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Pièces de base d'une machine avec portique mobile

Pièces de base d'une machine avec portique mobile

Jul 03, 2020

Éléments de base d'une machine avec portique mobile

Lit de machine

Le banc de la machine est la base de la machine et où les étais ou les options de serrage sont montés.

Il est inamovible et devrait être très résistant aux charges de flexion et de torsion, c'est pourquoi il devrait idéalement être contreventé.


Un banc de machine commun est un cadre de profilés en aluminium.

Ceci est très approprié car les profilés ont déjà des rainures en T où les rails linéaires peuvent être montés assez facilement.


Le banc de la machine a des rails linéaires, une vis à billes et un moteur monté pour porter le portique.


Portique

Le portique est la partie mobile de la machine.


L'ensemble du portique est monté sur des rails linéaires sur le banc de la machine et peut se déplacer dans un axe.


Le mouvement est réalisé par:


Une vis à bille entraînée pivotée sur le bâti de la machine et un écrou à bille monté sur le portique

C # 39; est l # 39; approche typique où la vis à billes est pivotée à l # 39; aide de roulements de localisation / non-localisation.


Les roulements à billes angulaires sont tendus à une extrémité de la vis pour absorber les charges axiales et un seul roulement à gorges profondes est utilisé de l'autre côté de la vis à billes pour faire face aux forces radiales.


2x Type 7201 sont souvent utilisés comme palier de positionnement tandis que le type 6000 est couramment utilisé comme palier non localisateur.


L'écrou à bille est monté sur le portique, normalement sur la plaque inférieure qui relie les deux côtés du portique.

Comme la vis à billes ne peut pas bouger, elle déplacera le portail en tournant la vis à billes.

À ce stade, lors de l'installation de la machine, tout le processus peut être testé en serrant la vis à billes dans une perceuse sans fil et en accélérant complètement.

Un écrou à bille rotatif monté sur le portique et une vis à bille rigide montée sur le banc de la machine

Cette méthode est utilisée pour de très longues distances de déplacement.

Normalement, la vis à billes s'affaisserait sous l'effet de son propre poids et provoquerait un déséquilibre majeur lors de la rotation. Cela provoque des vibrations et des résonances sur la machine qui peuvent avoir un impact sur le résultat du fraisage.

Pour éviter cela, le moteur d'entraînement est monté sur le portique, entraînant l'écrou à la place.

La vis à bille ne pivote plus comme dans l'exemple ci-dessus. Il ne peut ni bouger ni tourner dans aucune direction.

Malheureusement, cette construction est plus difficile car le moteur d'entraînement doit être monté sur le portail mobile au lieu du bâti fixe de la machine.


Empiriquement, les écrous entraînés n'ont de sens que sur des longueurs de déplacement supérieures à 50 pouces (1300 mm).

Guidage linéaire

Le guidage linéaire est utilisé pour absorber les forces transversales et guider le bloc le long du guidage.


Les systèmes de rails profilés peuvent absorber des forces élevées et maintenir la construction rigide.


Ils sont également disponibles en versions préchargées.


La précharge signifie que le fabricant crée déjà une tension qui est présente même lorsqu'aucune force externe ne prend effet. Cela évite tout jeu ou jeu entre le guide linéaire et le chariot linéaire, mais nécessite plus d'entretien et de lubrification.


Les roulements linéaires bon marché n'offrent pas suffisamment de précision et finissent par se plier lorsque des forces de coupe élevées sont appliquées.


Vis à billes

Les vis à billes sont utilisées pour convertir les mouvements de rotation en mouvements de translation. Ils sont disponibles avec différents emplacements. Les pas définissent le rapport entre les rotations et la distance linéaire couverte. Exemple: Une vis à billes avec un pas de 5 mm déplacera l'écrou à billes de 5 mm lors de l'exécution d'un tour.

Les vis à billes sont normalement indiquées par le schéma suivant: Diamètre + Pas Une vis à billes d'un diamètre de 16 mm et d'un pas de 5 mm sera donc indiquée par 1605


La qualité détermine la précision avec laquelle la machine fonctionnera, car une vis à billes mal fabriquée pourrait avoir un pas de 5,05 mm au lieu de 5,00 mm. Il en résultera évidemment une pièce surdimensionnée à la fin, c'est pourquoi les précisions des vis à billes sont standardisées. (Précision de l'angle d'attaque)

Les classes de précision sont:


C0 avec une tolérance maximale de 0,004 mm / 300 mm

C1 avec une tolérance maximale de 0,006 mm / 300 mm

C2 avec une tolérance maximale de 0,008 mm / 300 mm

C3 avec une tolérance maximale de 0,012 mm / 300 mm

C5 avec une tolérance maximale de 0,023 mm / 300 mm

C7 avec une tolérance maximale de 0,050 mm / 300 mm

C8 avec une tolérance maximale de 0,100 mm / 300 mm

C10 avec une tolérance maximale de 0,210 mm / 300 mm

Remarque: les matériaux se dilatent ou se contractent avec les différences de chaleur!

Si vous ne disposez pas d'une pièce dont la température est contrôlée, l'installation de vis à billes ≤ C5 n'a aucun sens!


Une vis à billes d'une longueur de 1000 mm (1 m) et une différence de température de seulement 10 Kelvin (10 ° C) entraînera une expansion de 0,12 mm. C'est-à-dire que c'est déjà plus que la tolérance de production d'une vis graduée C5 sur une longueur de 300 mm (0,23 mm< 0,036="">


Outre la précision de l'angle d'attaque, un autre facteur qui contribue aux inexactitudes de&est un jeu axial entre la vis à billes et l'écrou à billes.

Cela fait que l'écrou à bille reste immobile jusqu'à ce que le jeu soit dépassé, bien que la vis à bille tourne, ce qui entraîne une pièce plus petite que prévu.

C'est pourquoi vous ne serez guère confronté à un cas où votre pièce à usiner réelle est plus grosse que prévu.


Mesure de la pièce=Mesure programmée - Jeu


Unité moteur / broche

Le bloc moteur ou la broche est normalement un moteur électrique triphasé, parfois avec une boîte de vitesses devant lui. Il est directement connecté à la fraise ou à la fraise en bout et donc à sa rotation. Alors que ces broches sont souvent refroidies à l'air dans les machines de loisir, les machines semi-professionnelles et industrielles utilisent normalement des broches refroidies à l'eau parce que leur dissipation thermique est bien meilleure; souvent, la broche est également plus silencieuse. Une broche a besoin d'un convertisseur de fréquence qui convertit le 50Hz ou 60Hz que vous obtenez de votre prise à la fréquence correspondante de votre broche. L'augmentation de la fréquence entraînera des régimes plus élevés - et inversement. Les critères les plus importants pour choisir la bonne broche sont:

Tr / min maximum

Les petits couteaux ont moins de circonférence et ont donc besoin d'une vitesse plus élevée pour atteindre la même vitesse de coupe qu'un gros couteau -> cliquez ici pour en savoir plus sur les vitesses de coupe


Régime minimum

Les gros couteaux ont plus de circonférence et nécessitent donc moins de vitesse pour atteindre la même vitesse de coupe qu'un petit couteau.


Puissance

La profondeur et la vitesse de coupe sont limitées par la puissance de la broche car elle s'arrête simplement de tourner lorsque les forces de coupe sont trop élevées.


Les puissances de broche vont de 300w pour les très petites machines de bureau de loisir à> 50kw pour les grands centres d'usinage.


Les broches haute fréquence chinoises comme les broches typiques de 1,5 kW, 2,2 kW et 3 kW ont une vitesse maximale de 24 000 tr / min à 400 Hz, parfait pour l'usinage de métaux non ferreux comme l'aluminium, le cuivre, le laiton et le plomb.


Malheureusement, les broches ont généralement beaucoup moins de couple à bas régime, ce qui rend difficile le fraisage de matériaux très durs comme l'acier ou le titane, en particulier avec de gros couteaux. Mon expérience m'a montré que les fraises en bout 1/4 ”fonctionnent toujours de manière impressionnante avec ma broche de 2,2kw.


S'épuiser

Le faux-rond décrit l'imprécision d'une broche en termes de rotation non centrée à cent pour cent. Le faux-rond est toujours présent, il n'y a pas de système rotatif sans faux-rond, mais il peut être réduit à un point où il ne dérange plus. (cher) Les broches chinoises mentionnées ci-dessus ont souvent un cône broyé et donc relativement peu de faux-rond, ce qui les rend très populaires parmi les amateurs et semi-professionnels. J'ai mesuré un faux-rond de moins de .0004in (.01mm) sur ma broche chinoise de 2,2kw, ce qui est vraiment bon, du moins si aucune pièce de précision aéronautique superbe n'essaie d'être fabriquée.