La dimension des plus grandes plaques est plus importante que le déplacement de la table de perçage.
Il n’a pas été possible de percer tous les trous des plaques avec la même prise de référence. En effet pour les plus grandes plaques, 4 prises de référence ont été faites. Des erreurs se sont introduites lors de ces prises de référence. Cela n’aurait eu aucun impact, si les plaques avaient eu les mêmes dimensions théoriques et réelles. Cependant, ces plaques ont été découpées et par conséquent n’ont pas exactement les dimensions demandées. La position de certains taraudages ainsi, que de certains perçages est hors-tolérance. Ces positions ont eu un décalage allant jusqu’à 8 dixièmes de millimètres.
Voici un schéma pour mieux comprendre :
Figure 36 Changement de référentiel
Révérentiel pour les perçages dans le carré bleu
Révérentiel pour les perçages dans le carré orange
Révérentiel pour les perçages dans le carré vert
Cette erreur a eu plusieurs conséquences :
• Un écartement plus important entre les chariots dans la longueur
• Un écartement plus important entre les chariots dans la largeur
• Un désalignement des trous
Ces 3 conséquences ont été traitées de manières différentes.
Lorsque cette erreur implique un écartement plus important entre les chariots dans la longueur, rien n’a été modifié. En effet cela diminue la course possible de 7 dixièmes. Comme le déplacement était de quelques mm supérieur au déplacement demandé, la déduction de 7 dixièmes est négligeable. Voici une vue avant pour mieux comprendre :
Figure 37 Erreur sur l’écartement
Lorsque cette erreur implique un écartement plus important entre les chariots en largeur, une adaptation de la pièce suivante a été faite. En effet, cette erreur a été vue avant que toutes les pièces soient usinées, il a donc été possible d’adapter la mise-en-plan des pièces non-usinées.
Ecartement supérieur de 7 dixièmes
L’écartement entre les perçages pour les rails linéaires a été augmenté de 7,5 dixièmes :
Figure 38 Adaptation de la mise-en-plan
Lorsque ce décalage a des conséquences sur le montage ou le fonctionnement et que les pièces ont déjà été usinées, une rectification a été faite. Voici par exemple un oblong qui a été usiné pour que le montage puisse être exécuté.
Figure 39 trou oblong
Initialement 100
Test et performance
Pour valider la tête de fraiseuse, quelques tests ont été faits. Le premier est la validation de la course, si la course réelle correspond à la consigne.
Pour commencer, un palpeur est mis sur la table de la fraiseuse et le point 0 est pris. La table est déplacée de 60mm, puis la tête de fraiseuse compense le déplacement jusqu’à ce que le palpeur indique le même point que le 0. La mesure est prise sur l’affichage numérique de la tête de fraiseuse.
Voici les résultats obtenus :
Axe X Axe Y Axe Z
Mesure 1 60.14 60.02 59.98
Mesure 2 60.13 60.04 59.98
Mesure 3 60.13 60.01 59.96
Erreur maximale 0.14 0.04 0.02
L’axe X est celui où l’erreur est la plus grande. Cependant ces erreurs peuvent être corrigées si l’on aligne la machine. En effet durant la durée du TB, la machine n’a pas pu être alignée car la queue d’aigle (pièce nécessaire à l’alignement) n’a été livrée que 4 jours avant la fin du TB. Comme le palpeur vient toucher son point de mesure sur une face sciée, selon la hauteur à laquelle il palpe, la position peut varier de quelques centièmes de millimètres. La mesure de l’axe Y ainsi que celle de l’axe Z ont été prises sur des faces nettes, elles sont donc moins sensibles à un mauvais alignement que l’axe X. Ces mesures donnent cependant un ordre de grandeur de la précision de la machine qui est de 1 dixième de millimètre.
Il est toutefois intéressant de connaitre le jeu dans les différents axes de la tête de fraiseuse. Pour connaitre le jeu, un palpeur mesurant de faibles déplacements mesure la réaction des axes lorsqu’ils sont soumis à une consigne. Celle-ci est composée d’une rampe allant de 0 à 0.1 mm, d’une rampe allant de 0.1 à -0.1 et d’une rampe allant de -0.1 à 0. Chaque rampe a une incrémentation de 0.01 millimètre.
Voici un graphique pour bien comprendre la consigne et la déviation des axes, ainsi que leur jeu.
Voici les plus grandes différences relevées lors de ce test :
• Axe X = 0.02 mm
• Axe Y = 0.014 mm
• Axe Z = 0.006 mm
Le jeu dans la vis à billes est donc de maximum 2 centièmes pour l’axe X. Cependant, ce jeu n’est pas testé sous contrainte, ce qui pourrait augmenter la valeur.
Pour valider toute la machine, il est primordial d’installer une broche, puis tester les performances d’usinage.
-0.11 -0.06 -0.01 0.04 0.09
Déviation des axes par rapport à une consigne
Consigne Axe X Axe Y Axe Z
Conclusion
La construction de cet accessoire machine ne répond pas à toutes les exigences demandées. En effet, deux points présents dans le cahier des charges n’ont pas été réalisés :
• Monter une broche capable d'entrainer une fraise 2 tailles de 6mm de diamètre dans de l’aluminium
• Tester les performances d’usinage
En effet, la broche n’est pas arrivée avant la fin du travail de bachelor. Il est donc impossible de répondre à ces deux critères. Cependant, la broche est conçue pour répondre à ces critères. La même problématique s’applique au deuxième point.
La tête de fraiseuse répond néanmoins à tous les autres points.
Les usinages nécessaires pour la réalisation des pièces ont été exécutés par l’étudiant. Cela n’était pas prévu. Toutefois la charge supplémentaire a été absorbée dans le temps imparti.
Les performances mesurées répondent aux attentes. En effet, la précision de la machine est, pour des petites courses, de l’ordre du centième de millimètre. Cela rend cet accessoire avantageux pour son agilité et pour sa précision. Les mesures faites lors des grands déplacements méritent toutefois une amélioration par un alignement de la machine.
Le montage de cette tête de fraiseuse est aisé et son alignement est réalisable directement sur la fraiseuse. Ceci a comme avantage de rattraper d’éventuels désalignements de la fraiseuse elle-même.
En effet la fraiseuse Deckel FP1 sur laquelle est monté cet accessoire a été fabriquée au milieu du 20ème siècle. De ce fait, des jeux commencent à apparaitre sur ses différents axes. Il est donc avantageux de pouvoir adapter l’accessoire à la machine elle-même.
L’effort lors de la conception de cette tête de fraiseuse a été mis dans la rigidité de la tête tout en répondant aux contraintes de coût ainsi qu’à la facilité d’usinage. En effet chaque axe est composé de deux rails ainsi que de quatre chariots à billes. De plus l’effort traversant la tête est le plus court possible assurant ainsi cette grande rigidité.
L’usinage nécessaire à l’élaboration de cette machine est simple, ce qui permet à une personne ayant à disposition une fraiseuse ainsi qu’une perceuse à colonne, de réaliser cet accessoire.
Références
s.d. Aliexpress. Accès le 07 17, 2020.https://fr.aliexpress.com/item/33009236189.html?
mp=1&af=886947&utm_campaign=886947&aff_platform=link-c-tool&utm_medium=cpa&afref=https%3A%2F%2Fshoppingcart.aliexpress.com%2Fshopcart%
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s.d. Banggood. Accès le 05 28, 2020. https://www.banggood.com/fr/2415-Heavy-Duty-CNC-Router-
Wood-Engraving-Cutting-Machine-Spindle-Motor-Engraver-240x150x70mm-p-1293283.html?gpla=1&gmcCountry=CH¤cy=CHF&createTmp=1&utm_source=googles hopping&utm_medium=cpc_bgs&utm_content=xibei&utm_campa.
Lathes, Tony. s.d. lathes. Accès le 07 22, 2020. http://www.lathes.co.uk/deckel/index.html.