Paramètres de coupe, centre d’usinage

[HoloLab]

Bonjour à tous,
j'ai fait l'acquisition cet été d'un CU ARIX DV250 de 2005, 178h au compteur de broche :

Courses de 200x250mm, broche 5kW ISO30 à 15000t/min refroidie par huile (on voit le groupe froid sur le côté gauche de la machine).

Bon comme d'hab, il y a toujours un peu de travail de remise en route, ici :
- changement de tous les tuyaux d'air comprimé, y compris dans la chaine porte câbles (tuyaux cassants)
- changement de tous les flexibles hydrauliques du circuit d'arrosage
- changement du groupe de traitement d'air Parker qui ne fait plus ces modèles depuis que c'est devenu Norgreen. J'ai tout mis en SMC.
- réparation du changeur d'outil 6 postes (il ne s'ouvrait pas toujours, c'est certainement pour cela qu'il y a un impact de la tête dans la porte) :
----- changement des pinces (cassantes, non adapté aux outils avec fraisages pour tenons d'entrainement)
----- démontage du vérin de porte, changement des joints
- sauvegardes des programmes automate, CN, application

En passant les surfaces de la table de bridage au pépitas 2µm, j'ai un défaut maxi de 4 à 6µm sur l'axe X, mais rien sur les axes Y et Z (ça bouge pas).

J'ai fait une pièce d'essai en alu et tout a plutôt bien fonctionné :

Aujourd'hui (enfin depuis une semaine...) j'essaie de fraiser du Z160 et je galère.... Je suis obligé d'aller à des vitesses de tortue sinon ça vibre...
Pas l'instant je n'ai pas mis d'arrosage pour éviter la trempe.

Surfaçage au tourteau à plaquettes (les 2 de chez Sandvik) : avec les paramètres de coupe de Sandvik (Vc de 30m/min Fz=0.08mm), je me traine à 80mm/min et prise de passe limitée à 0.2mm. Si je prends plus ça broute.
Je suis passé à vc=100m/min, l'aspect de coupe est bien meilleur, mais ça chauffe beaucoup et si la fraise est laissée au dessus de la surface, elle plonge toute seule ??? Voir les marques en début et fin de passes, attente nécessaire car je faisais tout en mode MDI. Après j'ai utilisé le mode conversationnel avec le programme de surface, il n'y a plus eu d'arrêts, donc plus de plongée intempestive. Mais il reste un peu de marques, que je n'ai pas pu effacer car j'arrive aux limites du brut pour ma pièce d'épaisseur 29 finie sur un brut d'épaisseur 29.3, et il me reste une trempe + rectif à faire.

Je démarre avec le surfaçage d'une plaque de 200x200mm.
Au début, sur les 3 premières passes de 25mm de large (sauf la première de 50mm car pas assez de course), avec les paramètres conseillés par Sandvik.

Puis augmentation sur le reste.
La surface est régulière, il y a un saut de 0.05 entre les 2 zones de paramètres (ça coupait plus profond avec les paramètres Sandvik) et par la suite, ondulation de max 0.03mm selon Y, et rien selon X.


Je me suis dit, bon c'est un peu raide un tourteau de 50mm pour une petite broche.


Etape suivante, après rectif des bords et retournement pour avoir une surface inférieure de référence.
Pré-trou de Diam 8mm au forêt => nickel, beaux copeaux (vc=20m/min, avance de 0.03mm/t)
Là j'arrose car c'est du forêt au cobalt.

J'ai dégagé le centre avec ce trou de 8 pour préparer la plongée de la fraise de diamètre 20. C'est du carbure monobloc 4 lèvres de chez Fraisa :

Et là, grosse galère, ca tremble, ça hurle.... J'ai dû baisser l'avance à 20% sinon je pense que j'aurais cassé les lèvres...
Les copeaux ont l'air d'aiguilles.

Après la plongée de 30mm, la fraise est morte (mais réaffutable), les extrémités des lèvres sont brulées.

J'avais 2 fraises identiques et la première a servi des heures et des heures sur ma Dufour 52 sur du 40CMD8.

C'est quoi le problème ? Manque de rigidité du CU ? Mauvais paramètres ? Il fallait arroser quand même ?

 

[Squal112]

Clairement tu est trop gourmand par rapport aux capacités machine...
Il faut privilégier des outils à plaquettes de petit diamètre (inférieur à 20 mm)
Une fraise monobloc Ø20 dans du Z160 sur un petit CU comme ça, je n'aurai pas tenté.

En bossant pour un mouliste, (on usine quotidiennement du Z38 trempé avec nos DMG), en utilisant uniquement du Moldino/Hitachi en outil coupants, avec de très faibles Ap (0.2 à 0.5mm max), un Ae important, et des grandes avances.

Pour moi, il faut revoir ton choix d'outils et les stratégies d'usinage.

 

[HoloLab]

Merci Squal112, effectivement les conditions initiales sont plutôt sévères... le Z160 n'est bien évidemment pas trempé mais recuit il a encore un Rm de 90daN/mm².

En creusant un peu plus, je me suis aperçu qu'une bonne partie des ennuis provenait du post-processeur de FreeCAD qui me sert à générer les trajectoires :

• Pour soulager la fraise, j'ai fait une descente hélicoïdale.
• Etant limité par la surface à générer à peine plus grande que le diamètre de la fraise, l'hélice est finalement de très petit diamètre, car j'utilise la compensation de diamètre à cette étape.
• Du coup, la vitesse au centre outil est bien celle programmée par le code F
• Mais la vitesse tangentielle est énorme !

Pour une fraise de 3mm sur un parcours avec rayon de 10, la survitesse est de 10/(10-3/2)) = 17%
Pour une fraise de 20mm sur un parcours avec rayon de 10.5, la survitesse est de 10.5/(10.5-20/2) = 90%

Moralité, de ce point de vue, il vaut mieux utiliser de petites fraises.

Pourquoi ai-je pris une fraise de 20mm ? Parce que c'est le seul outil en ma possession me permettant de plonger de 30mm (épaisseur de ma plaque).

Concernant la géométrie de l'outil, le manuel d'installation / configuration de l'électrobroche SIEMENS ECS 2SP1 indique un ratio de longueur/diamètre de 3 avant de devoir adapter la vitesse théorique :

En fait j'aurais du utiliser une fraise de 10mm, mais celles que j'ai ne coupent que sur 20mm malgré une longueur totale de 70mm. Aurais-je pu quand même plonger de 30 avec cette fraise ?

Je ne sais pas si l'utilisation de correcteurs d'outils G41/G42 force la CN à recalculer la vitesse tangentielle ou pas ?

En réfléchissant un peu plus, d'un point de vue de la puissance d'usinage, à vitesse de coupe constante, plus le diamètre de l'outil augmente, plus la fréquence de rotation de la broche diminue. Or, même si l'électrobroche permet de maintenir un couple constant quelque soit la fréquence de rotation, ce couple reste faible par rapport à une broche à boite de vitesse. A couple disponible à la broche constant, la puissance délivrée est donc inversement proportionnelle au diamètre de la fraise, ce qui est contreproductif.

De ce point de vue, avec des électrobroches il faut privilégier les petits diamètres de fraises.

Ma broche peut délivrer 5kW à 15000t/min (je n'ai pas les chiffres pour dire si elle consomme ou si elle restitue cette puissance). A 715t/min, la puissance maximale délivrée est de 283W.

Merci de me contredire si mon raisonnement est inexact, le but c'est d'apprendre !

 

[HoloLab]

D'un point de vue pratique, en adaptant la vitesse du parcours pour avoir une vitesse tangentielle correcte, ça donne ça
(enfin de vrais copeaux !) :

Et en contournage de poche :

J'ai mis une petite vidéo de l'usinage, la machine ne bronche pas, la main posée sur la cabine ne détecte aucune vibration suspecte.

 

[HoloLab]

Et oui, je sais, le porte outil rallongé est une connerie d'un point de vue rigidité et sollicitation de la machine... En juillet je ne trouvais pas de porte-outils courts et j'ai donc commandé en urgence des porte-outils longs... j'aurais mieux fait d'attendre un peu, mais vous savez ce que c'est, quand on a un nouveau jouet...

Surtout que depuis j'ai monté un étau Sagop S de 180 de large et qui ouvre à 250, mais qui fait me fait perdre de la course utile en Z.

Et aussi en Y, là en position max reculée, on est à 5mm du bâti :

Et devant, il reste 4mm avant la porte quand l'étau est serré sur une pièce de 200mm :

Avec une pièce de 200, le cul de la vis de serrage du mors mobile frotte avec la porte de la cabine pendant les POM. Pour l'instant je n'éteins pas le CU avec une pièce en cours d'usinage.

Mais brider une pièce de 200*200 sur un CU de courses 250x200 (252 * 212 dans la réalité), c'est quand même jongler avec les limites.

 

[Squal112]

En creusant un peu plus, je me suis aperçu qu'une bonne partie des ennuis provenait du post-processeur de FreeCAD qui me sert à générer les trajectoires :
Pour soulager la fraise, j'ai fait une descente hélicoïdale.

Parce-qu'a la base tu faisait uniquement une plongée en Z ???

Etant limité par la surface à générer à peine plus grande que le diamètre de la fraise, l'hélice est finalement de très petit diamètre, car j'utilise la compensation de diamètre à cette étape.

D'ou l'interet de revoir ta statégie d'usinage et le choix de l'outil.

En fait j'aurais du utiliser une fraise de 10mm, mais celles que j'ai ne coupent que sur 20mm malgré une longueur totale de 70mm. Aurais-je pu quand même plonger de 30 avec cette fraise ?

Il faut simplement utiliser une fraise série longue. Ø10mm longueur de coupe 40mm, longueur totale 100mm.
Ou une fraise à plaquette détalonnée Ø10, 2 plaquettes (exemple : EXN02R 011M100-100-02)

Je ne sais pas si l'utilisation de correcteurs d'outils G41/G42 force la CN à recalculer la vitesse tangentielle ou pas ?

Normalement non, seul le parcours outil change.

De ce point de vue, avec des électrobroches il faut privilégier les petits diamètres de fraises.

Ma broche peut délivrer 5kW à 15000t/min (je n'ai pas les chiffres pour dire si elle consomme ou si elle restitue cette puissance). A 715t/min, la puissance maximale délivrée est de 283W.

C'est très vrai, les électrobroches en prise directe (sans boite de vitesse) ne sont pas vraiment adaptée (sauf très grosse puissance) aux basses vitesses et donc au gros outils.
Avec ce genre de machine, on privilégie le nombre de passe à l'enlèvement de matière.

Voir la pièce jointe 905932

Et oui, je sais, le porte outil rallongé est une connerie d'un point de vue rigidité et sollicitation de la machine... En juillet je ne trouvais pas de porte-outils courts et j'ai donc commandé en urgence des porte-outils longs... j'aurais mieux fait d'attendre un peu, mais vous savez ce que c'est, quand on a un nouveau jouet...

Pourtant des porte outil BT30 ER32 court (L70) de qualité, ça se trouve toute l'année pour une 25 aine d'€ et livraison en 15jours max.

Mais brider une pièce de 200*200 sur un CU de courses 250x200 (252 * 212 dans la réalité), c'est quand même jongler avec les limites.

Il faut penser le bridage différement, comme avec des crampons plaqueurs + butées par exemple et se passer d'un étau encombrant.

 

[norm]

Bonjour, si la machine n'est pas bien calée, cela peut augmenter les vibrations.

 

[bonnefraise]

Et là, grosse galère, ca tremble, ça hurle.... J'ai dû baisser l'avance à 20% sinon je pense que j'aurais cassé les lèvres...
Les copeaux ont l'air d'aiguilles.

Bonjour,

Et oui dans ce cas tu as pris un risque. Même si tu as dégagé le centre avec un perçage à 8mm tu ne peux pas avancer en plonger avec les mêmes paramètres qu'un travail en contournage ou rainurage.
Moi quand je plonge, je baisse l'avance à 10%-15% de l'avance préconisée en travail radial. Ceci vaut avec les fraises classiques qui ont une coupe au centre.
Il est vrais qu'il existe des fraise très techniques où tu peux avoir de fortes avances en plongé mais elles sont très couteuses.
Il faut aussi de la rigidité machine et porte-outil.
On est tous pareil, on utilise ce que l'on a, mais je te conseil vivement de te munir de portes-outils au plus court.

Ta machine est sympa. Comme on le sait tous, le fraisage c'est de la stratégie, et avec ta machine tu vas devoir adopter une stratégie veloce, c'est à dire, petites fraises, et faibles engagements mais à haute vitesses. Enfin c'est ce que je ferais..

Bonnefraise

 

[HoloLab]

Bonjour Bonnefraise,

Effectivement tout est à redécouvrir. Cette semaine j'ai cubé du Z160 en prenant des passes de 2mm de profondeur avec un tourteau de diamètre 80 à 6 plaquettes sur ma Dufour 52. Vc=200m/min, avance de 0.1mm/dent. La machine ne bronche pas, la surface est parfaite (brillante et planéité à 3/100ième). La puissance du moteur est de seulement 2.2kW.

La Dufour pèse 1T3, le CU 1T5.
Le moteur de la Dufour fait 2.2kW à répartir entre les avances et la broche. Le CU a une broche de 5.6kW.

La CN a des fonctions d'usinage "UGV", mais il n'y a pas de doc (sur cette vieille version de contrôleur Syntec).

Mais pas le temps de faire du CU pour l'instant... Là je suis super em.......dé car j'ai des pb pour générer le parcours outil pour mon EDM fil. J'utilise FreeCad, car le fait qu'il soit gratuit et OpenSource est intéressant, surtout quand il faut écrire un post-processeur dédié à la machine Agie CNC100 dont la conception remonte aux années 80.
Mais ce "logiciel" FreeCAD est bourré de bugs. Je suis plutôt un programmeur chevronné et quand le jette un coup d'oeil au code source c'est un plat de spaghetti ... j'ai rarement vu du code aussi mal écrit. Je dois faire un ctrl+s régulièrement car il me jettent sans préavis, très souvent.
J'ai téléchargé la 1.0 RC2, il y a de très beaux boutons mais ça ne fonctionne pas mieux. Enfin pour graver le nom de votre chien dans une planche pour mettre sur la niche c'est parfait, mais pour générer des trajectoires exactes au centième ça ne fonctionne pas. Je vais droit dans le mur.... j'ai des pièces à faire et pas de solution. Pour l'instant je génère les trajectoires à la main à partir des infos géométriques récupérées depuis la CAO sur chacun des éléments de contour...

Un simple exemple : un trou de diamètre 5mm avec correction d'outil de diamètre 0.25mm avec un centre en X15 Y-5.121 :

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C'est faux, le Y d'approche est mauvais (-5.121 - 5/2 + 0.25/2 = -7.496).

Et ça ce n'est que pour un simple trou...

Ca pollue un peu le sujet initial mais ça explique pourquoi je ne réponds pas trop au fil que j'ai créé, parce que j'ai d'autres pb par ailleurs. Et de toute façon je doute que ça fonctionne correctement pour du fraisage (ça ne fait même pas de G41/G42 !!!!).

 

[HoloLab]

Bonjour, si la machine n'est pas bien calée, cela peut augmenter les vibrations.

Bonsoir,

Tu as raison.
Mais là, la machine est sur patins anti-vibratoires, descendue au plus bas, sur un sol béton stable. Ca aurait pu être une cause des pb, mais là je pense que ce n'est pas le cas.