CNC-SentierBattu/Parametrage
Page en construction
Cette page expliquera comment on paramètre notre très chère CNC Sentier Battu
Sommaire
Définition
Fraiseuse
img standard process
Le fraisage, consiste à donner une énergie sous forme cinétique à une fraise en rotation tranchante, ce qui a pour effet d'accentuer les coefficients de contraintes sur la matériaux et sur la fraise, comme la fraise est plus dure que le matériau, c'est le matériau qui s'arrachera, créant un copeau. Le mouvement évacue le copeau via l'hélice de la fraise. Le tout en avançant pour tracer des formes.
Comme dans beaucoup de machine outil, elle sera organisée avec une tête contenant la particularité de la machine, qui s'articule sur des axes avec ses bras.
Pour Sentier Battu:
- La tête contient
- Un moteur qui met en rotation la broche, on a la vitesse de rotation de la broche.
- Une broche qui permet de tenir une fraise. Son serrage est important pour éviter les jeux au niveau de la fraise.
- Les bras s’orientent sur 3 axes linéaires cartésiens, X, Y et Z et contiennent
- Des glissières, nous on a des crémaillères, qui sont généralement robuste mécaniquement, et si elles sont bien réglé, elles évites les jeux au niveau des bras. Une fraiseuse sans jeu et robuste est généralement une machine qui propose des usinages propres dès le départ et évite les vibrations, donc l'usure prématuré des outils. Les bras définissent l'avance de la tête.
Avec ça on a les paramètres d'entrée, ceux que l'on va rentrer dans la machine pour faire notre usinage. En résumé on aura
- Une trajectoire de tête donc de fraise
- Une vitesse d'avance du bras lors de cette trajectoire
- Une fraise en particulier
- Une vitesse de rotation qui transformera la fraise en outil de coupe.
L'objectif de cette page est de prendre en compte les phénomènes du fraisage pour déterminer les paramètres précédents.
Phénomènes
Au niveau de la coupe les paramètres d'entrée produisent plusieurs phénomènes. Ils représentent les conséquences de l'utilisation de la machine, c'est eux qui vont nous intéresser pour savoir comment la régler. On les définira ici et voir comment cela s'articule en bas.
Formation des copeaux
_img qu'est ce qu'un copeau
C'est de loin la composante la plus importante du fraisage, elle dépend directement de tous les paramètres
Génération du copeau
Fendage-Compression-flambage
Lien avec la puissance
État de surface
img
Impacte de la forme de la fraise
img_comparaison_carré_hémisphérique
Flexion de la fraise
img_effort de flexion
Vibrations
Les types d'opérations
En 2D
On retrouve des opérations suffisamment particulières pour qu'il existe des fraises spécialement faites pour.
- Découpe: Passage de la fraise entière sur toute la profondeur du matériau, en plusieurs passes généralement.
- Gravure: Comme pour la découpe mais qui ne traverse pas le matériau
- Surfaçage: On utilise une fraise de diamètre large pour graver l'entièreté d'une surface, la rendant ainsi bien plane.
- Contournage: Comme pour la gravure mais uniquement sur les bords, on y retrouvera la réalisation de chanfreins, épaulements dans une plaque.
- Autres: l'utilisation de fraises à forme très particulières peu avoir lieu (congés, ...)
En 3D
On aura l'ébauche ce qui comprend toute les formes 3D usinée dans un matériau, on pourra passer sur un deuxième usinage dit de finition pour obtenir un meilleur état de surface.
On retiendra que les fraises d'ébauches peuvent faire du 2D, elles sont multi-usages, mais moins performantes que les fraises dédié à un type d'opération.
Fraisage par matériaux
Compatibilité des usages par matériaux
| Matériau | Catégorie | Niveau d'expérimentation | Fraise | Remarques |
|---|---|---|---|---|
| Contreplaqué | Bois | Très Facile | Carbure | |
| Aggloméré | Bois | Facile | Carbure | |
| Massif | Bois | Facile | Carbure | |
| Polymère peu dense | Polymères | Moyen | Carbure adapté | Voir spécificités matériaux |
| Polymère dense | Polymères | Moyen | Carbure 2 ou 3 dents adapté | Voir spécificités matériaux mais globalement avance lente |
| Fibre cellulosique | Fibres(composites) | Complexe | Carbure grand diamètre ou spéciale composite | Voir spécificités matériaux |
| Pierre | Autre | Complexe | Diamants | Se renseigner |
| Fibre de verre | Fibres(composites) | Interdit | Carbure multi dents/diamants | Usinage complexe et dangereux (poussière de verre) |
| Carbone | Fibres(composites) | Interdit | 2 dents diamantés | Usinage complexe et dangereux (poussière de carbone) |
| Aramide (Kevlar) | Fibres(composites) | Interdit | Spéciale aramide | Usinage dangereux, les fibres ne se coupe pas |
| Métaux | Autre | Interdit | Carbure multi dents (>5) | Usinage dangereux car CNC pas adapté. |
Choix des paramètres
Procédure de choix
img schema
Pour faciliter le choix on se référera au Fichier:CalculsVitesse.ods.zip
Type de fraise
Pour ce faire on se renseignera sur la page Fraise
Vitesse de coupe
Vitesse de rotation
Taille du copeaux
vitesse d'avance + rotation + nombre de dent => épaisseur trajectoire overlap => largeur trajectoire taille passe => profondeur
secu: la taille des copeaux en dessous de 30micron est problématique
Overlap
img_
img_copeau_traction
Profondeur de passe
Avance
Vitesse d'avance
Profondeur de passe
Sens de l'usinage
Conventionnel ou en avalant/montant
img
Il définit le sens d'éjection du copeaux, conventionnel vers le haut, et montant vers le bas. Il a une incidence très forte sur l'usinage.
Ce que l'on retiendra
- Pour les bois: On usinera en sens conventionnel.
- Pour tout le reste: On usinera en sens montant ou climb.
Voilà comment il se règle dans bCNC
Détail
Données matériaux
Fraisage du bois
Formation du copeaux pour le bois
img 3 type (tranchant, compression, flambage)
Taille du copeaux recommandé
Entre 0.05 et 0.3mm suivant le diamètre de la fraise Info catalogue Tap tools tableau
Fraisage des plastiques
On notera que pour les polymères le serrage de la pièce ne doit pas forcément être fort mais uniforme !
On fera attention a avoir des profondeurs de passes et des avances faible, néanmoins les vitesses de coupe peuvent être grande, c'est ce qu'on observe dans le tableau.
| Abréviation | Matériau | Densité (g/cm³) | Vitesse de coupe (m/min) | Avance par dent (mm/tr/dent) |
|---|---|---|---|---|
| PMMA | Polyméthylméthacrylate ou Acrylique | 1.2 | 200-4500 | <0.5 |
| ABS | Acrylonitrile Butadiène Styrène | 1.05 | < 1000 | 0.5 |
| PC | Polycarbonate | 1.2 | 100-500 | 0.1-0.5 |
| PVC* | Polychlorure de vinyle | 1.35 | 300-1000 | 0.1-0.5 |
| PS | Polystyrène | 1.05 | > 200 | 0.05 |
| PE | Polyéthylène | 0.95 | 1000 | 0.1-0.5 |
| PP | Polypropylène | 0.9 | 1000 | 0.1-0.5 |
| PUR | Polyuréthane | 1.2 | > 300 | 0.05 |
| POM* | Polyoxyméthylène | 1.4 | 200-500 | 0.3-0.5 |
| PET | Polyéthylène Terephtalate | 1.4 | 150-1000 | <0.5 |
| PBT | Polybutylene Terephtalate | 1.4 | 150-1000 | <0.5 |
| PETG/PCTA/PCTG | Polyester Thermoplastiques | 1.4 | 150-1000 | <0.5 |
| PA | Polyamides | 1.1 | 200-1000 | 0.3-0.5 |
| PTFE* | Polytétrafluoroéthylène | 2.15 | 200-1000 | 0.1-0.5 |
| PVDF* | Polyvinylidène de Fluorine | 1.8 | 200-1000 | 0.1-0.5 |
| PSU | Polysulfone | 1.25 | 200-400 | <0.5 |
| PES | Polyesthersulfone | 1.4 | 200-400 | <0.5 |
| PEI | Polyetherimide | 1.3 | 200-400 | <0.5 |
| PEEK | Polyetheretherketone | 1.3 | 200-400 | <0.5 |
- Plastique pouvant dégager du gaz toxique (Chlore, fluor, formol ..) si échauffement, généralement une aspiration suffit a évacuer le gaz correctement. Néanmoins à Plateforme C l'aspiration n'est pas vers l’extérieur, ces matériaux sont donc à bannir.
Fraisage des composites
| Matériau | Vitesse de coupe (m/min) | Avance par dent (mm/tr/dent) |
|---|---|---|
| Fibre Cellulosique | 50-300 | 1-3 |
| Fibre de Verre | 200 | 0.01-0.03 |
| Fibre de Carbone | 400 | <0.05 |