Fraiseuse MDF/Alu

[Ephemeredesign]

Bonsoir a tous,

Ca fait quelques année que je souhaite réaliser une fraiseuse CNC, je suis ce qu'on peut dire débutant dans sur ce sujet. Même si je me renseigne pas mal ici et la. J'essaye de prendre les bonnes idées mais pas trop :D le but et d'apprendre de ses erreurs sans se retrouver avec une machine inutilisable a la fin..
Principale utilisation? Pouvoir "usiner" de l'aluminium, ahah vous allez me dire usiner de l'alu avec una machine fabriqué en bois!!? Je vous rassure ce sera surtout pour du perçage, car j'aimerais pouvoir percer avec precision quelques plaques d'alu pour justement remplacer le bois par de l'aluminium.

Pour le moment je travail sur le bâti (Axe X) donc je ne parlerais que de l'axe pour le moment

Alors pour les spécifications :
- Bâti MDF / Profilé aluminium (Le MDF est découpé au laser, il s'agit de panneau de MDF de 10mm que je double, ce qui nous donne 20mm en face avant et arrière)
- Surface de travail utile : 450 x 250 (Ce sont des valeurs approximatives)
- Dimension totale : 816 x 520 (La hauteur n'est pas encore défini)
- Guide linéaire de 20mm
- Entrainement pas vis Trapézoïdale de 16mm avec un pas de 4
- Moteur Nema 23 - 425 oz

Je crois avoir décrit les infos principales

Avant de commencer voila quelques dessins fait sur solidworks :

Dans un premier temps je vous présente mon projet, voir ce que vous pensez de cette base. Et j'aurais surement quelques questions ^^

Merci et bonne soirée!

 

[Alex31]

Bonjour

c'est dit et répété en permanence: utilise des axes supportés (SBR & etc... )


il me semble que utiliser 2 moteurs (pour un écartement largeur utile de travail de 250mm) est du luxe

 

[Ephemeredesign]

A vrai dire j'ai déjà regardé au niveau des axes supportés, premier problème c'est ou le mettre, le mettre le long du profilé pourrait être une solution mais comment le fixer simplement au profilé ( a part percer ou avoir une tole entre le rail et le profilé ) et deuxième problème le prix qui triple.. Je peut éventuellement mettre du 25mm, j'aimerais pour ma première CN resté dans un budget un peu restreint. J'aimerais d'autres avis sur la question

Pour ce qui est du second moteur, la raison est que j'ai déjà 4 nema 23 (et toute la partie électronique/contrôle)

Voila j'espère avoir d'autres avis Merci

 

[marcelou_bidou]

Bonjour,

jolie modélisation !

Pour tes arbres, mes deux balles : En non supporté il va falloir augmenter un max en diamètre...

Par contre, le prix d'un arbre non supporté + douilles + paliers risque d'être plus élevé (contrairement aux idées reçues) qu'un arbre supporté + douilles + paliers de même "rigidité".

Après vu le cahier des charges, si c'est juste pour faire du positionnement et pointer des trous ( pas percer ), ça fonctionnera.
Il ne faut pas croire qu'un perçage dans l'aluminium ne demande pas beaucoup d'effort.
Avec des axes tenus aux extrémités + des efforts de coupe les axes vont flamber vers le haut s'ils sont sous-dimensionnés

Enfin, si tu souhaites faire évoluer ta machine avec des plaques alu que tu auras pointées avec ton proto et percées (avec une perceuse à colonne ), tu vas te retrouver confronté au même problème de rigidité (flambage) sauf si ta machine reste une pointeuse, dans ce cas-là, le flambage est "moins" grave.

Bon courage pour la suite de l'étude.

 

[MCrevot]

Bonjour,
Joli ! si tu restes sur des rails non supportés (ce qui serait vraiment dommage, j'ai eu une petite badog - au détour, un conseil, fuyez ce constructeur - avec rails non supportés, c'était clairement un facteur extrêmement limitant), il faut que tu les encastres aux 2 extrémités ; pour faciliter les réglages, tu peux réaliser ces encastrement dans 2 petites platines fixées sur les faces avant et arrière.
Michel

 

[Ephemeredesign]

Merci pour tout vos précieux conseils, je me remet au boulot. Je sais a peut prêt comment je vais goupiller tout ca :D pas mal de changement en perspective!
Pour le guidage supporté je suis parti sur du SBS20 (http://www.dold-mechatronik.de/Linearfuehrung-Supported-Rail-SBS20-700mm-lang)

Petite question concernant la vis trapézoïdale, je pense que 16mm devrait suffire? Des précaution particulière pour usiner se genre de vis au tour?

Merci

 

[stanloc]

Petite précision au niveau des termes employés en mécanique : le flambage c'est ce qui résulte d'une perte de la résistance à la compression quand celle-ci est exercée dans l'axe de la barre/colonne. En transversal il s'agit de flexion.
Il est inutile que dans un post 50 personnes viennent dire que des guidages cylindriques non supportés ce n'est pas bon niveau vibrations et éventuellement flexion permanente car on le répète sur chaque post qu'ouvrent les débutants. Donc c'est 500 fois que cela a été dit.
De même on a très souvent dit que la meilleure façon d'aborder la construction d'une cnc avec un budget limité c'est de copier ce qui a été déjà fait et pour lequel justement des indications de prix ont déjà été donnés. Partir seul sur une nouveauté c'est la meilleure façon d'exploser son budget.
Les conseilleurs ne sont pas les payeurs.
Stan

 

[ijahman]

Bonjour,
J'aimerais te parler des rails non supportés pour ton axe X.
Ma fraiseuse https://www.usinages.com/threads/cnc-portique-3-1-axes-en-alu.69382/ est équipée de rail non supportés de 20mm et de 700mm sur le même axe que toi,
Je dirais presque que je découpe de l'alu tout les matins au p'ti déj sans soucis, dernièrement j'ai rainuré avec une fraise de 6mm dans de l'alu par passes de 2mm...
oui ça arrive a vibrer et c'est réglé par une modification des réglages de vitesse d'avance ...
Va faire un tour sur mon post j'y ai mis dernièrement une vidéo ou je découpe de l'alu dans d'autres conditions..

D'autant plus que la position haute de ton rail par rapport à la table de travail est un avantage, les efforts se retrouvent presque a même hauteur (le bras de levier est réduit), ce qui n'est pas le cas sur ma machine.
Ce qui joue aussi c'est l'espacement entre les 2 SC20, plus ils sont espacés mieux c'est.

bon courage.

 

[Ephemeredesign]

Merci à tous pour vos contributions!

@ijahman Très sympas ta fraiseuse

J'ai retravaillé mon modèle pour remplacer mes guides par des guides supportés de 20mm.
Le diamètre de mes vis trapézoïdale est de 16mm.
Je trouve qu'il n'est pas toujours facile de se rendre compte de la rigidité de certaines pièces sans les avoir dans les mains. Je ne sais pas si je suis le seul :/

Par contre j'ai du allongé de 100mm l'axe X qui passe a 800mm.
J'ai quelques questions concernant la vis trapézoïdale, avez vous quelques conseils pour l'usinage de ce genre de vis(épaulement)? D'après la fiche technique c'est de l'acier C15E (XC15,XC12). Outil carbure?

Petite precision qui a son importance, du fait de l'utilisation de MDF pour une partie de la structure. Dans un premier temps elle me servirait a pré-percer (centrer) correctement dans de l'aluminium (20mm) toutes les parties en MDF pour ensuite finir le perçage sur une fraiseuse conventionnelle. J'aurais pu les faire directement a la fraiseuse (bien que petite, BF16) mais ayant quelques soucis au niveaux des yeux, je sais que je vais louper la moitié de mes perçages..

Une autre petite question concernant le roulement de la vis trapézoïdale. Plutôt que faire un long pavé j'ai fais un petit dessin pour savoir quel est la meilleure méthode (pièce jointe)?

Voila j'attend avec plaisir vos avis

Merciiii

 

[MCrevot]

Bonjour,
Tu dis vis trapezoidale, alors qu'au finish ta machine aura une structure plutôt rigide, c'est dommage : une vis trapezoidale s'usera plus vite qu'une vis à bille, sera moins précise et présentera un jeu très nettement superieur à celui d'une vàb.
Pour ce qui concerne les roulements, il faut, coté moteur, assurer un guidage radial mais aussi et surtout un guide axial, donc 2 roulements obliques ; de l'autre coté, un simple roulement droit suffit, sans écrou, sa seule fonction est une fonction de soutien.
Michel

 

[Ephemeredesign]

Les vis trapézoïdale c'est une question de coût :/ Je sais que l'on est loin de la precision d'une vis a bille. Ca sera pour la V2 :D

Je vais étudier la question des roulements coté moteur et voir ce que ca peut donner

Mercii

 

[el patenteu]

Je crois que s'est plus logique dy aller avec un écrou qui solidarise le vas et vient sur un seul roulement.
Le 2e roulement arrive en renfort.

 

[stanloc]

Bonjour,
Tu dis vis trapezoidale, alors qu'au finish ta machine aura une structure plutôt rigide, c'est dommage : une vis trapezoidale s'usera plus vite qu'une vis à bille, sera moins précise et présentera un jeu très nettement superieur à celui d'une vàb.
Pour ce qui concerne les roulements, il faut, coté moteur, assurer un guidage radial mais aussi et surtout un guide axial, donc 2 roulements obliques ; de l'autre coté, un simple roulement droit suffit, sans écrou, sa seule fonction est une fonction de soutien.
Michel

Je m'inscris en faux. Une vis trapézoïdale peut avoir la même précision qu'une vis à billes. Pour l'une comme pour l'autre c'est une question de coût.
Pour une vis à billes comme pour une vis trapézoïdale si on veut une bonne précision dans le temps et/ou si la vis est très sollicitée il faut monter un double-écrou à rattrapage de jeu. Ce qui fait la grosse différence entre les deux types de vis (cela a déjà été dit plus haut) c'est leur rendement. La vis trapézoïdale devra être accouplée à un plus gros moteur. Ensuite il y a le problème du graissage plus difficile à assurer sur vis trapézoïdale.
Etant donné le coût de certains approvisionnements en vis à billes et le fait qu'elles peuvent être achetées avec leurs extrémités usinées, la plupart des gens sans moyens d'usinage achètent des vis à billes.
Stan

 

[Ephemeredesign]

Merci pour les précisions sur les VaB et les vis trapézoïdales
Pour le moment pas de double écrou de prévu, encore une fois pour une question de coût. Et toujours modifiable par la suite.

J'ai retravaillé mon modèle au niveau des roulements (un seul coté sur le rendu)
En espérant trouver le meilleur compromis et pouvoir commander mes pièces dans la semaine :D

Mercii pour vos avis, bonne journée

 

[ybou30]

Salut à tous,

Pour tes roulements: il te faut rendre le roulement côté moteur bloqué pour que la vis ne puisse pas bouger.
Celui opposé doit être libre pour la dilatation.
Ceci n'apparait pas clairement dans ta vue en coupe.

Cdlt,
Yanik

 

[Alex31]

Bonjour

Pour tes roulements: il te faut rendre le roulement côté moteur bloqué pour que la vis ne puisse pas bouger.
Celui opposé doit être libre pour la dilatation.

+1

sur tes vues en coupe, quelle est la pièce que l'on voit entre le roulement et le fond de l'alésage du roulement?

comment as-tu prévus d'usiner les extrémités des vis Trapez?

comment as-tu prévus d'usiner les alésages pour les roulements dans le MDF? (un alésage non débouchant "précis" est +difficile à réaliser que le même débouchant)
une idée: utiliser 2 roulements coté moteur (contact oblique, ce serait mieux), de façon à ce que l'epaisseur de MDF soit égale à 2x largeur de Rlmt
ensuite, tu bloques les roulements en sandwich entre 2 plaques vissés

autre extrémité de la vis Trapez: tu fais un alésage débouchant et tu laisse le roulement glissant à mi épaisseur de MDF

pense aussi que les alésages dans le MDF vont rapidement s'ovaliser, il te faudra rapidement refaire les plaques MDf en version ALU,
ou alors il faudrait usiner des palier support de roulement (en ALU) => d'ou la question sur tes moyens de production

 

[fred03800]

il te faudra rapidement refaire les plaques MDf en version ALU

coté moteur, pourquoi ne pas la faire directement en alu (au lieu de refaire le travail une deuxième fois ) car effectivement Alex tu as raison, les alésages vont prendre du jeu sans compter la souplesse du MDF

(un alésage non débouchant "précis" est +difficile à réaliser que le même débouchant)

a bon ?

 

[Ephemeredesign]

sur tes vues en coupe, quelle est la pièce que l'on voit entre le roulement et le fond de l'alésage du roulement?

C'est une bague en alu pour éviter que le roulement bouge. C'est un peu du bidouillage mais bon :/

comment as-tu prévus d'usiner les extrémités des vis Trapez?

J'ai un tour RC2555 mais par contre je ne sais pas quel genre de plaquette utiliser pour ce genre de vis? Je sais juste que les vis sont en XC15.

comment as-tu prévus d'usiner les alésages pour les roulements dans le MDF? (un alésage non débouchant "précis" est +difficile à réaliser que le même débouchant)
une idée: utiliser 2 roulements coté moteur (contact oblique, ce serait mieux), de façon à ce que l'epaisseur de MDF soit égale à 2x largeur de Rlmt
ensuite, tu bloques les roulements en sandwich entre 2 plaques vissés

En fait ce n'est pas un panneau de MDF de 20mm mais deux panneaux de 10mm collé ce qui fait que l’alésage est traversant. Oui c'est vrai que cette idée est pas mal pour les deux roulement oblique. Je vais voir ca. Merci :D

pense aussi que les alésages dans le MDF vont rapidement s'ovaliser, il te faudra rapidement refaire les plaques MDf en version ALU,
ou alors il faudrait usiner des palier support de roulement (en ALU) => d'ou la question sur tes moyens de production

Je pourrais les faire directement dans l'alu, j'ai une petite bf16. Mais comme dit plus haut j'ai des soucis de santé au niveau des yeux donc la precision quand il s'agit de tracer, pointer et percer. Je suis sur de louper des perçages. Et comme j'ai accès a une découpeuse laser 100w, je peux découper facilement et précisément mes panneaux de MDF. (Capacité max de découpe 10mm pour du MDF voila pourquoi je dois doubler mes plaques)

Je sais que c'est double travail mais j'aurais une bien meilleure precision avec une découpeuse laser qu'avec mes yeux :/ de toute façon une fois la machine finis, après les tests, le remplacement des plaques en MDF ce sera sont premier job. Le MDF devrais tenir le temps de pointer quelques trous

 

[fred03800]

Si tu as accé à un laser, tu peux par exemple peindre (ou autre solution, a réfléchir) les pièces en alu pour faire les traçages au laser afin de percer en conventionnelle.

 

[Ephemeredesign]

Oui ca pourrais marcher mais j'ai deja mes panneaux de MDF. Il faut de l'aluminum anodisé ou un produit special pour marquer les métaux. La les panneaux en alu c'est hors budget :/ désolé de vouloir a tout prix en MDF mais je n'ai vraiment pas le choix pour le moment

Mercii

 

[fred03800]

MDF, coté moteur si possible met 3 ou 4 épaisseurs histoire d'avoir un peu de rigidité.

 

[Ephemeredesign]

MDF, coté moteur si possible met 3 ou 4 épaisseurs histoire d'avoir un peu de rigidité.

J'avais pensé a mettre une autre plaque, c'est fait

Pour la vis trapézoïdale coté moteur, j'ai mis 2 roulement oblique (sur le rendu ce sont des roulements normaux) en opposition le tout maintenu par un boulon M8 et ensuite vient le coupleur.
Pour l'autre extrémité j'ai laissé le roulement tel quel sauf que j'ai enlevé la bague qui calait le roulement ce qui lui permet de ce déplacer d'avant en arrière.

Je pense que ca a l'air pas mal comme base pour une petite V1 Voici quelques images :

Voila encore merci pour vos avis

 

[Alex31]

Bjr

sur la coupe, entrainement de la vis bille,
tu a conservé des cales entretoise, je te conseillerai d'augmenter la surface d'appuis coté MDF, car cela risque de faire emporte pièce (en serrant, l'écrou)

quand tu va refaire les plaques MDF en Alu, les épaisseurs vont changer, (ou alors tu empileras les épaisseurs d'alu ?)
1- coté entrainement, il va manquer de l'épaisseur
2- coté extrémité vis Tr, la position de l'épaulement Roulement sera peut être modifié
=> soit retoucher l'arbre plus tard,
soit épaulement plus long maintenant + entretoise

 

[Ephemeredesign]

sur la coupe, entrainement de la vis bille,
tu a conservé des cales entretoise, je te conseillerai d'augmenter la surface d'appuis coté MDF, car cela risque de faire emporte pièce (en serrant, l'écrou)

J'ai modifié ca en agrandissant l’alésage de la plaque du milieu et en mettant une seule entretoise. Ca ira?

quand tu va refaire les plaques MDF en Alu, les épaisseurs vont changer, (ou alors tu empileras les épaisseurs d'alu ?)
1- coté entrainement, il va manquer de l'épaisseur

Je comptais mettre des plaques de 20mm en alu.
C'est a dire il va manquer de l’épaisseur? Si j'arrive a trouver du 30mm abordable je mettrais du 30mm ^^

2- coté extrémité vis Tr, la position de l'épaulement Roulement sera peut être modifié
=> soit retoucher l'arbre plus tard,
soit épaulement plus long maintenant + entretoise

Ca va en effet changer les cotes de ma vis que je pense retoucher. Le plus simple non?

Mercii

 

[Rider63]

ce sont des vis a billes? je te souhaite bon courage pour percer tarauder une vis a bille! j'ai déjà essayé sans succès.

 

[Ephemeredesign]

ce sont des vis a billes? je te souhaite bon courage pour percer tarauder une vis a bille! j'ai déjà essayé sans succès.

Nan ce sont des vis trapézoïdale, je ne sais pas si ce genre de vis a un traitement particulier :/
Pour ce qui est des vis a bille, sur un gros tour pro avec des plaquettes carbure on peut les usiner facilement sinon il faut meuler la surface a usiner pour retirer le traitement de surface ^^
D'ailleurs si quelqu'un a déjà réalisé des épaulements sur des vis trapézoïdale est quels ont un traitement ou l'on peut usiner directement?

Mercii

 

[sebastian]

y'en a qui touchent leurs billes en DAO
Pour tes accouplement moteur//vab, si tu ne les a pas encore achetés, il serait mieux de prendre des accouplement à insert en croix nylon plutôt que les alu tranchés… qui sont limite en rattrapage de couple et pètent facilement…
dans le genre de ça
http://www.aliexpress.com/store/pro...14mm-Plum-Coupling-12/314742_32220332890.html
mais y'a d'autres marques et revendeurs
Joli projet en tous les cas !

 

[MCrevot]

Bonjour,

la fixation de tes moteurs : 20 mm, voire 30, c'est super cossu ! sur mon pauvre croquis, voilà comment j'ai fait sur ma machine, support en 2017 de 15, et un petit couvercle en 10 d'épaisseur qui emprisonne les 2 roulements obliques, c'est très largement suffisant ...
Michel

 

[Ephemeredesign]

y'en a qui touchent leurs billes en DAO
Pour tes accouplement moteur//vab, si tu ne les a pas encore achetés, il serait mieux de prendre des accouplement à insert en croix nylon plutôt que les alu tranchés… qui sont limite en rattrapage de couple et pètent facilement…
dans le genre de ça
http://www.aliexpress.com/store/pro...14mm-Plum-Coupling-12/314742_32220332890.html
mais y'a d'autres marques et revendeurs
Joli projet en tous les cas !

Merci :D Si j'avais su j'en aurais fait mon métier ! ^^
Merci du conseil, heureusement je ne les ai pas encore commandé, je passerais ma commande quand j'aurais une liste de course définis
http://www.dold-mechatronik.de/Spielfreie-Elastomerkupplung-JM20C-D20L30-635-800mm
D'ailleurs cette boutique est vraiment pas mal, apparemment ils travaillent avec motedis. Si quelqu'un a deja commandé chez dold-mechatronik c'est possible d'avoir un avis?

Mercii

 

[Alex31]

Bonjour

J'ai modifié ca en agrandissant l’alésage de la plaque du milieu et en mettant une seule entretoise. Ca ira?

avec ta modification, il n"y a plus d'arrêt en translation => ça va pas
regarde la solution proposé par "MCrevot"

Je comptais mettre des plaques de 20mm en alu.
C'est a dire il va manquer de l’épaisseur? Si j'arrive a trouver du 30mm abordable je mettrais du 30mm

20mm, c'est déja du costaud, pour ce type de machine, tu n"est pas obligé de conserver l'épaisseur sur toute la surface des plaques, juste inclure les fixations des NEMA serai suffisant

Ca va en effet changer les cotes de ma vis que je pense retoucher. Le plus simple non?

c'est celui qui fait le boulot qui est le mieux placé pour décider => toi
les conseilleurs ne sont pas ceux qui "feront et referont" (moi, entre autre)

je te souhaite bon courage pour percer tarauder une vis a bille! j'ai déjà essayé sans succès.

est-ce que type de vis est +dur en surface, que à coeur ? (si cela ressemble au tiges de vérin chromé, et autres axes de guidage)