Projet de tour cnc

Bonjour à tous,

L'idée me trotte dans la tête depuis quelque temps de réaliser un tour cnc mais n'ayant aucune connaissance dans le domaine je vous soumet cette première ébauche pour avoir un retour sur le sujet.

Pour présenter rapidement le contexte cet idée est issue d'un petit soucis sur mon dernier projet.
Je voulais réaliser un moteur stirling, ayant un petit tour (unimate 1) je me suis lancé tête baissée. Il en résulte que ce type de tour n'est pas vraiment fait pour usiner autre chose que du bois, les vibrations déplaçaient l'outil, la précision était à l'ouest et le moteur pas franchement à la hauteur.
Bref, j'ai commencé à réfléchir à me construire un tour plus gros et j'ai rapidement bifurqué sur le cnc. Ce qui me motive n'est pas nécessairement plus le besoin que la fin, je le fais surtout pour apprendre et faire quelque chose d'intéressant de mes dix doigts.

Seulement voila je n'ai aucune connaissance ni en mécanique ni en tournage c'est pour cela que je viens chercher de l'aide ici afin d'identifier les problèmes avant la phase de construction.

J'ai réalisé un dessin de mon projet mais je ne sais pas s'il est techniquement viable :



J'ai essayé de maximiser les largeurs entre axes pour améliorer la stabilité mais je me demandais par exemple quel type de glissière était le plus approprié. Des grosses barres de 20 mm comme j'ai choisi ou bien des glissières plates ou encore des roulettes sur un rail. Si vous avez des avis sur le sujet je suis preneur.

Je précise que l'objectif est en premier d'usiner de l'alu voir de l'acier si possible mais la possibilité de traiter du bois m'intéresse également. J'ai lu ici et la qu'une machine était prévue pour des matières dures ou molles et qu'on ne pouvait pas intervertir mais je ne comprend absolument ce qui m’empêcherai de mettre une buche à la place d'une barre aluminium. Donc la aussi si vous pouvez m’éclairer.
Dans le même ordre d'idées je privilégie la précision toutefois sans me ruiner vu que je ne sais pas trop où je vais je préfère limiter les dépenses pour une précision honorable sans essayer d'atteindre le micron, un juste milieu quoi.

A propos des tiges filetées je pensais prendre des tiges standards avec un pas de 1mm car j'ai trouvé des vis à billes avec un pas de 2mm minimum. Elle sont nettement plus cher et je me dis que le pas le plus petit est meilleur, j'imagine que je ne dois pas voir l'avantage qu'elles doivent avoir par rapport aux autres donc la aussi si vous pouviez me renseigner.

Mon idée c'est de dessiner les pièces dans un logiciel de cao quelconques et de lui faire gérer lui même le tour. Je veux dire par la que je ne souhaite absolument pas avoir à éditer du G-code. Il me semble que c'est possible mais je préfère demander car c'est un détail important pour moi.

Il y a certainement encore plein de chose à dire mais si je dois refaire la conception cela pourra être vu plus tard.

Je vous remercie par avance du temps que vous pourrez me consacrer.

Bonjour JRB

je te joints 2 liens qui pointent sur la cnc et le tour que j'ai construits, philosophie "faisable sans outillage lourd", mais tout de même "pas des jouets".

Avec la cnc, j'usine de l'alu (2017), je prends des passes de 7 à 10/10 avec une fraise de 6 ; j'ai déjà usiné de l'acier, passe de 2/10,
avec le tour, j'usine des métaux non ferreux (alu, laiton, bronze), passes de 5/10, pour l'acier passe de 1/10.


Les chassis sont réalisés à base de profilés alu 80x160, et je ne le regrette pas, ça me semble un minimum si tu souhaites obtenir des résultats corrects.

j'ai d'abord réalisé la cnc, puis le tour, heureusement car tout ça ne s'improvise pas, et j'ai beaucoup appris avec la cnc ; pourtant, j'avais réalisé en amont les principaux calculs de rdm, mais être confronté physiquement à la réalité des contraintes et vibrations rend humble !

La structure que tu as dessinée est extrêmement légère (et complexe) par rapport aux contraintes que l'on trouve sur un tour, bien plus importantes que sur une fraiseuse cnc ; il faut vraiment que tu revoies tout cela : la broche doit être béton, ainsi que la liaison porte outil/base ; et attention, usiner des métaux tendres c'est une chose, l'acier en est une toute autre !
Pour ce qui concerne la question tige filetée, vis trapézoïdale, vis à bille, tu verras plus tard, mais à priori, pour une cnc c'est vis à bille (sur mon tour, j'ai commencé avec de la tige filetée, puis j'ai remplacé la vis d'entrainement du chariot par une vàb pour pouvoir numériser cet axe, et je vais prochainement remplacer celle du chariot par à minima du trapézoïdale (pour des considérations de résistance), ou une vàb si je numérise aussi cet axe.


http://www.usinages.com/threads/cnc-en-profiles-alu.82791/
http://www.usinages.com/threads/tour-en-profiles-alu.91148/


Je serai toi, je commencerai par concevoir le tour, et ne m'intéresserai à la num que dans un second temps : soigne d'abord le tour pour éviter des désillusions ...

N'hésites pas pour les conseils !

Michel

Merci pour votre réponse MCrevot,
J'ai épluché les liens de vos réalisations, c'est vraiment de très belles machines.
J'ai également réalisé ce que vous vouliez dire par "complexe" en parlant de mon dessin, comparé à votre tour le mien est très chargé.

Néanmoins vous n'avez pas gérer les Z ; j'avais hésité à le faire car cela ajoutait une source de vibrations mais ne pas le faire me fait perdre un degré de liberté. Je vais reprendre mon étude en l'oubliant et je verrais plus tard s'il est possible de le gérer.

En ce qui concerne les profilés je ne comprend pas bien l'intérêt d'avoir utilisé des 160. Maintenu avec des 80 cela me semble moins rigide qu'une construction totale en 80.

En ce qui me concerne l'outillage est extrêmement limité d'où l'utilisation massive de profilés, pas question de découper des plaques d'aluminium et encore moins les percer (et avec précision on en parle même pas).

Ensuite niveau vocabulaire :
- la broche c'est l'outil ?
- le vàb c'est quoi ?

Je me replonge dans le dessein ce soir, je re-posterais une photo quand j'aurais une version propre.

La broche, ou plus précisément la poupée fixe, c'est la partie du tour sur laquelle est montée la broche, la pièce d'entrainement tournante sur laquelle est fixé le mandrin : ce doit être d'une rigidité absolue.

La/les vàb : vis à bille, universellement utilisées pour les cnc, bien moindre back-slash qu'une vis trapézoïdale.

Pourquoi des profilés 80x80 et 160x80 : les calculs sont assez simples, et imparables : pour avoir une machine rigide, il faut des profilés dont le moment quadratique soit suffisant ; le moment quadratique, qui caractérise la géométrie de la section du profilé, intervient au dénominateur des formules de flexion des poutres, dont plus il est grand, plus la flexion est faible ; sur ma cnc, j'ai retenu le 160x80 pour la base, elle doit vraiment être indéformable et ça permet une architecture en caniveau, et 2x80x80 pour que la flexion en milieu de portique reste dans les eaux du 1/100 ; d'ailleurs tu évoques à un moment des précisions de l'ordre du micron, il faut totalement oublier, même 1/100 ce serait déjà extraordinaire pour un amateur. Par ailleurs, pour absorber les vibrations, grand ennemies de l'état de surface, il faut du poids.

En effet, pas de mouvement sur le Z : d'abord, il faudrait avoir le logiciel qui permettrait de gérer ça sur un tour, et puis ce serait plus que très compliqué de conserver la rigidité nécessaire ; si tu veux travailler en Z sur des objets en révolution autour de X ou Y, il vaut mieux aller vers une fraiseuse CNC  dotée d'un 4ème axe, bien plus accessible pour un amateur.

Pour ce qui concerne l'outillage, l'alu en faible épaisseur (mettons jusqu'à 15) se scie très bien à la scie sauteuse ...

Bon courage, Michel

Bonjour,
Ton projet me semble bien utopique vu tes connaissances et ton outillage. Mais je vais le suivre avec intérêt.
Bien amicalement

JRB a écrit:
En ce qui me concerne l'outillage est extrêmement limité d'où l'utilisation massive de profilés, pas question de découper des plaques d'aluminium et encore moins les percer (et avec précision on en parle même pas).

Ensuite niveau vocabulaire :
 - la broche c'est l'outil ?
 - le vàb c'est quoi ?

Salut,

Et bah déjà avec un tel résonnement t'es mal barré, si tu veux un truc qui tienne la route, c'est pas avec du mécano que tu vas y arriver.

@ +

Je suis parfaitement conscient que le projet est extrêmement ambitieux et j'ai hésité à me lancer mais finalement si on se laisse guider par la peur on ne fait rien du tout.
Pour le moment je suis à l'étude je ne risque donc rien. Elle permettra justement de dire si je peux le construire simplement en assemblant des éléments achetés tel quel. Dans le cas contraire il me reste la possibilité de les faire fabriquer par des tiers ou tout simplement d'abandonner l'idée si c'est irréalisable. Dans ce cas là j'aurais au moins la satisfaction de savoir pourquoi je ne peux pas le faire plutôt que de ne pas l'avoir fait par manque de volonté.

Pour revenir aux profilés 80x80 et 160x80, je comprend bien l’intérêt de la taille de la section mais justement sur votre montage vous maintenez des profilés 160 par des 80 alors que moi j'aurais plutôt mis la même section soit en 80 soit en 160. J'ai peut-être une vision faussée mais les profilés 160x80 ne sont maintenues que sur la moitié de leur hauteur du coup je me disais que 80 de partout était plus rigide.

Allons, allons ! comment un parallélogramme "croisilloné" constitué de 5 profilés 80x80 (il y a une croix sous la table) et  2 profilés 80x160 pourrait être plus flexible, à géométrie comparable, qu'un parallélogramme constitués de 5 profilés 80x80 et 2 profilés 80x80 ?

1) les moments d'inertie quadratique du 80x80 sont respectivement de 135 et 135 cm4, alors que ceux du 80x160 sont de 266 et 903 cm4 (source Motedis)
2) les 2 profilés latéraux 80x160 contiennent bien mieux le vrillage de la base que 2 profilés 80x80,
3) le fait d'utiliser 2 profilés de hauteur 160 plutôt que 80 permet de réduire d'autant la hauteur des flans du portique, ce qui en l'occurrence rigidifie considérablement la flexion latérale de ce dernier, puisque le bras de levier entre la base du portique et le bas du premier profilé horizontal passe de 80 à 0 !! c'est tout le principe d'une structure en caniveau, structure qui ne doit pas être contestée par beaucoup ici ... son inconvénient est de limiter les accès latéraux à la table.

Michel

vas voir sur ce site d'un modéliste allemand réputé
http://www.ship-model-today.de/index.htm
même sans connaitre l'allemand on comprend la construction de ses machines très rigides avec des barres cylindriques comme glissières

En fait je pense que je me suis mal fait comprendre.
J'ai fait un schéma pour expliciter le fond de ma pensée.

J'ai représenté votre construction de profil (sans respecté les proportions), les ronds rouge représentent les rails et les rectangles les profilés.
Comme je comprend les choses, si on applique des vibrations sur les rails, la structure de gauche sera plus sujette aux vibrations que celle de droite. Je me suis mal exprimé précédemment en parlant de profilés 80x80, j'aurais plutôt du dire mettre des profilés 160x80 de partout (la même taille pour toute la structure)



Pour en revenir à mon projet j'ai refait une structure omettant désormais l'axe des Z.
J'ai conservé l'utilisation de profilés pour chaque élément de structure car l'objectif de simplicité est primordiale.



Est-ce que la structure est convenable ou y a-t-il quelque chose à reprendre ?