Projet 2: Fraiseuse 3 axes mécano-soudée.

[Algone]

Salut tout le monde, je me lance dans un nouveau projet, objectif: usiner de l'acier, alu et titane.
Pour l'instant j'ai rien attaqué, j'en suis qu'à l'étude, voilà ce que je prévois:
Les courses: X: 380mm, Y: 380mm, Z: 200mm
Le bati, c'est de la récup, les tubes rectangle font 150x100 ep:5mm, couvert d'une tole acier (dessus dessous) ep: 15mm, je me garde la possibilité de remplir les tubes de ciment sans retrait ou époxy granit.
Le support de broche ainsi que la jointure base/ Z est en tole acier 20mm.
Les plateaux des axes sont des passages de garage en fonte de 30mm.
Pour la broche j'hésite entre une broche chinoise (couple constant) 1200/ 9000 tr/min et une BT30 je verrais plus tard.
Les moteurs seront des Nema 34 à boucle fermée 12Nm.
Les rails X et Y en 30mm, Z en 25mm.
VAB X et Y en 20mm, Z en 25mm
La carte controleur sera une XHC.
Pour le support j'ai pas encore fait de plan mais il sera suffisamment solide et massif pour encaisser le poids et les vibrations du reste.

Voilà, dites moi ce que vous en pensez.

 

[Sologne_eng]

Bonjour,
La course en Z est souvent critique ( y compris sur les fraiseuse conventionnelles) le montage d'un étau, de la pièce + l'outil absorbent déjà les 200mm prévus. Pourquoi ne pas rajouter 200mm sur la poutre verticale et passer à 400 en Z.
Cordialement.

 

[Algone]

T'as pas tord, sur ma première fraiseuse j'avais pris l'habitude de brider la pièce sur la table mais pour celle là oui un étau sera pas mal

 

[gomax69]

Salut !
Je suis complétement du même avis. Ca ne coute pas grand chose de rajouter un peu de course et ça ne change rien sur la rigidité au niveau du plateau.

 

[fred03800]

Le bati, c'est de la récup, les tubes rectangle font 150x100 ep:5mm, couvert d'une tole acier (dessus dessous) ep: 15mm,

Salut
super projet
niveau structure si tu utilises de la tôle de 15mm, viens plutôt collé (souder) a l’arrière du gros U de 300 ou 400mm de large (ou du H), mais je suis pas sur que faire un sandwich avec du 4 tube "fin" a l’intérieur soit une bonne idée (compliqué a souder)
Et si tu as accès à de la tôle de 15mm tu peux même créer un tube rectangle de 400x200 et la pas besoin de ce compliquer avec un béton ou résine qui coûte un bas.

 

[sebastian]

Bonsoir Algone,
superbe projet, à suivre avec intérêt !
Quelques remarques, en vrac ; je visualise bien ton besoin, mais il y a beaucoup de choses qui m'interpellent aux vues de tes modélisations…
• principalement cet énorme bras de levier du Z ! tu ne crains pas les flexions à ce niveau ? (même si tu prévois de grosses sections de structure…)
• Partant de ce constat, ne serait-il pas intéressant de réduire cet énorme bras de levier en concevant les pieds du portique fixe À L'EXTÉRIEUR DU CHASSIS CENTRAL ?
Ainsi tu réduirait de moitié ce porte à faux tout en gardant la même course en X
Je ne sais plus où… mais il y a une excellente réalisation sur une conception identique à la tienne, mais avec les montants du portique à l'extérieur de la structure centrale, qui donne des courses et volumes de travail identiques tout en réduisant ce porte à faux. (la machine en question est bleue avec des soudures magnifiques)… à rechercher sur le forum certainement dans cette rubrique !
à suivre ton projet !

 

[Algone]

Salut
super projet
niveau structure si tu utilises de la tôle de 15mm, viens plutôt collé (souder) a l’arrière du gros U de 300 ou 400mm de large (ou du H), mais je suis pas sur que faire un sandwich avec du 4 tube "fin" a l’intérieur soit une bonne idée (compliqué a souder)
Et si tu as accès à de la tôle de 15mm tu peux même créer un tube rectangle de 400x200 et la pas besoin de ce compliquer avec un béton ou résine qui coûte un bas.

Merci pour ta réponse, si je comprends bien tu préfèrerai faire un U ou un H avec les tubes et couvrir après avec la tole?
j'étais parti sur cette idée au début mais j'ai eu peur d'un manque de rigidité.
Les tube font 5mm d'épaisseur (j'ai pas trouvé plus épais chez le ferrailleur du coin) ils font déjà leur poids à eux seul, j'étais parti dans l'idée d'avoir la rigidité avec les tubes (la soudure c'est pas un soucis c'est mon métier) et de rajouter de la masse avec la tole, d'ailleurs j'en ai qu'une de 2000x1000, je suis obligé de jongler.
Rien n'est arrêté pour l'instant, je me laisse encore du temps pour réfléchir.

Salut Sébastian, merci pour ton intervention, c'est vrai qu'il a pas mal de port à faux ce Z, en fait je me suis influencé d'autres machine déjà créées notamment celle de Benji ici même, qu'avait fait une machine de toute beauté, de la flexion je pense pas, je comptais le renforcer bien plus que ce représenté, le fait que Z soit que sur un seul axe je pense que ça réduit pas mal de soucis à ce niveau mais pareil, rien n'est figé je vais y réfléchir

 

[mpvue91]

Je me joins à d'autres qui ont dit la même chose . Je préfère de beaucoup l'architecture choisie par damduq pour sa fraiseuse plutot que celle-ci. Sauf que dans le cas de damdup je n'aurais pas pris une base en granit mais un marbre en fonte acheté sur leboncoin. Le granit a une masse volumique de l'ordre de celle de l'aluminium ce qui rend ces deux produits inaptes à la construction d'une fraiseuse. En plus le perçage du granit et l'emploi d'in,sert éventuellement sont une chiant lie à mettre en oeuvre.
Du moins c'est mon point de vue!

 

[Algone]

Merci pour ton avis, j'ai regardé pas mal ce qui se fait en autoconstruit pour usiner l'acier, beaucoup se servent de cette config (Z sur un seul axe) avec de super résultats, d'ailleurs on le retrouve aussi sur les machines indus aussi. Niveau encombrement c'est pas se qui se fait de mieux mais je pense rester sur cette config

 

[damduq]

Sauf que dans le cas de damdup je n'aurais pas pris une base en granit mais un marbre en fonte acheté sur leboncoin.

J'aurais bien aimé, mais je n'en ai pas trouvé, ni sur leoncoin ni ailleurs.
Tout ce que m'a donné les recherche était soit de la plaque de fonte pour foyer de cheminée, soit de la plaque d'égout.
J'avais vu un gars sur Youtube qui avait acheté une plaque fonte en pologne, mais je n'ose pas imaginer les frais de transport, surtout ces temps-ci...

 

[mpvue91]

J'aurais bien aimé, mais je n'en ai pas trouvé, ni sur leoncoin ni ailleurs.

Oui il faut s'armer de patience car il y en a souvent. On peut en attendant construire le reste.
J'ai coutume de dire que les deux premières choses à bien définir puis à acheter lorsqu'on se lance à construire une cnc, c'est la broche et la "table" la surface sur laquelle va reposer la pièce à usiner. Lorsque e vois que certains usinent du métal posé sur un plateau en bois ou en médium e suis consterné. Le prétexte souvent c'est de vouloir dresser cette surface avec la cnc elle-même. e préfère utiliser une surface bien plane calée convenablement sous le Z.
Vu sur Youtube une architecture que j'aime bien : Notez l'emploi de deux broches de taille raisonnable et la taille de la fraise à surfacer de l'aluminium, certes)

 

[Algone]

A ce niveau là ça devrait aller, je pars sur une plaque en fonte de 800x350 ep:35, 63kg env

 

[Algone]

J'ai modifié un peu la simu, le bati Z en particulier, là je pense qu'il y aura pas de soucis de flexion, surtout si je monte un servo et une broche BT30. J'ai augmenté la course en Z aussi.

Les plaques en noir seront en fonte, je commence à les usiner demain, un aperçu des bestiaux

 

[gomax69]

La colonne avec quatre tubes soudés ça me parait pas génial. Ca n'est pas plus simple de reconstruire directement un tube avec quatre tôles de 15mm ? Si tu les fait découper au laser ça peut permettre d'avoir des formes pour les emboiter avant de les souder pour être sur d'avoir un carré convenable.

En version boulonné ça donne un projet comme celui là : https://www.usinages.com/threads/cn-acier-massif-2-5t.107530/

 

[Algone]

Ah la fraiseuse de Benji, qu'est ce que j'ai pu baver dessus
Alors la plaque de 15mm c'est de la récup, franchement elle est pas vraiment nickel, une découpe laser serait superflu, je sais que mes tubes plaisent pas mais le montage me fais pas peur, quitte à découper et ressouder si ils sont pas identiques, manière de partir sur une bonne base, ensuite ils finiront par être rempli de béton afin qu'ils encaissent les vibrations.
Je pense faire la base, avec les rails, VAB, etc...pareil pour la colonne et après mettre un lit d'époxy/sable de granit entre les deux pour les caler pile poil.

Aujourd’hui j'ai commencé par ébaucher les plaques en fonte, un pote m'a laissé me servir de sa fraiseuse trad, c'est trè sympa de sa part mais les courses sont trop petites pour mes plaques, va falloir que j'en trouve une avec des courses plus grandes, mais c'est pas grave l'essentiel c'est d'avancer

 

[g0b]

T'as besoin de quoi comme course pour usiner tes plaques ?

 

[Algone]

La plus longue, celle de la photo fais 800x400.

 

[Coyote94]

Ta broche sur le dessin me semble sous-dimensionnée. Comme dit plus haut, je sélectionnerais la broche avant de faire la structure du Z.

 

[Algone]

C'est ce que j'ai prévu, là c'est juste pour avoir une idée des dimensions, je cherche encore la broche idéale, pas forcément puissante mais la plus polyvalente, de 1000 à 10000tr/min serait top, avec un minimum de couple bien sur. J'ai quelques pistes.

 

[mpvue91]

La colonne avec quatre tubes soudés ça me parait pas génial. Ca n'est pas plus simple de reconstruire directement un tube avec quatre tôles de 15mm ? Si tu les fait découper au laser ça peut permettre d'avoir des formes pour les emboiter avant de les souder pour être sur d'avoir un carré convenable.

Pour moi, bien au contraire un assemblage de tubes en fagot est une bonne solution SAUF SAUF que moi j'utiliserais de l'ARALDITE pour faire l'assemblage. Pas de soudure de la colle structurale (résine deux composants)

 

[Mcar]

Pour moi, bien au contraire un assemblage de tubes en fagot est une bonne solution SAUF SAUF que moi j'utiliserais de l'ARALDITE pour faire l'assemblage. Pas de soudure de la colle structurale (résine deux composants)

Tu peux nous explique stp,
Et en quoi l'araldite a de meilleurs caractéristiques que la soudure ?

 

[Algone]

Je vois le truc, à cause des déformations du à la soudure?
Dans mon cas c'est trop gênant vu que par dessus il y aura la tole acier de 15mm, la plaque en fonte de 30mm et pour finir un méplat acier de 50x20 sur lequel sera vissé le rail, j'aurai juste à assurer la géométrie des méplats (planéité, parallélisme, etc...) et bien positionner la colonne par rapport à la base.

 

[mpvue91]

Je vois le truc, à cause des déformations du à la soudure?

Je ne vois pas comment tu feras des soudures ailleurs qu'en pourtour de tes tubes . La colle serait sur toutes les SURFACES en regard. Infiniment plus solide. La section des cordons de soudure se compte en mm² et les surfaces de collage en cm² : 1 cm² = 100 mm²
La colonne verticale a une forme qui se conçoit bien tant qu'il s'agit de la dessiner avec un bon logiciel de dessin mais le passage à la réalisation risque d'être beaucoup plus ardu

 

[lacier]

Je ne vois pas comment tu feras des soudures ailleurs qu'en pourtour de tes tubes...

Je suis d'accord avec ce qu'explique @mpvue91, tu pourras souder à peu près correctement 2 tubes, puis un 3°, mais le 4° ne sera soudé que par quelques cordons à l'extérieur et il n'y aura rien vers l'intérieur du groupement des 4 tubes.
Le collage est utilisé en aéronautique, donc question tenue c'est bon, reste que la mise en oeuvre doit être soignée.

Une autre solution qui pourrait compléter le soudage, comme le collage, est la liaison boulonnée en différents points sur les faces des tubes. Ils semblent de taille suffisante pour passer les clés pour le serrage.

 

[Algone]

J'apprécie vos remarques, seulement la soudure je maitrise, le collage non, là je vais souder la première paire de tunes avant, la seconde paire arrière puis les souder ensemble sur la périphérie et enfin sur le socle (plaque acier de 20mm), je doute sérieusement que ça bouge et je parle même pas de la tole de 15mm devant/ derrière et le remplissage des tubes, certainement sable granit/époxy.

 

[Algone]

En ce moment j'arrive pas à me décider pour le choix de la broche, soit un servo+ ATC BT30, mais c'est limité en tr/min (grand max 10000 en refroidissement liquide) j'ai bien compris l'histoire de la précontrainte, soit je part sur une broche comme celle là , en 3.5kw 8 poles 220v, Un gars l'a testé ça à l'air de tenir la route. Je cherche une machine avant out précise, qui usine de l'acier avec une fraise à plaquette de 40mm me suffirait mais j'usine beaucoup d'alu et ça m'arrive de me servir de fraises de 1 ou 0.5mm, là je pense qu'avec le Servo+ATC BT30 je serai pas mal limité.
Vous en pensez quoi?

 

[arba]

Le prix est assez incroyable, c'est sûr. Pour en avoir une similaire la qualité d'usinage de certaines pièces est horrible, et toute la partie électrique est à vérifier/refaire. Mais le faux-rond est en général bon et ça vibre peu.
Le problème c'est que les roulements sont toujours précontraints avec ressorts. Donc la fraise de 40mm dans l'acier j'ai de sérieux doutes!

Sur la page du vendeur ils montrent même que c'est fait pour du bois/plastique/alu...

 

[el patenteux]

Je comprend l'inquiétude de nos amis quand au manque de liaison entre les 2 paires de tubes,meme si je suis plutot de ton avis
a croire que ca ne doit pas déranger tant que ça mais une idée me viens....
Serait-ce possible une fois l'assemblage des 4 tubes fait par soudures de mettre la colonne debout,au croisement des 4 sections(plein centre)
l'arrondi des 4tubes devrait laisser un trou qui serait possible de remplir avec une résine suffisament liquide qui irait partout
dans toutes les intersices entre les tubes,du moin au centre.

 

[Algone]

@arba: Oui ils disent gravure/sculpture métal ça veut pas dire grand chose .
Pour l'histoire des précontraintes des roulements c'est bien qu'à basse vitesse avec du gros couple il faut pas mal de précontraintes et quand on tourne vite cette précontrainte génère pas mal de chaleur? Du coup on peut pas tout avoir?

@el patenteux: Je pense pas que ça apporte grand chose, je pars du principe que vu que les paires avant et arrière seront bien rigides, entre les deux ça travaillera qu'au cisaillement et avec un cordon de soudure tout le long entre les deux, si il y aura de la flexion ce sera de l'ordre du vraiment trois fois rien

 

[Coyote94]

Vu ce que tu veux en faire et la structure, pourquoi tu ne diriges pas vers une proche et moteur séparé ?