Moteur vapeur ELMER 05

[Samail]

Bonjour à tous,

J'ai démarré la fabrication d'un nouveau moteur : après le Elmer 06 (cf anciens posts) on passe au Elmer 05 (plan disponible sur le site de Jacques Clabaux).

J'ai modifié intégralement les plans de fabrication initiaux afin de réduire en taille le moteur.

Une photo de la bête en 3d :

On démarre par la réalisation du pignon de 33 dents au module 1 :

J'ai acheté spécifiquement une fraise module pour réaliser les dents au module 1 :

Après avoir réaliser le contour de la pièce au tour (2 cylindres à réaliser), on passe sur la fraiseuse, avec le diviseur.
Mon diviseur permet de faire 1 tour complet pour 40 tours manivelle, j'ai opté pour un disque à trou de 33 trous, cela donne :

40/33 = 33/33 + 7/33

Il faut donc faire pour chaque dent à usiner une rotation du diviseur égal à 1 tour (33/33) de manivelle + 7 trous du disque de 33.

Et on obtient sans forcer la pièce :

Comme visible sur la photo j'ai légèrement abattu les bords des dents à la lime.

 

[Samail]

Et on attaque la couronne dentée (c'est la toute la difficulté de ce moteur) :

Après beaucoup de réflexion, je me suis décidé à réaliser les dents avec une tête à mortaiser (ca tombe bien ma fraiseuse en possède une...). Mais comment faire pour obtenir l'outil à mortaiser qui va bien ????.

J'ai d'abord dessiné sous CAO la denture en développante de cercle (en bleu sur le dessin ci-dessous) et j'ai dessiné (en rouge) une approximation envisageable à savoir un segment de droite AB et un arrondis en bout. Ca donne ca :

On constate que même en zoomant l'écart entre le bleu (développante de cercle) et le rouge est infime (< 5/100eme de mm).

En ayant les angles de ce profilé (vue de dessus de l'outil), j'ai réalisé cette forme avec une affuteuse DECKEL SOE dans un barreau HSS de 8mm. J'ai également "abattut" les angles sur z afin d'avoir un angle de coupe de l'outil et voila le résultat :

J'ai ensuite fabriqué un carré porte outil permettant de mettre l'outil dans la tête à mortaiser

Pour la petite histoire j'ai fabriqué deux outils identiques ne sachant pas si l'usinage aller bien se passer, c'est vraiment pas gros comme outil...

Ensuite montage de l'ensemble sur le diviseur, toujours avec le disque de 33 dents : 40/66 = 20/33, donc il faut faire une rotation de la manivelle de 20 graduations par dent.

Pour le centrage j'ai mis un comparateur 3d dans la broche du diviseur (en BT40 comme ma broche de fraisage) et j'ai centré l'outil sur le diviseur.

Et on démarre l'usinage (j'ai au préalable allumés des cierges par sécurité et j'ai prié le dieu de l'usinage) :

La première dent :

La seconde (ca se fait gentiment) :

Et on avance :

Une petite video de la lenteur du process :

Et le final :

Les deux chérubins réunit :

J'ai réalisé des essais à blanc avec un montage provisoire et ca fonctionne parfaitement.

 

[coquillette]

Bonsoir
super bien... Qu'est ce que j'aimerais savoir faire une presentation 3 d du systeme de frein de ma loco....
ça parait tellement plus clair de "voir" le fonctionnement....

Et on attaque la couronne dentée (c'est la toute la difficulté de ce moteur) :

C'est dans la difficulté que l'on retire le plus de satisfaction du travail accompli.... ET en l'occurence tu peux etre satisfait..
Au vu de ces deux pieces ,le reste va etre une promenade de santé...
Jean Paul
ps/ entre les mors tu n'as pas eu peur que la piece plie legerement?? mais peut etre as tu mis en etai entre la couronne et le plateau diviseur ??

 

[Samail]

On passe au deux supports de l'axe principale portant la roue dentée et l'axe de rotation du moteur :

Mon plan modifié (l'axe D:10mm comportera un palier en bronze D10/12 mm non visible sur mon plan) :

Pour une fois j'ai décidé d'arrêter de bricoler à l'instar de mes usinages passés, et oui on se bonifie avec le temps ....

Sur ce type de pièces (les supports d'axe), j'avais toujours deux problèmes :

1/ La distance verticale entre le pied du support et l'axe centrale n'était jamais identique entre les deux pièces (fallait parfois bricoler en callant dessous). Sur z.

2/ Le parallélisme entre les deux supports n'était pas bon non plus. Sur x ou y.


Au grand mot les grands remèdes : avant de foncer dans l'usinage de mes pièces (ce que j'adore faire oui je sais c'est pas bien), j'ai tenté de réfléchir à une méthodologie d'usinage qui pourrait me convenir en fonction du matériel disponible.

Ayant investit dans un mandrin 4 mors séparé, j'ai opté pour une réalisation de l'axe au tour, avec les deux piéces en même temps et en centrant la roue dentée sur le support au préalable. Sur ce montage la roue dentée doit impérativement être axé sur l'axe du moteur sinon le pignon forcera plus d'un côté que de l'autre lors de sa rotation.

Après avoir débité les pièces d'alu rien de transcendant... (contour + percage des axes), j'ai fabriqué une piéce d'about permettant de venir fixé les pieds des deux supports ensemble :

Et maintenant on passe sur la fraiseuse pour dresser parfaitement le contour de ces deux pièces qui n'en feront qu'une lors de son passage dans le tour :

J'ai ensuite introduit les deux paliers laiton au maillet dans les supports : (les paliers sont usinés uniquement côte extérieure pour un montage serré, la côte intérieure est pour le moment à 11 mm au lieu des 10 mm requis).

Je suis repassé sur la fraisage car j'ai finalement opté pour deux trous latéraux permettant de venir mettre une vis imbus de blocages des paliers bronze par sécurité lors du futur passage au tournage (ces trous serviront ultérieurement pour le graissage des paliers).

Ensuite on monte la roue dentée sur le support (3 vis de fixation), afin d'effectuer un centrage de celle-ci "au mieux" par rapport à l'axe des paliers :

Après vissage/revissage 5 ou 6 fois de la roue dentée, j'ai lâchement abandonné : je suis à environs 2/100eme d'erreur entre l'axe du palier bronze et l'axe de la roue. Je rattraperai cela sur l'alésage des paliers lors de séquence d'usinage au tour.

Prochaine étape à venir : fixation de la pièce dans le tour avec le 4 mors indépendants et centrage de la pièce par rapport à la couronne dentée. Puis alésage de l'axe pour finir.

 

[Samail]

Bonsoir
super bien... Qu'est ce que j'aimerais savoir faire une presentation 3 d du systeme de frein de ma loco....
ça parait tellement plus clair de "voir" le fonctionnement....

C'est dans la difficulté que l'on retire le plus de satisfaction du travail accompli.... ET en l'occurence tu peux etre satisfait..
Au vu de ces deux pieces ,le reste va etre une promenade de santé...
Jean Paul
ps/ entre les mors tu n'as pas eu peur que la piece plie legerement?? mais peut etre as tu mis en etai entre la couronne et le plateau diviseur ??

Merci coquillette,

La couronne dentée est assez large en périphérie et assez épaisse pour être quasi indéformable : à la main on sent bien que cette pièce n'offre aucune flexion. J'avais plutôt peur que mon petit outil à mortaiser vienne se briser dessus....

 

[FTX]

Bonjour

Toujours jolis à suivre. Méthodes et matériels.

Ftx

 

[Nono 78]

Bonjour a tous
C'est super, un "calage" parfait en rotation de la couronne est indispensable, en as tu tenu compte en perçant les trois trous de fixation ?
Amicalement Nono 78

 

[Samail]

Bonjour a tous
C'est super, un "calage" parfait en rotation de la couronne est indispensable, en as tu tenu compte en perçant les trois trous de fixation ?
Amicalement Nono 78

Oui j ai percé le trou de centrage avec les trous de fixation donc ensemble bien aligné mais cela a été réalisé pour un support celui qui porte la couronne et j'ai assemblé les deux ensembles afin de pouvoir être parfaitement aligné et avec le même diamètre d alésage pour les deux supports

 

[Samail]

Par ailleurs ,le jeux introduit par la fixation des 3 vis est trop important, c'est pour cela que j'ai réglé le centrage avec le comparateur 3d en serrant les 3vis de fixation de la couronne, cela permet de minimiser l erreur de centrage et lors de l alésage avec le tour de l axe je n aurait plus d'erreur car je vais me centrer par rapport à la couronne dentée

 

[coquillette]

Bonjour Samail
Peux tu me dire avec quoi tu fais tes photos,elles sont tres nettes... et on aime bien ..
Jean Paul

 

[epine43]

trés beau boulot , et bonnes explications ....merci !

 

[Samail]

Bonjour Samail
Peux tu me dire avec quoi tu fais tes photos,elles sont tres nettes... et on aime bien ..
Jean Paul

Avec un iphone 12 mini

 

[sangten]

Bonjour

Moi qui suis un débutant de chez débutant en usinage, je suis totalement surleculté (comme on dit en face) devant ton travail.
Je n'ai aucune notion du mortaisage (en usinage, s'entend). Vous excuserez donc à l'avance ma bête question.
Ca prend combien de temps de faire la couronne ? Combien de passes par dent ?

Bon, je sors...

 

[Samail]

Bonjour

Moi qui suis un débutant de chez débutant en usinage, je suis totalement surleculté (comme on dit en face) devant ton travail.
Je n'ai aucune notion du mortaisage (en usinage, s'entend). Vous excuserez donc à l'avance ma bête question.
Ca prend combien de temps de faire la couronne ? Combien de passes par dent ?

Bon, je sors...

1 ou 2 heures pour faire les dentures, par contre pour l'outil de mortaisage (hors réflexion) j'ai passé une bonne matinée

 

[Samail]

On continue avec l'alésage, on monte la pièce sur le tour en mettant deux fines plaques de cuivre pour ne pas abimer la pièce, on monte le comparateur sur le chariot :

On serre, on desserre, et au bout de 10 minutes on arrive à avoir le comparateur qui reste bloqué sur le 1/100 donc nickel. Pour une première utilisation de ce mandrin 4 mors je pensais que j'allais plus galérer que ca...

On monte l'outil à aléser est c'est partie :

Pour la dimension de l'alésage (j'ai axe rectifié acheté dans le commerce qui fait un diamètre de 9.993 mm et je calcul l'ajustement permettant de connaitre le diamètre d'alésage à prendre en fonction de cet axe :

Après vérification à l'alésomètre j'ai réussi mon objectif (le micron en moins c'est pour moi c'est cadeau....) :

Et après démontage et mise en place de l'axe ca tourne nickel avec un jeu juste parfait ni trop ni pas assez :

A suivre ....

 

[Samail]

Petit boulot du week end, le maneton et la vis permettant de fixer le pignon, le plan

 

[Samail]

On commence au tour, je passe sur la forme de base assez facile et puis l alésage qui nécessite d être serré afin que l axe ne bouge pas

La côte doit être de 10 MM objectif réussit :

Puis on passe sur la fraiseuse avec centrage de la pièce avec un centricator :

Puis perçage du futur filetage avec un forêt extra court pour minimiser l écart de diamètre

Réalisation du taraudage avec la taraudeuse montée sur la fraiseuse

On usine les bords avec une fraise pour faire les 2 côtés du maneton et on coupe

Et on revient sur la fraiseuse pour finir la face coupée et obtenir la bonne épaisseur de pièce

Et voilà

 

[Samail]

Et puis Réalisation de la vis en bronze qui permet de maintenir le pignon sur le maintenon, le respect des cotes est très important car si on a une vis trop longue on a du jeux non souhaités et si on est trop court en vissant la vis le pignon ne sera pas libre et ça ne fonctionne pas. Le plan un peu gribouille

 

[Samail]

Usinage au tour assez simple

Puis fraisage pour Réalisation de la tête de vis

Au final

 

[Samail]

Petit essai en vidéo de l assemblage qui permet de voir que la vis serré laisse le pignon librement tourner

 

[Samail]

Et l essai avec l ensemble pignon roue dentée
, l ajustement est juste parfait oufffff je comptait pas refaire les pièces...

 

[epine43]

travail soigné , heureux résultat garanti !

 

[Plastik]

Super boulot, ca fait rêver !

Petite question pour satisfaire ma curiosité : pourquoi avoir monté le support avant de cette façon "en diagonale" dans le mandrin 4 mors avec une paire de mors sur chacun des grands côtés du rectangle?
Intuitivement j'aurais mis un mors sur chacun des quatre côtés pour faciliter le réglage de la concentricité mais j'imagine que tu as une bonne raison de ne pas avoir fait de cette façon...

 

[jungo1]

Je suis aussi très admiratif du superbe travail réalisé ,pour Plastik je tente une réponse: il s'agit s'en doute d'un mandrin 4 mors concentrique, et c'est la seule manière de bloquer cette pièce rectangulaire.

 

[Samail]

C'est un mandrin 4 mors indépendants donc cela serait possible dans l'absolu sauf que la pièce que je serre dans le mandrin est en réalité deux pièces (les deux supports de l'axe principal du moteur) assemblées entre elles par un talon et 4 vis BTR (voir photos ci-avant) donc impossible de venir pose les mors sur les BTR comme tu le préconises.

 

[Plastik]

Effectivement, j'étais passé a côté de cette subtilité.
Merci pour cette précision!

 

[Samail]

On attaque ce soir la pièce permettant de transmettre le mouvement de l axe du piston au piston.

Cette pièce se fixe sur le pignon grâce à l alésage diamètre 10 présent sur le pignon.

 

[Samail]

On démarre avec une plaque de laiton 6mm que l on coupe grossièrement en fonction du gabarit de la pièce :

Oui une grosse scie pour un si petit bout de laiton ..... il n'a pas fait trop de résistance.

On passe en suite sur la fraiseuse pour dresser les faces de la pieces

Après ebavurage des bords on place le bloc dans l étau afin de pouvoir réaliser les percements (un alésage et un taraudage pour être précis), le respect de l entraxe de 16,5 MM est très important car il correspond au débattement du pignon lorsqu'il parcours la couronne dentée

On réalise ensuite le taraudage m4

Et on attaque ensuite l alésage d 10 MM, j'ai utilisé plusieurs forêts surtout à la fin 9.6 puis 9.7 puis 9.8mm et au final l alesoir de 10mm

Et pour finir cette partie on réalise le fraisage sur 0.5 MM, le realiser pendant cette phase permet de s assurer que ce fraisage est bien perpendiculaire à l axe forme par les 2 trous de cette pièce

Et voilà pour ce soir

A suivre la partie cosmétique de la pièce les 2 arrondis, pffff va falloir que je sorte mon diviseur de 20 kg ....

 

[Samail]

Ce soir on attaque la partie esthetique de la pièce, j'ai prévu en gros 3 étapes :
1er étape : on réalise les parties droite par fraisage de la pièce sur l étau via un bloc martyr, les parties vertes représentent la fraise de diamètre 10 dans ses 3 positions après translation

On réalise d abord le bloc martyr dans l'étau de la fraiseuse avec un bloc d alu sur lesquel on réalise 2 taraudages M4 et M8 espacement de 16,5 MM :

On réalise ensuite au tour une bague diamètre 10 MM avec un alésage permettant de passer une vis m8 sans jeux, cette pièce permettra un centrage correct de la pièce à usiner :

On peut ainsi serrer notre pièce facilement contre le martyr :

On fixe également avec la btr M4 le second point de fixation (la pièce est parfaitement bridée et son alignement est parfaitement parallèle à l axe y de la fraiseuse. On attaque le fraisage :

Et voilà le résultat pour la 1er phase :

 

[Samail]

Deuxième phase on réalise le contournage circulaire par rapport a l'alesage de la pièce :

L opération serra réalisée avec un diviseur et un outil permettant de tenir la pièce via une btr m8 dans l alésage de 10 MM

On fixe l ensemble dans le diviseur en ayant préalablement centre la tête de la fraiseuse sur l axe du diviseur :

Et après on tourne à gauche et à droite avec la bonne profondeur (j ai fait plusieurs passes) :