour aller au fond du trou et expulser les poussières.
J'ai re-soufflé avant de coller et à ce moment le temps était sec avec température ambiante de 18/20°C sans aucune variation brutale depuis plusieurs heures.
La colle et les inserts avaient été stockés à proximité (à l'ombre) mais il n'est pas impossible que la température joue un rôle mais je doute qu'il puisse être significatif.

Je me suis pris des fraises diamant à la GSB du coin pour faire une rainure à l'intérieur du forage, avec le foret diamanté j'ai essayé de faire des oscillations mais à part partir de travers ça dégrade très peu le côté lisse des parois du trou.

Changer de colle oui, il est certain qu'elles ne se valent pas toutes mais ni le temps ni l'envie ni les moyens de tester plusieurs colles différentes qui finiront toutes sauf une à la poubelle faute d'en avoir l'utilité.
A moins que quelqu'un connaisse les références d'une colle ayant une très bonne adhésion avec le granit je m'abstiendrai d'autant que les essais démontrent que la limite est suffisante en l'état.

 

[enguerland91]

A mon avis la véritable ARALDITE 2011A/B de chez Huntsman en bicomposant durcisseur lent mériterait un essai en chauffant à l'aide d'un décapeur thermique aux alentours de 40°C le granit et l'insert pour chasser l'humidité et fluidifier la colle. Après la pose de l'insert on dispose une ampoule de 100 w quartz-iode au dessus et on obtient une polymérisation rapide et surtout un joint de colle bien dur et cela au bout de quelques heures.
Cette Araldite se conserve des années sans problème et elle est universelle.

 

[yvon29]

Bonjour

Les résultats de tes 3 essais d'arrachement sont dans un mouchoir de poche. La répétabilité semble très bonne.
C'est très rassurant.

Tu peux très décemment tabler sur une résistance de 200 kg => 2000 N.

Si c'est de la colle lambda c'est encore plus intéressant.

Quel est l'effort maxi que peut subir ce genre de rail en local au niveau d'un seul patin ?

 

[furynick]

Merci @enguerland91, je me commande ça et je referai des essais pour comparer. Si elle est vraiment plus puissante il faudra que je trouve de quoi lester la plaque !

La colle utilisée est une Sader progressive, je sais pas si on peut dire que c'est du lambda.
Les calculs ont été estimés au message #229 en tablant sur un effort max de 100kg (mouvement avec fraise bloquée dans la matière). Ceci dit, je serais tout de même étonné si mes pauvres moteurs chinois (Nema 23x57) sur une VàB de 12mm au pas de 5 parvenaient jusque là.
Vu l'écartement des chariots et des vis, l'effort est réparti à minima sur 5 vis mais j'ai considéré le cas défavorable où seules 2 vis reprenaient l'effort de 173kgf soit un peu moins de 90kgf par insert. Dans ce cas on est largement en dessous du risque (40% de 220kgf).

Il faut que je fasse évoluer mon châssis actuel pour y monter les VàB, je pourrais alors mesurer plus précisément leur capacité et reprendre les calculs si c'est plus important.

 

[M4vrick]

Je me permet d'intervenir pour deux choses:

En premier lieu, c'est un projet que je suis depuis le début et c'est vraiment intéressant. Je te souhaite sincèrement d'arriver au bout avec les performances que tu vises !

Ensuite je reviens sur cette histoire de graissage de filetage et expliquer la raison pour laquelle il faut graisser les vis, notamment pour le serrage au couple.
Le principe d'un serrage calibré (au couple ou angulaire) c'est d'appliquer une force calculée par l'intermédiaire de la vis ou du boulon, ou dit autrement on veut plaquer ensemble deux ou plusieurs éléments avec une force au moins égale à une certaine limite.
Pour cela on utilise soit un couple de serrage soit un angle de serrage (souvent précédé d'un serrage au couple), ces valeurs sont généralement calculés pour faire travailler le métal de la vis dans sa zone élastique. Jusque la je ne pense pas apprendre grand chose aux lecteurs.
Evidemment ce couple de serrage s'applique à partir du moment où la vis commence à se bloquer. Dans un monde idéal ce blocage intervient quand les deux éléments à serrer sont en contact et que les filets de la vis sont également en pression sur le taraudage ou l'écrou.
Mais nous ne vivons pas dans un monde idéal et donc les interactions entre le filetage de la vis et le taraudage sont dépendant de tout un tas de paramètres: tolérance d'usinage, précision et perpendicularité du montage, propreté de la vis et du taraudage.
Il peut donc arriver sur un montage à sec que la friction de vissage soit significativement supérieur à ce qui est attendu, donc on introduit un couple de base qui va s'aditionner au couple appliqué ensuite par la clé dynamométrique. Et la force de serrage sera inférieur à ce qu'elle devrait être avec le couple appliqué, résultat on a un montage moins résistant que prévu.
La graisse permet de diminuer la résistance du vissage et de s'assurer que le couple appliqué à la tête de la vis amène à un montage offrant les caractéristiques mécaniques attendues.

Pour ce qui concerne la tenue dans le temps de ce montage et les risques de desserrage:
La graisse est chassée du contact vis-taraudage au fur et à mesure du serrage, la pression sur les filets est tellement forte qu'on retrouve un contact metal-metal une fois le couple cible atteint. Il n'y a donc pas de risque que de l'huile ou de la graisse vienne affaiblir le montage.
Par contre elle se retrouve "en dessous" des filets, à l'opposé du serrage et elle vient combler les interstices entre la vis et le taraudage, ce qui diminue les zones à l'air libre et donc l'oxydation du montage. C'est le deuxième effet de l'utilisation de la graisse: elle diminue les risques de blocage par oxydation et facilite donc le démontage. Mais non pas en réduisant la force de serrage, simplement en évitant un blocage supplémentaire.
C'est très visible sur les écrous ou vis de roues d'ailleurs, on serre en général aux alentours de 100-120 N.m ce qui n'est pas extreme comme serrage. Mais après quelques mois de roulage on se retrouve à devoir sauter sur la clé en croix pour changer la roue, tout simplement car avec les conditions extérieur et de roulage le montage s'oxyde rapidement.
Avec de la graisse le couple de desserage est à peine supérieur au couple de montage, et on ne peste plus quand il faut changer la roue au bord de la route sous la pluie

 

[furynick]

Je pense que tout le monde est d'accord sur l'utilité du graissage d'un filet et je ne suis pas le dernier à penser de même.

Toutefois, j'ai deux remarques :

1. De mon point de vue (qui n'engage que moi) il faut considérer un aspect primordial mais qui n'est quasiment jamais apparu jusqu'ici : la destination du boulonnage.
   Je vois au moins deux destinations possibles : démontable ou non démontable.
   Bien que ça me paraisse dangereux pour les écrous de roue (et qu'à aucun moment je n'ai été confronté à un écrou bloqué) j'ai bien conscience que le graissage permet d'éviter des désagréments liés à l'oxydation et c'est justement dans ce type de cas (démontable) que la lubrification a toute sa place.
   Néanmoins, dans le cas du non-démontable, il me semble que le graissage n'a pas sa place puisqu'il n'y a aucune raison de vouloir démonter. A l’extrême, ce type d'assemblage peut être considéré comme la soudure du pauvre.
   Dans le cas présent, il s'agit de non-démontable. Il ne faut surtout pas que ça bouge et ce, quelle qu'en soit la raison. Si un jour je veux récupérer les rails, au pire je fais sauter la vis à coup de perceuse (avec des inserts en laiton le risque de grippage est moindre).
   Il y a pléthore de débats sur le Net qui oppose les deux camps concernant les goujons de roues et c'est je pense une bataille de clocher ... mais surtout, ce n'est pas l'objet de ce fil.
2. Le couple de serrage donné par les constructeurs est, à mon humble avis, en considération d'un montage à sec donc avec tous les aléas qui peuvent l'influer. Les recommandations Hiwin tendent d'ailleurs à confirmer cette hypothèse dans la mesure où la valeur indiquée dans leur doc est justement la limite haute pour des vis en 12.9. On peut également en déduire que le montage en question ne doit pas être démontable. D'autres docs précisent qu'en cas d'utilisation de lubrifiant il faut diminuer proportionnellement le couple de serrage, confirmant que la valeur donnée est pour un montage à sec. Peut-être me fourvoie-je mais si les normes précisent les limites d'un montage à sec et si les constructeurs indiquent des valeurs pour de tels montages c'est peut-être qu'ils ont pris en considération les aléas et déperditions diverses.

Ayant moi-même l'habitude de rédiger des docs depuis plus de 20 ans et passant toujours mon temps à rattraper les boulettes de ceux qui les suivent en réfléchissant, je suis sûr d'une chose : si c'est pas indiqué dans la doc, faut pas le faire !
La tentation est forte, en fonction de ses connaissances, de procéder à des ajustements. Or, bien souvent dans ces cas, ces ajustements conduisent à des problèmes ultérieurs (en j'ai aussi l'habitude d'en faire les frais vu que j'essaie toujours d'améliorer les docs, y compris les miennes).

Ceci dit, je peux demander l'avis d'Hiwin pour savoir s'ils recommandent la lubrification pour le montage des rails.
Et si quelqu'un connait un tech qui assemble des CNC pro ça pourrait être intéressant de savoir s'ils graissent leurs vis (et comment).

 

[dh42]

Salut,

avec des inserts en laiton le risque de grippage est moindre

En laiton ? .... dans ce cas tes couples de serrage ne sont plus les mêmes, le laiton n'a pas la résistance de l'acier et tu risque d'arracher les filets ..

Pour quelle raison met tu des inserts en laiton au lieu d'inserts en acier (ou inox) ?

++
David

 

[furynick]

Ça faisait partie du test de couple maxi admissible, les filets tiennent au delà de 13 N.m

Les raisons sont bassement pratique : disponibilité / tarif / méconnaissance
J'ai des inserts en inox dans un panier mais j'hésite encore à les acheter, je pense que je vais sacrifier quelques inserts/vis pour déterminer leur limite réelle au cisaillement. Si la limite est suffisamment au delà du besoin je conserverai les inserts laiton.

 

[enguerland91]

Voici ce qu'on peut lire dans les notices d'installation des guidages linéaires de la marque SCHNEEBERGER la référence pour moi (acquis par expérience avec ces produits)

3.2.1. Tightening torques for the fastening screws The recommended torque values can be found in the table. These values apply to oiled screws. The friction coefficient μ can be reduced by up to half when using greases containing MoS2. The corresponding torque values should be reduced by half. The following table shows the torque values for the fastening screws of strength class 12.9 (friction coefficient 0.125) and of the strength class A2-70 (friction coefficient 0.2) in accordance with DIN 912: Thread size Tightening torque in Ncm Strength class 12.9 Strength class A2-70

 

[furynick]

J'ai posé la question à Hiwin vu qu'il n'y est fait mention nulle part dans leur doc, je transmettrai leur réponse.

Pour les inserts je vais passer sur les inox finalement (36€ les 60), ça sera plus sûr dans tous les domaines.
J'ai fait le bourrin donc les tests sont foireux sur le principe : maintien de l'insert avec une pince et serrage avec une série de platines entre la tête de vis et l'insert. Mais bien qu'à 10N.m l'insert résiste sans pb, à partir de 11 N.m il commence à se déformer.
Par contre, aucun souci avec le filet et ce jusqu'à au moins 14N.m ... au delà j'ai pas la force de tenir l'insert.

 

[gustavox]

hello !

je ne suis pas expert du serrage mais je me permet de reagir si ca peut aider peut etre

pour le feeling il faut distinguer deux type d'assemblages boulonnés : "elastiques" (vis longue genre culasse) et "sec" (on assemble deux plats)

en gros le but du serrage ok arriver a 80% 90% de la limite elastique (de l'ame je crois en toute rigueur)

dans le cas d'une vis longue il faudra "plus de tours" pour arriver a allonger la vis qui va faire ressort et tiber l'assemblage ... alors que dans le cas de l'assemblage court ou sec ca bloquera direct et 45 degres de plus et on allonge irremediablement la vis

sauf erreur de ma part et en conception surtout on ne dimensionne pas sur le "foirage" du filetage ou de la vis, on s'arrange pour que des regles simples soient appliquees : vis acier dans insert acier 3filets de prise mini ou vis acier dàs alu de fonderie 7filets en prise mini (c'es tout con mais sinon on arrache les filets !) il ne viendrai jamais a l'idee de quelqu'un de visser au couple sur 1 filet par exemple

je vous laisse tirer des conclusions de cela : notamment que le couple de serrage d'une vis acier 8.8 dans n'importe quel materiau taraudé est le meme, (il existe une influence marginale sur le coeff de frottement d'ailleurs dont l'utilisation de bonne lubrification permet de s'affranchir, en effet la vis acier a sec dans de l'acier ou dans du lairon frotte pas pareil). d'ailleur aucun doc a ma connaissance dit : serrez moins fort dans l'alu ! non juste plus de filets

donc sauf erreur de ma part je te conseille de connaitre des fourchettes de couple de serrage en fonction de la lub (exemple de tete m6 de 0.8 a 1.2 pour du 8.8, 0.8 lubrifie te donnera le meme allongement sous tete que 1.2 a sec, les 0.4 daNm allant dans le frottement)

une autre maniere de voir les classes de durete 8.8 12.9 etc c'es d'imaginer qu'on doit tirer sur la vis pour qu'elle force sur l'assemblage,!

on peut TRES BIEN utiliser des vis de classe 12.9 les serrer comme des 8.8 ! la force d'assemblage sera la meme ! c'est le cas par exemple si on ne veut pas deformer des tetes fragiles (FHC par ex ...) on utilise des vis classe 12 qu'on serre moins fort ... mais la tete est bien dure !

donc une vis de forte resistance mecanique permet juste d'avoir une force de serrage (effet ressort de la vis) plus importante

cdt gus

 

[gustavox]

ci joint l'excellent tableau du guide du serrage controlé facom !

l'influence de la lub est manifeste ! les ordres de grandeurs sont presque du simple au double en exagérant un peu ! ca fait reflechir !

edit : le vendeur de rail aurait du donner une force d'assemblage , libre a toi de t'aranger pour fixer "suffisament" les rails !
il se "mouille" vachement en donnant carrement un couple, qui est d'aillleurs "tres" eleve pour du m5 !
lui il veut que ses rails tiennent alors il se dit : ben vous me les fixez avec des vis titane car j'ai fait des trous de 5mm et il faut que sur chaque appui j'ai 2Tonnes de plaquage sinon c'es pas dz ma faute : en gros il se blinde

cdt gus

 

[speedjf37]

Bonjour,

je ne suis pas expert du serrage mais je me permet de reagir si ca peut aider peut etre

le vendeur de rail aurait du donner une force d'assemblage , libre a toi de t'aranger pour fixer "suffisament" les rails !
il se "mouille" vachement en donnant carrement un couple, qui est d'aillleurs "tres" eleve pour du m5 !
lui il veut que ses rails tiennent alors il se dit : ben vous me les fixez avec des vis titane car j'ai fait des trous de 5mm et il faut que sur chaque appui j'ai 2Tonnes de plaquage sinon c'es pas dz ma faute : en gros il se blinde

Je n'y connais rien non plus , je suis de très très loin !

Est ce que le vendeur du rail ne donne pas le max que peut supporter le rail sans déformation ?

JF

 

[furynick]

D'accord avec toi @gustavox, leur doc manque un peu de précisions mais comme je l'ai dit plus haut : "si c'est pas dans la doc, faut pas faire" et puisqu'ils ne parlent pas de lubrification c'est montage à sec. Étant donné qu'ils recommandent du 12.9, si on s'en réfère au tableau Facom le couple max à sec c'est 11 N.m pour du M5.

Sur les simu que j'ai fait (si tant est qu'elles soient correctes) j'obtiens autour de 140MPa de compression dans le rail avec 10 N.m de couple. C'est relativement loin des 230MPa de la limite élastique mini de l'acier.
En considérant un module d'Young de 210GPa ça se traduit par une déformation de 0,07% soit environ 7µm pour un HGR20 au niveau du chambrage de la vis.

Enfin, la doc précise que la vis doit être en prise d'au moins deux fois son diamètre. Pour du M5 ça fait 10mm donc 12 filets.

 

[Coyote94]

Moi je dis que l’admin a intérêt à renforcer le serveur car 10 pages sur le couple de serrage , on est pas rendu

Ps : moquerie du matin, surtout continuez c’est super intéressant !!

 

[bilou(te)]

D'accord avec toi @gustavox, leur doc manque un peu de précisions mais comme je l'ai dit plus haut : "si c'est pas dans la doc, faut pas faire" et puisqu'ils ne parlent pas de lubrification c'est montage à sec

Du coup comme ils ne parlent pas de serrage à sec non plus faut lubrifier et on tourne en rond ?
Le fabricant n'a pas de raison de mentionner le graissage, sauf éventuellement s'il fournit les vis.
Je corrige des notices pour des accessoires de Levage, d'un point de vue juridique je n'ai pas à préciser qu'il ne faut pas passer sous la charge parce que c'est une règle liée au Levage, et non à mon produit. Ici, c'est pareil, le fabricant du rail n'a pas à fournir les caractéristiques qui ne sont pas liées au rail (et d'après moi c'est même une erreur de leur part de mettre un couple de serrage)

 

[enguerland91]

Je pense que les gens qui se posent encore des questions au sujet du graissage ou non de la visserie c'est parce qu'ils n'ont jamais entendu parler du grippage c'est une sorte de soudure à froid obtenue lorsque la pression entre deux matériaux devient très grande. Pour obtenir un grippage assuré en visserie il suffit de marier vis et écrou en acier inox et de les monter à SEC. Si en plus ça chauffe un peu alors là c'est miraculeux. Si vous travaillez sur votre voiture n'allez jamais faire ce genre d'erreur qui consiste à remplacer toute la visserie en acier par de l'inox dans les endroits qui touchent au collecteur d'échappement
Le bisulfure de molybdène devrait être présent dans toutes les caisses à outils.. D'ailleurs il y a de la visserie qui est vendue imprégnée de MoS2

Pour rien au monde MOI je ne mettrais autre chose que du laiton comme métal dans mes inserts dans le granit.

 

[fredcoach]

Bonjour à toutes et tous,
Je me suis fait une réflexion ce matin que je voudrais partager avec vous.
Le frottement introduit une incertitude sur la valeur de couple nécessaire pour obtenir la tension souhaitée dans la vis ou le goujon.
Si, quand on s'est approché du serrage, on commence à dévisser, la clé dynamométrique doit nous indiquer une valeur à peu près égale à la différence entre le couple de frottement et le couple de serrage, non? Alors qu'en serrant elle indique la somme, n'est-ce pas? On doit donc pouvoir déterminer facilement et rapidement quel couple appliquer pour obtenir l'effort de serrage recherché.
Votre avis?

 

[furynick]

@enguerland91 : pas sûr d'avoir bien compris ta dernière phrase, pour toi il FAUT mettre des inserts en laiton et PAS d'inserts en inox ?

 

[tibus]

Salut , l'inox n'est pas forcément idéal => effet de grippage fréquent et résistance moyenne a la traction.
A+

 

[furynick]

Tout est relatif, Re(laiton) = 180MPa ; Re(inox) = 200MPa donc c'est kif.
Par contre Young(laiton) = 115GPa ; Young(inox) = 203GPa c'est presque le double, l'inox se déformera quand même beaucoup moins que le laiton.
Quand au grippage, c'est pas prévu pour être démontable donc c'est plutôt une bonne chose quelque part.

PS : Sans oublier que les inserts laiton font 9,5mm alors que les inserts inox que j'ai trouvé font 20mm ce qui permet d'allonger la vis et ainsi réduire l'effort de cisaillement sur le filet (mais d'augmenter le frottement pour le couple de serrage).

 

[gustavox]

hello !

quid de la deformation des filets de l'insert qui est benefique a la repartition des efforts sur un grand nombre de filets et donc a la diminution de la pression de hertz au contact

l'interet des helicoil justement est d'avoir une meilleure repartition sur les filets 30 25 20 15 10 au lieu de 80 15 5 cdt gus

 

[enguerland91]

Quand au grippage, c'est pas prévu pour être démontable donc c'est plutôt une bonne chose quelque part.

Tu as quand même à l'esprit qu'il va falloir régler tes rails de sorte que leur parallélisme dans le plan horizontal et dans le plan vertical soit à plus ou moins 2 ou 3 centièmes de mm sinon les billes vont souffrir !!!!!!!!