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Fabrication d’une CNC

Une CNC, c’est en anglais Computer Numerical Control, ou en français un centre d’usinage numérique, repris parfois dans l’ensemble CFAO pour Conception et Fabrication Assistées par Ordinateur.

Le terme CNC très générique, et qui pourrait aussi couvrir les imprimantes en 3D ou les découpeuses à laser, couvre essentiellement aujourd’hui les fraiseuses numérique ou à plasma, à eau, …

Passionné d’informatique et de bois, d’électricité et d’interfaçage, c’est un cheminement assez naturel qui m’a amené sur ce projet, tant pour sa réalisation que pour son usage.

L’achat d’une machine toute faite présentait deux inconvénients majeurs. Le premier étant le prix clairement dissuasif à moins de descendre dans des modèles à très faibles capacités ou précision, le second étant que c’est quand même moins drôle.

Projet

Réalisation d’une fraiseuse numérique capable d’usiner des éléments d’approximativement 600 x 900 mm.
La machine doit donc permettre de fabriquer des pièces en bois, découpe ou usinage, mais aussi pouvoir graver le bois ou l’aluminium pour la fabrication de face avant.

Choix des composants

Une partie des composants est de gamme moyenne, ce qui correspond à l’ambition de très faible volume de fabrication. Ils ne sont pas comparables aux éléments plus robuste mais qui sont de 2 à 10 fois plus chers.

Concernant le choix de la fraiseuse, après avoir longtemps hésité avec l’adaptation d’une défonceuse, c’est une fraiseuse triphasée à refroidissement liquide qui a été choisi. Pour une puissance approximativement similaire (2,2 KW), la fraiseuse offre les avantages suivant :

  • silence de fonctionnement, à bien prendre en compte lorsqu’un usinage dure plus d’une heure,
  • un pilotage de la vitesse de rotation possible via l’onduleur et donc le logiciel.
    pas de ventilation donc moindre propagation des poussières
  • broche ER20 qui permet de couvrir toutes les plages d’outil que ce soit en dimension métrique ou impériales, de 3 à 13mm.

En revanche cela est un peu plus complexe à installer en raison de la mise en oeuvre d’un onduleur et le refroidissement liquide. Cela demande des compétences en électricité, domaine vite dangereux, il faut être prudent ou accompagné. Il faut aussi tenir compte des 6 kilos de la broche.

Liste des principaux composants :

  • Logiciel : Mach 3
  • Carte de commande : USB Motion Card STB4100
  • Pilote des moteurs pas à pas : ST-4045-A1
  • Moteurs pas à pas : NEMA 23 23HS8430
  • Fraise : RATTM 2,2KW 24000tr/min étanche à 4 roulements et refroidissement liquide
  • Vis à bille : SFU1605
  • Supports : BF12 et BK12
  • Onduleur : HuanYang 2.2KW VFD 220V/220V avec déport d’affichage
  • Accessoires : télécommande sans fil HB04
  • Matériaux : contreplaqué extérieur CTBX de 22mm
  • Traitement : Vernis marine (Seigneurie Gauthier Lustra Marine)
  • Câble blindé de puissance : cable souple blindé 4×1,5
  • Câble blindé de commande des moteurs pas à pas : cable souple blindé 4×0,75
  • Chemin de câble flexible : CloudRay 15×40
  • Coffrets électriques de récupération

Livres

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Livres CNC

  • Construisez votre machine CNC par Patrice Oguic aux éditions Dunod
  • Make: Gettin Started with CNC par Edward Ford aux éditions Make
  • Make: Design for CNC par Anne Filson, Gary Rohrbacher et Anna Kaziunas France aux éditions Make
  • CNC Milling in the Workshop par Marcue Bowman aux éditions Crowood

Holzfräse, constructeur qui a démarré à la maison et qui propose maintenant des solutions de CNC haut de gamme, mais toujours en bois. Il faut chercher «  »holzfraese v3 » pour trouver les images de son projet qui m’a beaucoup inspiré, en particulier la lecture du post de Simon Pirard sur usinage.com, merci à lui pour tout ces détails.

Armoire de commande

Cette première armoire comprend le module d’interface avec le PC et la commande des moteurs pas-à-pas. C’est un ancien coffret Télémécanique.

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Les boutons sont positionnés puis tous les perçages sont faits, y compris pour la ventilation du coffret qui sera fait par deux ventilateurs de PC asservi en température.

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Deux couches d’Hammerite, peinture résistante et à l’effet martelée, est appliquée. Sur les machines outils c’est un bon choix, malgré un prix assez élevé.

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Une installation provisoire est faite pour faire le câblage confortablement. Tous les boutons sont disposés.

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Le coffret est bien, voire trop rempli, il aurait mérité être plus grand pour réaliser un câblage plus dans l’état de l’art. Pas de quoi être fier dans ce cas.

Deux alimentations sont donc nécessaire, une pour le 24V des moteurs et bien dimensionnée, une autre en 12V pour la commande.

Un relai optocoupleur est mis en place pour avoir une prise pilotée par logiciel. Elle n’est pas utilisée pour le moment car l’onduleur possède une sortie qui permet de commander une prise pendant que la broche fonctionne, ce qui est nécessaire pour la pompe de liquide de refroidissement et l’aspiration.

Les commandes des moteurs pas-à-pas sont acheminées par un câble à 4 conducteurs blindé pour évidé la propagation d’interférences.

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Les entrées et sorties sont reprises sur des connecteurs type aviation. La platine a été refaite car celle d’origine du coffret n’allait pas.

Nous avons ici, les commandes X, Y et Z, les entrées pour les fins de courses et arrêt d’urgence complémentaire et la commande vers l’onduleur.

Armoire de puissance

Récupération là aussi, sauf que le coffret a vécu plusieurs années à l’extérieur. Toute la rouille a été enlevée et le coffret repeint aussi.

Un rapide aperçu avant remise en condition.

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Le coffret étant brossé, les éléments sont positionnés. L’option affichage déporté de l’onduleur permet une intégration propre.

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Et voilà le coffret prêt à piloter une fraise.

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A l’intérieur, le circuit de puissance est protégé par un magnéto-thermique et une commande par relai.

Les deux prises commandées, pour l’aspirateur et la pompe à liquide de refroidissement, sont pilotées par l’onduleur dès lors que le moteur est en fonctionnement.

Comme pour l’autre coffret, la ventilation est assurée par deux ventilateur de PC asservis en température.

Refroidissement liquide

La broche de 2,2 KW est refroidie par liquide. Il ne faut pas utiliser de l’eau dans ce cas car cela conduirait à une oxydation d’une partie du circuit interne à la broche.

IMG_20171101_160052 Un bac plastique alimentaire de 10 litres et une pompe d’aquarium permettent d’avoir un bon volume. Si à l’usage cela ne permet par le refroidissement attendu, un ventilateur et une grille pourront être ajoutés sur le circuit.

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En boucle fermé, tout fonctionne. Les raccords ont été fixés au bac avec de la colle epoxy.IMG_20180304_201445

Le liquide de refroidissement a été versé, 7,5 litres. La couleur est au choix entre vert, rose, ou jaune.

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Un capteur de température a été ajouté pour surveiller la chaleur du liquide.

Support

Un meuble support est fabriqué pour poser la machine et pouvoir la déplacer dans les 14m2 de l’atelier.

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Les deux coffrets sont installés à l’intérieur. Des grosses roulettes vont permettre un déplacement plus facile car l’ensemble représente une charge importante.

IMG_20180202_092442 Un sectionneur général est ajouté pour assurer une coupure totale et éventuellement condamnable avec un cadenas, si jamais les petits se sentent des envies d’usiner.

Axe Z

La stratégie choisie pour la fabrication est de commencer en partant de la broche, et donc de l’axe Z. Cela a permis de prendre en considération le composant terminé, pour ajuster l’axe Y, et ainsi de suite.

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Positionné sur deux rails de 300 mm, et un encombrement total des coulisses à billes de 140 mm, la course sera de 260 mm, ce qui est largement suffisant pour découper et faire un peu d’usinage en 2,5D ou 3D.

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Le support de la broche, étant donné le poids de cette dernière, sera en aluminium de 10mm. Le bois ne permet pas dans ce cas  précis de contenir le couple.

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Les trous sont percés suivant le positionnement issu de la modélisation. De la colle repositionnable permet de tenir le papier en place pendant l’usinage. Le même principe a été retenu pour le perçage des planches en bois par la suite. La précision est importante à toute les étapes, les erreurs ne se compensant que rarement.

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La platine est terminée, les lamages sont réalisés pour noyer les têtes des vis BTR et les emplacements pour le support sont taraudés.

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Premier montage à blanc, tout fonctionne. Il faut maintenant passer à la partie bois de l’axe.

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Les emplacements des perçages sont positionnés comme pour la plaque d’aluminium.

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Des inserts à griffes sont utilisés pour accueillir les vis qui tiennent les rails ou les supports de la vis sans fin.

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L’axe est assemblé et le moteur mis en service avec un essai du moteur pas-à-pas : ça marche. En avant pour l’axe Y.

Axe Y

Il existe dans les CNC plusieurs conceptions différentes. Deux sont courantes dans les CNC amateurs.

D’un côté la famille des tables qui coulissent, facile à réaliser mais qui demande de doubler l’espace pour assurer un usinage sur toute la surface. Cette façon de faire se retrouve essentiellement sur les petites machines.

L’autre famille est celle des systèmes à portique. Le portique se déplace sur l’axe X. Il peut être soit animé par deux moteurs, chacun d’un côté de la table. Cela limite la hauteur de la machine et permet même d’y usiner des pièces très hautes. Cependant il faut deux systèmes d’entraînement ce qui augmente le coût.

Ici c’est un portique simple qui est mis en oeuvre.

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Il coulisse sur deux axes positionnés sur le bord de la table, et l’entraînement se fait par une vis à bille située sous la machine.

L’axe Y est donc installé sur ce portique. L’ensemble doit être rigide pour éviter les effets de balançoire liés aux déplacement des différents composants. Il doit aussi emporter une charge importante avec l’axe Y, tout le portique et toute la quincaillerie.

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La poutre du portique est ici réalisée selon le principe de la boîte à torsion. Au lieu de remplir de matière, un système fermé mais structuré assure une forte résistance à la flexion et à la torsion sans induire un poids trop important.

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Tous les perçages sont réalisés avant l’assemblage. Les écrous à griffes sont mis en place dans un lamage qui ne gênera pas le collage.

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Les bords sont collés et vissés. Des Domino complètent l’assemblage.

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Les traverses sont installées selon le positionnement déjà tracé. Elles sont visées en bout et depuis la face avant ainsi que l’arrière.

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Le panneau arrière est préparé, tout est vérifié car une fois monté et collé, l’ensemble sera indémontable. La rigidité a été préféré à l’accessibilité.

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L’ensemble est monté pour identifier précisément le centre de gravité. La forme particulière du côté du portique est lié à ce point précis. Il faut un bon équilibre de la machine pour que les coulisses ne soient pas mise en contrainte.

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Les côtés ont été arrondis pour apporter des formes un peu plus organiques à la machine.

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Un gabarit a été fait en contreplaqué pour reproduire la forme à l’identique sur les deux côtés du portique. Cela permet aussi d’ajuster et d’affiner une seule fois la forme.

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Après un débit grossier, les deux panneaux de 22mm sont collés ensembles. Quelques serres-joint viennent assurer la bonne prise de l’ensemble, les deux côtés ont été mis en collage en même temps.

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Les deux côtés sont usiné par copiage à la défonceuse. Les mises à l’équerre ne sont pas encore faites en haut et en bas, cela sera fait à la scie radiale.

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Les insertions ont faites pour la tenue de la vis à bille, ainsi que de l’autre côté pour le moteur pas-à-pas.

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Les assemblages seront faits avec des Domino doublé. La rainure en bas de la photo a été prévue pour accueillir une rampe de LED qui éclairera la zone de travail.

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Le bas du portique est réalisé sur le même principe, deux épaisseurs collées ensembles.

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Le portique est ensuite mis en collage.

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Le voici terminé et en phase de finition.

L’axe Y fait 702 mm de long auxquels il faut soustraire les 161 mm du support de l’axe Z pour calculer une capacité de travail de 541 mm, un peu en deçà des 600 prévus, mais déjà confortables.

Axe X

L’axe X est le plus simple à réalisé, car déduit du reste, mais qui demande tout autant d’application sur une grande surface.

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C’est le principe de la boîte de torsion qui est ici appliqué. La porté entre les pieds est de 1124 mm, ce qui commence à être conséquent pour une table qui ne devrait pas fléchir d’un seul millimètre.

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Le montage ne présente ici pas de complexité, il faut cependant vérifier en permanence les alignements et équerrages. Au milieu, il y a le passage de la vis à bille de l’axe X, elle sera dessous, protégées des poussières mais difficile à huiler.

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Les interstices sont positionnés rangés par rangés, collés et vissés.

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Au final, cela fait une belle boîte de rangement pour les Lego mais ce n’est pas le but du projet. La structure est très rigide, et fait déjà sont poids.

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Malgré tous les soins pris, des désafleurs sont présents et quelques défauts apparaissent lors de l’examen avec la règle d’ajusteur. C’est ici au rabot à main que les défauts sont corrigés, car il n’y a pas d’autre solution, à moins d’aller trouver une très grosse raboteuse.

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Un fois les rails installés, le portique vient se mettre en place et l’ensemble peut entrer en mouvement.

Les rails sont de 1100 millimètres. Si l’on soustrait l’encombrement de 200 mm du portique, la longueur d’usinage possible est donc de 910 mm. La machine atteint 1238 mm de long. Le rapport dimension hors tout et utile est à prendre en compte dans ce type de machine, tout comme pour les imprimantes 3D par exemple.

Plateau

Le plateau est un élément un peu à part. Il faut le considérer comme une pièce jetable car des erreurs d’usinage ou les coupes au fil du temps, finiront par l’endommager.

Celui-ci est rainuré pour servir de support aux différents types de presseurs.

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Des rainures sont faites avec une fraise en T dans le panneau de 1200 par 682 mm. La fraise étant trop petite pour les supports, plusieurs passages sont faits. Un guide pour l’usage à la bague à copier a été fait, permettant l’ajustement en largeur de la rainure.

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Et voilà la rainure usinée.

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Les presseurs sont installés pour test, cela fonctionne bien même si il ne faudra pas y aller trop fort. La pièce est cependant très bien immobilisée.

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Des petites sauterelles peuvent aussi être installées.

Finitions

L’ensemble des éléments en bois, sauf le plateau, sont traités au vernis marin en trois couches. L’objectif est d’éviter le transfert d’humidité et assurer une bonne tenue dans le temps de la machine.

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De gauche à droite, l’axe Z, l’avant de l’axe X et l’arrière de l’axe X.

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Le dessous du plateau.

Montage

Il ne reste plus qu’à monter, toujours avec précision, la machine.

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Les éléments sont en places, le portique sera monté en premier.

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Ici l’entrainement du portique est mis en évidence avec la grande vis sans fin.

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L’axe Z est ensuite installé.

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Les câbles et tuyaux (pour le refroidissement liquide) sont passés et mis à longueur.

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Le bon passage des câbles malgré la cinématique de l’ensemble est contrôlé.

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La respect de l’écartement entre la broche et la table est contrôlé.

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Un écran est ajouté pour le pilotage de la machine. Un simple PC de bureautique est placé dans le support.

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Et voilà la machine fonctionnelle. Le câblage a été depuis terminé et les fins de courses installés.

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Un des premiers tests.

Après presque un an de travail à temps perdu (pas tant que ça), il reste maintenant à prendre en main toute la suite applicative Fusion 360 et Mach 3 ainsi que les concepts de l’usinage assisté par ordinateur.


Quelques albums extraits de la BO de ce projet :

  • Ride – Weather Diaries
  • Kevin Morby – Still Life
  • Woods – Love Is Love
  • Slowdive – Slowdive
  • Kraftwerk – 3-D The Catalogue
  • Kevin Morby – City Music
  • Chromatics – Shadow
  • Ty Segall – Fried Shallots
  • David Gilmour – Live At Pompeii
  • Temples – Volcano
  • Beach House – Depression Cherry
  • King Gizzard And The Lizard Wizard – Gumboot Soup
  • Shame – Songs Of Praise
  • Courtney Barnett & Kurt Vile – Lotta Sea Lice
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Projet en cours

En attendant un article plus complet, voici une photo pour patienter.

Modification étau mortaiseuse à bédane

Sur certaine mortaiseuse à bédane carré, l’étau (la pièce noire sur la photo ci-dessous) peut laisser des traces sur le bois qui est travaillé. La modification qui suit a été faite sur une mortaiseuse Kity MB 16, mais peut s’appliquer sur de nombreux modèles.

Etau d'origine sur la MB16

Etau d’origine sur la MB16

L’étau est donc percé de 4 trous à 3,2mm, ils seront ensuite taraudés pour accueillir des vis à tête fraisée M4. Le taraudage est fait à la perceuse à colonne, j’ai équipé la mienne d’une commande d’inversion de sens de rotation ce qui permet d’extraire le taraud après avoir fraisé le pas de vis. Bien entendu il est possible de le faire à la main avec le porte filière.

Trois tarauds successifs sont passés pour un usinage en douceur, accompagné d’huile de coupe.

Taraudage à la perceuse

Taraudage à la perceuse à colonne

La pièce étant maintenant prête, elle est nettoyé à l’essence C (pour dégraisser les métaux), ce qui n’altère pas la peinture.

Les patins ont été découpés dans du hêtre, mais il est possible d’utiliser une autre essence ou pourquoi pas du polyéthylène récupéré sur une planche à découper.

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Les vis sont installée sur l’étau et les patins en hêtre ont été découpés.

Les emplacements des vis sont reportés sur les patins en bois et percés avec un fraisage pour noyer la tête de la vis qui ne doit pas dépasser afin d’éviter de rayer le bois.

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Les patins sont installés sur l’étau.

Il n’y a plus qu’à faire un essai : c’est parfait. Cela fait perdre un peu de capacité en hauteur, mais il est aisé de déposer les patins si nécessaire.

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Etau modifié

Table de défonceuse – 08 – Caisson d’aspiration

Caisson d’aspiration

Pour assurer une bonne collecte des copeaux, un caisson d’aspiration est installé autour de la défonceuse, dessous la table. Les premiers essais avec la fraise à bouveter ont démontré toute la capacité de l’installation à produire de la poussière. Celle-ci n’est que partiellement aspirée par la collecte sur le guide d’usinage. Le caisson est fait avec les mêmes planches que la table. L’assemblage se fait avec des vis obliques car c’est largement suffisant dans ce cas et l’esthétique est bien adaptée à ce projet.

Boîte en cours d'assemblage

Boîte en cours d’assemblage

On peut voir a l’arrière la bouche d’amenée d’air et à droite celle d’aspiration. Le collecteur d’aspiration au diamètre de 100 mm offre un repiquage en 63 mm pour amener une aspiration sur le guide d’usinage. Cette pièce provient de chez Axminster, sous la référence 502568.

Trou de 100 mm pour la bouche d'aspiration

Trou de 100 mm pour la bouche d’aspiration

Pour permettre un balayage efficace du flux d’air, une entrée d’air est installée à l’opposé du caisson. Il s’agit d’une bouche de récupération d’une installation de VMC.

Bouche d'entrée d'air - vue de l'extérieur

Bouche d’entrée d’air – vue de l’extérieur

Un trou de 73 mm est réalisé, car c’est la cloche la plus proche à ma disposition, bien que la bouche fasse environ 72 mm. Un peu de scotch épais permet de comble le manque et assure une bonne tenue en place. La bouche est réglable en faisant tournée le disque central.

Bouche d'entrée d'air - vue de l'intérieur

Bouche d’entrée d’air – vue de l’intérieur

Une prise électrique est installée à l’intérieur, ce qui facilite le démontage de la défonceuse, si besoin. Pour passer le câble d’alimentation qui ira jusqu’à la commande, un presse étoupe est monté à l’arrière de la prise. Il assure que la poussière ne rentrera pas dans la prise et apporte une bonne tenue du câble.

Vue arrière de l'installation du presse étoupe

Vue arrière de l’installation du presse étoupe

Un évidement à la fraise Forstner est fait à l’intérieur car ces presses étoupes sont prévus pour être montés sur des panneaux en tôle, bien plus fins que le contreplaqué.

Presse étoupe côté sortie

Presse étoupe côté sortie

Une prise Legrand Plexo pour l’extérieure est installée, ce modèle un peu plus étanche, limite l’arrivée des poussières à l’intérieur du boîtier. J’ai préféré mettre une prise car l’étanchiété du caisson est meilleure qu’avec une trappe pour le passage du cable.

Prise intérieure du caisson

Prise intérieure du caisson

La défonceuse est donc facilement raccordée sur l’alimentation électrique. Le serre câble livrée avec défonceuse est tout particulièrement utile dans cette configuration.

Défonceuse raccordée

Défonceuse raccordée

La commande électrique peut donc être installée à sa place sous la table. Le cordon de raccordement au caisson est coupé à la bonne longueur. Un test de mise en route de la défonceuse est fait et les deux modes d’arrêt, d’urgence et normal, sont validés.

Boîtier de commande installé

Boîtier de commande installé

Une plaque de polycarbonate de 5 mm est utilisée sur la porte, pour la curiosité et voir si des éléments s’accumulent. Une feuillure de 7 millimètres de profondeur sur 12 millimètres de largeur a été usinée dans la porte. La plaque est ensuite coupée à la bonne dimension à la scie circulaire et les coins arrondis à la lime. Les emplacements des vis sont perçés au préalable avec une mèche à fer.

Installation de la plaque de polycarbonate

Installation de la plaque de polycarbonate

Le film de protection est laissé sur la plaque le temps d’installer la porte. Un rangement est prévu dans le caisson, il faut donc préparer les cloissns. Celles-ci sont réalisées dans des chutes de contreplaqué de 15 millimètres et fixées avec des vis obliques.

Perçage des trous obliques avec le guide

Perçage des trous obliques avec le guide

Le rangement n’est pas très spacieux, mais ce qui est rangé là est à portée de main.Peut-être qu’avec deux tiroirs ce serait plus fonctionnel.

Rangement du caisson

Rangement du caisson

Ce rangement permet aussi un déport du caisson vers la droite alignant la prise avec le côté de la table. Ainsi la longueur du tuyau de 1 mètre est parfaite. Dans le cas contraire, cela aurait été trop juste. L’espace est donc laissé pour que les copeaux aillent jusqu’à la bouche d’aspiration.

Chemin d'évacuation des poussières

Chemin d’évacuation des poussières

L’admission d’air se fait à l’opposée de l’aspiration pour augmenter son efficacité en élargissant le blayage.

Raccord d'aspiration et dérivation

Raccord d’aspiration et dérivation

L’apiration passe par une dérivation qui réparti celle-ci entre l’aspiration du guide et du caisson. Le tuyau de 63 mm est installée avec des colliers utilisés dans les installations de VMC. LE tuyau transparent de 1 mètre provient lui aussi de chez Axminster (référence 505002).

Raccord d'aspiration et dérivation - tuyau installé

Raccord d’aspiration et dérivation – tuyau installé

L’aspirateur à copeau est raccordé à la dérivation avec une pince rapide qui permet de passer rapidement l’aspiration d’un équipement à l’autre.

Aspiration et dérivation vers le guide

Aspiration et dérivation vers le guide

Tout est maintenant raccordé.

Vue sur le caisson

Vue sur le caisson

Le caisson est installé à sa place, les dimensions sont correcte. Le raccordement électrique est fait et un premier test d’usinage est possible. A noter que la lumière sur cette photo est seulement temporaire, je ne suis pas allé jusqu’à mettre une lumière définitive à l’intérieur.

Table de défonceuse – 06 – Installation de l’ascenseur

La table est maintenant prête à recevoir l’ascenseur et le gabarit aux dimensions parfaites pour faire un travail de précision.

Usinage de la table

Usinage accueil plaque

Usinage accueil plaque

Avant l’usinage exact à la forme du gabarit, la table est évidée tout en veillant à laisser un épaulement suffisant pour accueillir la table de l’ascenseur. J’utilise une bague de 30 mm et une fraise droite de 4 mm, ce qui permet un écartement par rapport au gabarit de de 13 mm selon la formule Diamètre de Bague – Diamètre de Fraise divisé par 2 pour avoir l’écart (30-4)/2=26.

Installation bague de copiage avec cône de centrage

Installation bague de copiage avec cône de centrage

A nouveau, la défonceuse est configurée pour le copiage. Sur ma défonceuse, les bagues doivent être centrées par rapport à l’arbre en utilisant un accessoire.

Cône de centrage

Cône de centrage

Ceci se fait avec un cône de centrage. Il existe des machines sur lesquelles cette installation se fait sans cette étape, c’est le cas par exemple du modèle supérieure à ma défonceuse. Pour une utilisation occasionnelle, ce dispositif est suffisant et offre l’avantage d’une précision absolue car le cône s’installe dans la pince.

Bague de copiage de 30 et fraise de 4

Bague de copiage de 30 et fraise de 4

La mèche de 4 mm est installée, l’usinage de l’évidement peut se faire. Plusieurs passes successives sont faites car la fraise est petite et le bois dur. Dans tous les cas cela est important pour garantir un travail propre et moins dangereux.

Première découpe du panneau

Première découpe du panneau

Le résultat est conforme à mes attentes, la dernière étape peut être engagée. Elle va se faire avec une fraise à roulement haut. L’usinage ne fait pas dans toute l’épaisseur de la table, il faut donc une fraise relativement courte. Ce sera donc une fraise avec une coupe de 19 mm de haut.

CMT 901.160.11B Fraise droite à roulement haut D16x19x8

CMT 901.160.11B Fraise droite à roulement haut D16x19x8

La profondeur d’usinage sera de l’épaisseur de la plaque additionnée d’un millimètre. C’est ce que suggère le fabricant qui donne les indications pour réaliser l’usinage adapté. Même s’il vend des tables, il livre aussi les indications pour réaliser son montage, c’est appréciable.

La plaque comprend pas moins de 10 vis en périphérie pour régler très précisément son affleurement avec le dessus de la table.

Epaulement usiné

Epaulement usiné

L’usinage est fait et le résultat très précis. Le travail avec un gabarit est vraiment sécurisant et offre un haut niveau de finition. Le temps passé à le concevoir est largement récompensé.

Plaque installée

Plaque installée

La plaque s’insère exactement comme cela a été testé dans le gabarit. Elle est un millimètre en dessous du niveau de la table, ce qui est parfait. Tout le kit peut donc être remonté, le test approche.

Ascenseur en place - vue de dessous

Ascenseur en place – vue de dessous

L’ascenseur est remonté complétement et la défonceuse fixée dans son berceau. La plaque est mise en place.

Fraise à bouveter sur table

Fraise à bouveter sur table

Une grosse fraise à bouveter est monté sur la défonceuse pour quelques tests qui seront très positifs.

Table de défonceuse – 05 – Réalisation du gabarit

Afin d’avoir une inclusion parfaite de l’ascenseur dans la table, un gabarit est réalisé.

Fabrication d’un gabarit

Pour installer la plaque avec son ascenseur, il faut tout d’abord faire un gabarit. La mise en place doit se faire avec le moins de jeux possible. Cet objectif est atteint plus facilement avec la préparation sur un gabarit que sur un usinage en direct. L’idée est donc de partir de la plaque et d’en faire un gabarit parfaitement ajusté dans une plaque de MDF.

Fraise de 6 mm avec guide de copiage de 13,8 mm

Fraise de 6 mm avec guide de copiage de 13,8 mm

Le moyen le plus simple tout en conservant une très bonne précision est d’utiliser la défonceuse avec une bague de copiage.

Principe de la fraise à copier

Principe de la bague de copiage

Cette bague, installée sur la défonceuse, permet de garantir un écart permanent entre la fraise et le bord du guide, quelque soit l’orientation de la défonceuse. Par contre il faut faire quelques calculs pour identifier la combinaison gagnante.

Gabarit d'une forme au guide de copiage

Gabarit d’une forme au guide de copiage

Dans ce montage, j’ai utilisé un gabarit intermédiaire, il n’est pas possible de copier directement. Dans l’illustration ci-dessus, l’ensemble bague et défonceuse est représenté tête à l’envers. Au niveau du calcul, on retient que (1 en vert et 2 en rouge sur l’illustration):

  • Rayon Bague 1 + Rayon Fraise 1 = Rayon Bague 2 – Rayon Fraise 2
  • Donc en multipliant tout par 2 pour parler en diamètre  : Diamètre Bague 1 + Diamètre  Fraise 1 = Diamètre Bague 2Diamètre Fraise 2
  • Finalement : Diamètre Bague 2 = Diamètre Bague  1 + Diamètre Fraise  1  + Diamètre Fraise 2
  • En prenant la même fraise dans les deux cas : Diamètre Bague 2 = Diamètre Bague  1 + 2 x Diamètre Fraise  1

En pratique, je dispose de fraises droites de 4, 6, 8 et 10 mm, et de bagues de 10,8, 13,8, 24 et 30 mm. Du fait des deux premières bagues un peu particulière, la seule combinaison approchante est :

  • Fraise droite de 8 mm
  • Bague 1 de 13,8 mm
  • Bague 2 de 30 mm (13,8 + 2 x 8 = 29,8, les deux dixièmes restant seront rattrapé par la suite)

Conformément au schéma, la première étape consiste à détourer le gabarit intermédiaire. Il sera usiné dans une chute de contreplaqué de 8 millimètres d’épaisseur.

Plaque prête à recopier pour le gabarit intermédiaire

Plaque prête à recopier pour le gabarit intermédiaire

Pour pouvoir pratiquer cette opération, les coulisses et la vis de l’ascenseur ont été démontées. Il s’agit de la même opération que pour installer le kit en métrique, donc tout est bien expliqué.

Immobilisation de la plaque le gabarit intermédiaire

Immobilisation de la plaque le gabarit intermédiaire

La plaque est immobilisée sur le contreplaqué avec des vis et des rondelles. A noter que par rapport à la photo au dessus, la plaque a été retournée en raison de l’insert qui permet de solidariser la plaque sur la table. En effet cet insert aurait provoqué un détournement de la bague de copiage et conduit à usinage de la plaque. Le pire a été évitée.

Gabarit intermédiaire

Gabarit intermédiaire

Le gabarit intermédiaire est maintenant usiné, il va permettre de réaliser le gabarit définitif.

Gabarit intermédiaire installé sur la plaque du gabarit définitif

Gabarit intermédiaire installé sur la plaque du gabarit définitif

Le gabarit intermédiaire découpé, il est vissé sur une plaque de MDF de 15 millimètres. Le contreplaqué étant déformé, il est fixé avec plusieurs vis installé dans des trous faits préalablement et fraisés.

Gabartit défnitif

Gabarit définitif

Le gabarit est limé pour s’assurer que la plaque s’y insère avec le jeu attendu. Il a fallu déplacé d’un millimètre vers le bas et vers la droite le gabarit intermédiaire, les deux dixièmes manquant de la bague de copiage sont bien là. Cela démontre que le travail à la bague de copiage est capable d’une très grande précision. Le gabarit sera conservé précieusement car je suis certain que l’ascenseur sera bien plus durable que la table où il est installé. J’aurai donc certainement à refaire l’usinage dans quelques temps.

Collection de vis

En débutant, il n’est pas toujours facile de savoir de quelles vis nous aurons besoin. L’approche idéale, comme pour les outils étant de faire ses achats selon ses besoins.

Caisse de vis

Caisse de vis

L’objet de cet article n’est pas de proposer une liste finie de références à avoir, mais de partager celles que j’ai dans ma caisse, avec un petit commentaire, et en gras pour celles que j’utilise le plus souvent.

  • Têtes fraisées (TF)
    • 3 x 16, utile dans les panneaux de 18 mm d’épaisseur, par exemple pour fixer une paumelle
    • 3 x 25
    • 4 x 20, utile dans les planches de 22 mm d’épaisseur
    • 4 x 25, utilisée très couramment
    • 4 x 30
    • 4 x 35
    • 4 x 40, pour la fixation d’une planche avec une autre
    • 4 x 50
  • Têtes bombées (TB), que j’utilise assez peu
    • 4 x 16
    • 4 x 20, la plus courante,
    • 4 x 25
    • 4 x 30
    • 5 x 20, usage pour un projet

Je n’utilise que des vis à empreinte Torx, qui sont pour moi les plus adaptées pour l’usage de la visseuse. Bien entendu pour des projets plus délicats, il convient de s’orienter vers des vis en laiton traditionnelle, le Torx étant très récent. Autant que possible je choisi celle de la marque Spax que l’on trouve couramment et qui sont très résistante mécaniquement et à l’oxydation. La même marque commercialise des embouts qui vont parfaitement avec leur vis et très durable. Pour le rangement, des casiers en bois ou en plastiques sont pratiques et permettent de n’emporter sur un chantier que les références nécessaires.