Comment usiner un rail "pont" de train bois

Bonjour

Je cherche à optimiser l'usinage d'un rail "pont" (enjambeur) de train en bois... Si vous avez plus simple, je suis grandement preneur.

Vue 3D


Vu l'encombrement 216 x 82 x 40, autant éviter l'usinage complet en 3D, trop de masse à enlever.

Mon approche :
1. Usinage des attaches (brut sur la largeur) avec retournement


2. Détourage du rail (brut) sur la tranche avec retournement


3. Usinage d'un gabarit (support pour l'usinage des rainures)


4. Usinage des rainures (passage des roues). Brut sur la hauteur avec retournement


Tout ça est parti de la loco de l'ami Ramses

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Du coup, j'ai regardé s'il y avait moyen de faire les rails à la CNC.












En haut, un modèle courant, dessous, mon wagon porte container



Cdlt
Jean

NB. Cool, la prévisualisation des images intégrées dans le texte !

Jour tout l'monde ;

Ah ben voilà un argument de placement de CNC qui me plait ! vu qu'à la maison en ce moment il est question de train Brio, je vais grâce à toi avoir de quoi argumenter pour tenter de m'équiper de ce petit outil qui manque à ma collection !

En attendant, superbe boulot !

Pascal

Voici pour essais les fichiers des différentes opérations d'usinage des rails "pont"
(les vitesses restent à renseigner)

ramses a écrit:
pourquoi ne pas tailler les "rainures pour les roues" avec une fraise T sur le même principe que l'étape de détourage ? Ca te permettrait de ne pas devoir faire les étapes suivantes, juste continuer avec la pièce sur sa tranche + retournement, non  ?

Alors, pas de fraise en T.
J'avais bien pensé à une fraise à rainurer à roulements et disques interchangeables et empilables (j'en ai une avec disques de 6 et de 4)
Mais mettre ça en bout de broche sans protection environnante, ça me refroidit un peu...
Et pour le faire à la défonceuse, il me faudrait le bon diamètre de roulement pour atteindre 3 mm de profondeur.
Mais c'est sûr que l'idée est judicieuse.

pourquoi ne pas tailler le rail en courbe "brut" à la scie a ruban (+/- 2 mm de plus en épaisseur). Ensuite détourage "propre" à la CNC, idem après retournement, rebelotte pour la découpe de la rainure des roues, idem après retournement et finir par les attaches avec tailles des "bouts" ?

En les disposant tête bêche, c'est sûr on gagne de la matière en découopant à la ruban.

Comme j'avais préparé 5 blocs 216x82x40, je vais faire sur ma première approche pour valider. Et si ça fonctionne, on va regarder simplifier pour les suivants en s'inspirant de tes idées.

Honteusement, j'avoue qu'hier soir, ma première idée quand j'ai lu ta question, c'était de les faire en impression en 3D

Même pas peur en jaune pétard PETG 3DFIL. Mais 3h50 par rail en Draft 0.30...

Cdlt
Jean

Alors, la validation des étapes de l'usinage a bien avancé.





Bride vissée sur le côté et le martyr pour l'usinage des attaches pleine et creuse du rail



Pour la série de 3 ensuite, simple tenue par serre joints


Ca ne bouge pas, l'effort n'est pas important (fraise de 3.175, passes de 3 mm)


Mise à plat (chants des rails). Perçage des trous et lamages des vis de fixation et pions de retournement


Usinage du gabarit (support pour usiner les rainures des rails à la fin)


Retournement sur les pions




Juste les attaches à faire sauter


En position future d'usinage final des rainures


Détourage Usinage des rails sur chant


Retournement


Au final


Ca jointe



Etape suivante : l'usinage des rails. On va moins rire...

Salut

Par contre, pour te simplifier les choses, une fois terminé le détourage du rail sur sa tranche avec retournement, pourquoi ne pas tailler les "rainures pour les roues" avec une fraise T sur le même principe que l'étape de détourage ? Ca te permettrait de ne pas devoir faire les étapes suivantes, juste continuer avec la pièce sur sa tranche + retournement, non  ?

+1
et il y a un plugin pour ajouter cette fonction.

a mon avis c'est la seule opération qui te donnera le bon profil de rail.

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++
David

Merci pour l'info sur le plugin, David, je ne le connaissais pas, celui-là.

Effectivement, les essais d'usinage des rainures n'ont pas été concluants : en profilage 3D, l'opération finition par courbe de niveau avait le bon profil, mais ça mettait un temps fou.
Par contre, en profilage horizontal (finition), le profil suit mais pas moyen de faire occuper toute la rainure à la fraise, même en jouant sur les limites, recouvrement, résolution.

Juste pour voir, j'ai fait une opération 3D Parallèle sous Fusion 360. Les décalages viennent d'une mauvaise tenue du gabarit support avant amélioration avec les brides.




Je testerai donc le plugin fraise à rainurer, mais pour l'heure, CNC à l'arrêt car en usinant les contours des raiils suivants, j'ai déchiré le caoutchouc souples du sabot d'aspiration.
Demain, visite en Brico dépôt ou autre pour trouver du "rail à longs poils" et voir comment l'agencer avec le sabot.

Par contre, en profilage horizontal (finition), le profil suit mais pas moyen de faire occuper toute la rainure à la fraise, même en jouant sur les limites, recouvrement, résolution.

Oui, c'est assez galère, surtout que ta fraise fait la même largeur que la rainure, aucune chance qu'elle tombe pile dans la rainure en fonction de l'écartement de passe ; ça fonctionne avec une fraise de plus petit Ø et avec un "recouvrement" très faible. C'est l'inconvénient de l'usinage 3D ; il est difficile de suivre exactement l'objet 3D, surtout quand il y a des "murs" verticaux car CB conserve toujours le même écartement de passes lié au recouvrement et ne "comble" pas les vides éventuels, et suivant la largeur de la rainure, le Ø de la fraise et le recouvrement, le parcours peut ne pas rentrer, ou rentrer mais ne pas "coller" au "mur".

Une ruse un peu compliquée consiste à:

- créer des parcours avec une op 3D et jouer sur le recouvrement pour avoir au moins 1 parcours qui tombe dans la rainure.
- transformer les parcours d'outil en géométries pour obtenir des polylignes qui correspondent aux parcours d'outil.
- supprimer toutes les polylignes obtenues sauf celle qui tombe dans la rainure.
- supprimer l'op 3D et utiliser la polyligne qui tombe dans la rainure avec une opération de gravure (qui fonctionne en 3D) ; cette polyligne peux être dupliquée et déplacée pour "matcher" avec la position des flancs de la rainure.

mais dans ton cas, il est impératif d'utiliser une fraise plus petite que la rainure.

C'est une méthode que j'ai déjà utilisée ; on peut aussi directement dessiner la polyligne en 3D ou se servir d'une extraction de contour pour la créer, mais l'avantage de récupérer un parcours fait par une op 3D, c'est que l'on bénéficie de la compensation de la forme d'outil.

Dans tous les cas en usinage par dessus en 3 axes il est impossible d'avoir une rainure de section rectangulaire, même avec une fraise cylindrique et il faut en passer par un usinage de profil avec une fraise T.

++
David

Bonjour,

Ca me rappelle quelquechose ce problème de rainure pour les rails.

Il doit être possible de les usiner à la toupie ou défonceuse sous table.

Ou en mode défonceuse sur table à la CNC , le problème restant sera le guidage du morceau à usiner.

Un exemple ici:
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PS super boulot @jive

Cordialement JF

un exemple en me servant d'un des parcours de l'op "finition" fait avec une fraise de 5

le parcours à ensuite été déplacé pour être exactement à 2.5mm du flanc d'une rainure, puis je l'ai dupliqué avec un décalage de 1mm en Y pour faire le 2ieme flanc ; ensuite même chose pour faire la 2ieme rainure ; les points que j'ai ajoutés sur le dessin ne servent qu'a pouvoir connaitre les coordonnées ; tous les déplacement/duplication du parcours sont fait avec le plugin NumMove.

dans l'op de gravure, surface pièce et profondeur finale doivent tous les 2 être à 0 pour n'avoir aucun décalage par rapport au parcours.

edit:, non surface pièce doit être à 3 (la hauteur de la rainure par rapport au à la polyligne parcours) pour ne pas avoir une plongée en rapide jusqu'à profondeur finale, qui elle, doit être à 0 pour finir sur la polyligne servant de parcours. Avec un incrément de passe de 0, tu n'aura qu'un seul passage sur toute la profondeur, mais tu peux utiliser un incrément de passe, par exemple de 1.5 pour faire en 2 passes égales. (j'ai modifié le fichier en PJ)

pour pouvoir gérer le coté ou l'usinage va démarrer (en haut ou en bas), il faut mettre l'optimisation sur "aucune" dans l'op de gravure et jouer sur le sens des polylignes pour inverser le point de départ d'usinage (inverser les polylignes elles mêmes)

++
David

J'ai un jeu de fraises à rainurer en 4 et 6,40 mm diam 47,6 mm. Les roulements ne correspondent pas pour avoir la bonne profondeur (3 mm) à la défonceuse (ce qui serait le plus rapide).


Sinon, oui, en mode défonceuse sous table en jouant sur la profondeur du guide. Mais ça rajoute encore du boulot de montage...

A tester donc avec le plugin Cambam spécifique.



@David, j'avais mal renseigné mes fichiers d'exemple, désolé, une fois en situation, j'ai bien réduit le diamètre de la fraise à 3.175, essayé des simulations avec des diamètres inférieurs.
Avec tes explications, je comprends mieux pourquoi je m'échinais en vain.

Le reste, comme tu dis, est un peu plus compliqué. La méthode est intéressante à connaître pour sortir une pièce quand rien d'autre ne peut remplacer cette approche. Mais le résultat doit mériter l'investissement.

L'usinage de profil est donc le plus approprié.

dh42 a écrit:un exemple en me servant d'un des parcours de l'op "finition" fait avec une fraise de 5

le parcours à ensuite été déplacé pour être exactement à 2.5mm du flanc d'une rainure, puis je l'ai dupliqué avec un décalage de 1mm en Y pour faire le 2ieme flanc ; ensuite même chose pour faire la 2ieme rainure ; les points que j'ai ajoutés sur le dessin ne servent qu'a pouvoir connaitre les coordonnées ; tous les déplacement/duplication du parcours sont fait avec le plugin NumMove.

Désolé, David, j'ai beau chercher, tester, googliser, je n'ai pas trouvé comment éditer/déplacer un parcours d'outils. Chaque fois que j'ai essayé, cela déplace le tracé concerné mais pas le parcours. Y compris avec NumMove. Pas trouvé moyen non plus de transformer un parcours d'outils en polylignes.
C'est sans doute tout bête.
Jean

EDIT. Euréka ! Clic droit - Convertir le PO en géométries. Tout bêtement, en effet...

Je pense avoir compris l'optimisation de positionnement des parcours d'outils.  

Pour ce qui est de l'opération gravure et ses subtilités (je n'avais même pas vu que l'op. Gravure pouvait agir avec le Z inclus), je vais devoir faire quelques simulations en ayant un oeil sur ton paramétrage écrit plus haut et les divers paramètres de l'opération décrits dans ta page
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pour mieux assimiler les leviers agissants.

Encore merci, David.


Jean

"ramses" a écrit :


    -Pour l'aspiration, le plus simple et efficace que j'utilise depuis le début c'est la brosse de bas de porte ... les poils font 30 a 40mm de hauteur et sont "pincés" dans un petit profil alu tout fin glissé dans un support en plastoc. C'est ce profil alu qu'on retire facilement du support et qu'on peut cintrer et plier comme on veut pour lui faire épouser la forme voulue.

    
Merci Denis, j'ai trouvé mon bonheur à B-Dpôt pour 2.95 €.

Sur le principe, je me suis aussi inspiré du sabot à brosses interchangeables de juleo68

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Il y avait déjà un sabot d'aspiration avec une jupe en caoutchouc souple, qu'une fraise à déchiquetée.
J'ai eu juste à dessiner une adaptation : le support avec 4 aimants en creux qui vient se loger en force dans le sabot.



J'ai imprimé le support et la rondelle à part pour éviter d'avoir recours à des supports. Les deux pièces en ASA (évolution de l'ABS) ont été rapidement collées à l'acétone.

Un porte-brosses amovible avec 4 aimants en légère protubérance pour se jumeler avec les 4 autres.



Les brosses insérées en force dans la rainure.


Ainsi, le nez de broche reste accessible pour le changement de fraise sans avoir à démonter le sabot


En situation



La brosse fait 28 mm. En fonction de l'usage, je pourrai toujours faire, comme juleo68, des porte-brosses avec brins de longueur variable.

Cdlt
Jean
(qui va pouvoir reprendre l'usinage sans avoir à garder le tuyau d'aspirateur en main)

Edit. Essais d'agencement d'un circuit. Les courbes, tout comme les serre-joints, il en manque toujours au moins une...

"ramses" a écrit
pour info, je sais retirer l'avant du mien, ça aide "vachement" pour "voir" ce qui se passe quand c'est nécessaire tout en gardant l"aspiration active. (Ma partie avant est tenue en place avec une vis papillon)

C'est une bonne idée d'amélioration, un avant amovible (avec aimants encore). Je vais y cogiter.

J'avais pensé réaliser une brosse avec des poils plus longs pour obtenir une brosse plus haute mais je n'ai rien trouvé.

On trouve des brosses de 50 mm à pas très cher
Brosses 50 mm

Au final, ben je me suis habitué à clamer "très bas" avec des fixations "maison" au plus court

Là, je suis intéressé. Des exemples, des photos ? J'ai bien pensé à fare des rainures latérales dans les bruts pour y glisser des brides, mais ce n'est pas toujours possible.

Salut,

Déjà, si tu remplace les brides en bois par des brides en métal, tu peux les faire plus fines ; pour ma part les brides en alu sont en 5mm et celle en acier sont en 3mm ; pour serrer sur du bois, c'est bien suffisant du moment que la bride ne fait pas 10cm de long (flexion) .. et pour augmenter la rigidité, tu peux faire un plis sur la bride sur les grands cotés sur une bride acier.

Je n'utilise pas de brides avec la vis derrière pour l'appui, j'utilise des escaliers (dont certains imprimés) ça répartie mieux la pression sur la table (ou le martyr) et ça évite que ça marque la table alu, ou que ça rentre dans le martyr au serrage.



Sur la Z1, j'ai même des brides qui on une forme en baïonnette la partie ou viens la vis est plus basse que la partie qui se plaque sur la pièce de façon à ne pas avoir la vis qui dépasse par rapport au dessus de la bride.

Le plus souvent, quand je découpe sur des plaques de bois de 5 à 15mm d'épaisseur, je ne met pas de brides, mais je cloue ma plaque sur le martyr, comme ça il n'y a rien qui dépasse. (sur martyr en CP)

J'ai bien pensé à fare des rainures latérales dans les bruts pour y glisser des brides, mais ce n'est pas toujours possible.

C'est mon martyr que je fixe de cette manière. (et on vois aussi un escalier imprimé)

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++
David

"David (DH42)" a écrit :
Déjà, si tu remplace les brides en bois par des brides en métal, tu peux les faire plus fines ; pour ma part les brides en alu sont en 5mm

Si tu te souviens, c'était l'objet de mes premiers usinages alu en mars dernier et 5-6 mm

Je n'utilise pas de brides avec la vis derrière pour l'appui, j'utilise des escaliers (dont certains imprimés)

Du coup, avec ton lien, j'ai pu télécharger ton escalier

Je vais rester prudemment sur l'alu pour la CNC ;-)

Le plus souvent, quand je découpe sur des plaques de bois de 5 à 15mm d'épaisseur, je ne met pas de brides, mais je cloue ma plaque sur le martyr, comme ça il n'y a rien qui dépasse. (sur martyr en CP)

J'avais déjà lu ça, clous en fer qui n'abîment pas les fraises a contrario des vis.
Mais comment fais-tu pour les clouer ? Tu enlèves d'abord le martyr ?

Ou alors, comme j'ai une bonne hauteur en Z (180 ou 190 de mémoire), je peux utiliser un martyr intermédiaire amovible (brides ou blocage par vis et rondelles sur les emplacements du martyr principal) et clouer sur cet intermédiaire.

Jean

J'avais déjà lu ça, clous en fer qui n'abîment pas les fraises a contrario des vis.

Oui, enfin, si c'est une fraise de 2, je ne suis pas sûr qu'elle apprécie LOL , mais c'est sûr que ce n'est pas aussi coriace que les vis agglo, mais ce n'est pas la seule raison, car en principe tu n'est pas censé toucher les vis ou les brides, c'est surtout que les clous ça abîme moins le martyr que les vis qui on tendance, en plus de faire des gros trous, à faire un "bombé" sur la martyre une fois enlevées, donc ça peut causer des problème de planéité pour la pièce suivante.

Mais comment fais-tu pour les clouer ? Tu enlèves d'abord le martyr ?

Je ne comprends pas ta question ... mais non, je n'enlève pas le martyr.

brides ou blocage par vis et rondelles sur les emplacements du martyr principal

Pour moi le martyr c'est du sacrifiable ; il n'y a pas de martyr principal, dessous c'est la table de la machine (en alu)

j'ai plusieurs martyrs suivant l'utilisation, mais il se fixent tous sur la table alu ; certains on des écrous à griffe en grille de 50mm pour usage "général", d'autres n'ont des écrous qu'à certains endroits "stratégiques" pour fabrication d'un certain type de pièce ... et d'autres n'ont rien et je les utilise avec soit des clous, soit des agrafes quand c'est fin (<= à 5mm)

++
David

dh42 a écrit:
Pour moi le martyr c'est du sacrifiable ; il n'y a pas de martyr principal, dessous c'est la table de la machine (en alu)

j'ai plusieurs martyrs suivant l'utilisation, mais il se fixent tous sur la table alu ; certains on des écrous à griffe en grille de 50mm pour usage "général", d'autres n'ont des écrous qu'à certains endroits "stratégiques" pour fabrication d'un certain type de pièce ... et d'autres n'ont rien et je les utilise avec soit des clous, soit des agrafes quand c'est fin (<= à 5mm)

Les clous que tu utilises, ce sont des pointes traditionnelles à clouer au marteau ou des clous de pistolet pneumatique comme les agrafes ?

Quand tu fais une série de pièces, à chaque changement de plaque à découper, tu cloues la nouvelle directement sur ton martyr, en place sur la table alu ?

Des pointes tradi.

Quand tu fais une série de pièces, à chaque changement de plaque à découper, tu cloues la nouvelle directement sur ton martyr, en place sur la table alu ?

Je n'ai utilisé qu'une fois des agrafes pour de la série. c'était des séries de petites "plaques "de 30mm de large sur 300mm de long qui servaient de brut, et j'en agrafais une quinzaines sur le martyr par "fournée" si je me souviens bien.

En général pour de la série, j'ai un martyr dédié pour un type de pièce avec fixation de la pièce par brides ou directement par vis passant au travers du brut et se vissant sur un écrou à griffe (la plaque à usiner était percée aux bons endroits) ou j'utilisais la table à dépression.

les clous, je m'en sert pour de l'unitaire.

++
David

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