Fraisage 2017 A sur petite CNC

Au secours !

Je vais vraisemblablement attaquer sous peu mes premiers usinages dans de l'aluminium de type 2017 A (qu'on appelait AU4G quand j'étais jeune… Il il y a très longtemps…)

Ma CNC est une petite CNC (une 4060 chinoise) avec une broche de 800 W.

Je commence à bien maîtriser les processus d'usinages dans le bois et dans le plastique… mais j'ai lu tellement de choses alarmantes sur l'usinage de l'aluminium que je préfère vous demander conseil avant de me lancer.

Dans mes données de base :
–ma CNC n'est pas équipée de système de lubrification et de récupération de fluides de coupe. : J'en ai donc retenu que la meilleure solution pour moi serait sans doute de lubrifier légèrement avec un pinceau et du WD 40, ou du White Spirit. (Est ce que j'ai bon ?)
–Je possède des fraises en acier rapide, et des fraises en carbure. Lesquelles seraient-elles le mieux adaptées ?
–J'ai cru comprendre également que dans l'aluminium, il fallait prendre des passes très petites : 1 /10 à chaque fois ?
–De même, je retenu qu'il valait mieux éviter toute vibration : en mettant une longueur de tige d'outils minimum, et en soignant le bridage de la pièce. (J'ai bon ?)

Les usinages dont je vais avoir besoin sont :
–de la découpe par détourage de plaques de huit à 12 mm d'épaisseur : comment dois-je gérer les attaches ? (En particulier les couper ensuite… avec le bois ou le plastique c'est facile avec un ciseau bien affûté… la j'imagine une solution avec une lame de scie à métaux… mais j'angoisse un peu…)
–Du rainurage rectiligne de 8 mm de large sur 5 mm de profondeur, sur une longueur de 100 mm.
–Du perçage, avec peut-être du lamage.

Maintenant il il y a tellement de choses que j'ignore…,…,…,…,

merci pour vos conseils.
Fragaria

Salut,

Le 2017, ça s'usine bien, c'est surtout les alu mou qui sont chi** à usiner car ça colle à la fraise.

ma CNC n'est pas équipée de système de lubrification et de récupération de fluides de coupe. : J'en ai donc retenu que la meilleure solution pour moi serait sans doute de lubrifier légèrement avec un pinceau et du WD 40, ou du White Spirit. (Est ce que j'ai bon ?)

Evite le pinceau, il a tendance à se faire prendre les poils par la fraise et ça te le jette par la tête. ; le lubrif, pétrole pour chauffage d'appoint .. mais tu peux tenter à sec sur du 2017.

–Je possède des fraises en acier rapide, et des fraises en carbure. Lesquelles seraient-elles le mieux adaptées ?

Les 2 vont bien, le tout étant de respecter les V de coupe ; les HSS sont moins cassantes que les carbures.

–J'ai cru comprendre également que dans l'aluminium, il fallait prendre des passes très petites : 1 /10 à chaque fois ?

Pas nécessairement, ça dépend de l'effort de coupe (donc Ø de la fraise) et surtout de la rigidité de la matière et du couple dispo à la broche ... il va falloir que tu fasse des essais pour trouver quelle passe maxi ta machine peut supporter.

–De même, je retenu qu'il valait mieux éviter toute vibration : en mettant une longueur de tige d'outils minimum, et en soignant le bridage de la pièce. (J'ai bon ?)

Oui, absolument .. et c'est valable pour tout type d'usinage ou de matière ; vibrations = usure rapide de l'outil/casse/mauvais état de surface/bruit désagréable.

Pour les attaches, je n'ai pas fait beaucoup d'alu à la CNc, alors je n'ai pas une grande expérience, mais je pense que des attaches de 0.3 mm de haut sont suffisantes, sinon c'est difficile à enlever. Pense à les mettre sur des "lignes droites", c'est moins difficile à enlever (je le fais au tank avec du grain 80)

++
David

Bonjour à tous,
Je travail pas mal l'alu, et mon principal problème reste l'alu qui se soude à la fraise.
Voici un exemple de fraisage dans du 2017A.
Fraise une dent carbure spéciale alu, 16000 tr/min, VA 500mm/min, profondeur de passe 1,5mm, lubrification au pétrole lampant.


Il s'agit d'une tôle de 10mm bridée sur du CP, je n'ai pas enregistré de vibrations.
Tous c'est très bien passé jusqu'à environ la moité de la seconde pièce, ou brusquement la fraise c'est encrassée et ou j'ai du interrompre l'usinage pour la nettoyer, mais c'était trop tard, elle était HS.
Les attaches font 3 X 3 triangulaires. Je les fait sauter à la pince coupante, puis j'affleure ce qui reste à la défonceuse.

Le résultat n'est pas trop mal, mais j'aimerais bien trouver la cause de ce problème...


A noter que ça ne semble pas arriver avec les fraises neuve, pourtant celle ci n'a guère usiné que ces deux pièces. On est a mon avis, en droit d'en attendre plus d'une fraise HM!
Je n'ai pas vue de différence d'usinabilité, entre le 2017A (Duralumin) et le 5083 ou 5086 (alu marine) que je travail couramment.
++
JPaul

Salut,

Fraise une dent carbure spéciale alu, 16000 tr/min, VA 500mm/min, profondeur de passe 1,5mm, lubrification au pétrole lampant.

Pour quel Ø de fraise ?

++
David

Salut David,
Oops! Ø6mm.

Ah oui, tu tourne beaucoup trop vite, ça pourrait expliquer le "collage" et la faible durée de vie des fraises .. plus la Vc est élevée, plus ça chauffe et plus ça fond facilement (se ramollis serait plus juste)

De plus, avec une faible avance/dent (Fz), le copeau est très fin et fond encore plus facilement.

Avec tes paramètres, ça donne une Vc de 300 m/min et une avance par dent (Fz) de 0.03.

Dans du 2017, Vc = 150 m/min au carbure (non revêtu) en ébauche AVEC lubrification, soit pour une fraise de 6 -> 7950 tr/min
Avance 0.05 à 0.06 mm/dent (1/100 du Ø) -> à 7950 tr - 1 dent -> avance = 400 mm/min.

A sec, tu peux descendre à 100 m/min, soit 5300 tr/min pour une fraise de 6. (avance 265 mm/min pour fraise 1 dent)

++
David

J'étais effectivement parti avec une de rotation de fraise beaucoup plus basse, mais ça grognait... j'ai donc augmenté la vitesse jusqu'à ce que le bruit devienne fluide, et sans que ça ne vibre. Je l'admet c'est empirique, mais cette fraise à 400mm/min et 8000tr/min dans cet alu ça l'a pas fait...
C'est la première fois que j'utilisais ce type de fraise.


J'en suis déçue, car dans mon esprit elles devaient me permettre d'augmenter le rendement, et je me rend compte que c'est l'inverse!

Prof de passe trop importante pour la rigidité de la machine probablement ... ou pièce insuffisamment bridée (j'ai vu que tu parlais de pièce fixée sur du bois -> pas bon, le bois c'est trop souple ... ça s'entend même au bruit lors de l'usinage ; essaye d'usiner un pièce tenue en étau et la même bridée sur du bois ; c'est flagrant ..

voila les valeurs théoriques qu'il faudrait utiliser ...



Regarde ce que donne un usinage alu dans de bonnes conditions sur une petite PF750-P comme la mienne
Ce sont des condition UGV, donc faible passe, haute V de rotation et grande avance ... dommage qu'ils ne donnent pas les valeurs utilisées, Ø de fraise



Edit: j'évaluerais les paramètres à: fraise de 4, 2 dents, Vc 200 m/min (16000 tr) avance 0.03 (1000 mm/min)

++
David

Tes arguments sont imparables!
Pourtant avec des passes 1,5mm, ma machine ne semble pas forcer plus que ça...
Et j'ai toujours ce problème de confusion entre VC et VA!
Quel est donc le réel intérêt de ces fraises une dent?

Quel est donc le réel intérêt de ces fraises une dent?

Ca permet de mieux dégager le copeau et d'éviter qu'il reste coincé entre les dents, mais en principe ça s'utilise avec une avance importante (0.1 mm/dent) ...

Pourtant avec des passes 1,5mm, ma machine ne semble pas forcer plus que ça...

Oui, c'est frisou d'un point de vue puissance/couple, si je me base sur les paramètres suivants:  rotation 8000 tr, avance 400 mm/min, passe 1.5mm sur 6mm de large (rainurage) j'obtiens:

- puissance à la broche (en tenant compte d'un rendement de 0.7) -> 81 Watt
- couple nécessaire à l'usinage (broche): 0.07 Nm

Si on passe a 16000 tr, 500 mm/min et mêmes conditions pour le reste: puissance: 102 Watts, couple 0.04 Nm

Si je fais le même calcul pour la vidéo BZT, en supposant une prof de passe de 0.5mm (16000 tr / 1000 mm/min fraise de 4, 2 dents)
on a: P = 45 Watt, couple = 0.02 Nm

Mais une chose est sur, la lubrif ça change tout ! (je parle d'une lubrif comme sur la vidéo ; en continu, pas juste un peu de liquide de temps en temps)

Sur la mienne, il suffit que la lubrif s’arrête 5 à 6 secondes et ça commence à merder ..

Tu avais bien acheté une µ-lub il me semble ?

++
David

Bonsoir David et tous,

Merci pour ces réponses, ... Et surtout pour ce petit tableau qui me sera très précieux.

Cependant, j'ai une remarque, ... Qui est peut être liée à ma CNC chinoise ... ?

Malgré que la broche ait une puissance annoncée de 800 W, et un refroidissement liquide, ... J'ai remarqué qu'elle perd beaucoup de couple dès qu'elle tourne lentement.
(Voire un couple minable à des vitesses de quelques centaines de ts/min) :-(

Vous citez souvent Kress ...
Je présume que ses caractéristiques sont autrement plus performantes ? ...
(Même si elle n'est pas à refroidissement liquide, ... Ce qui, dans les faits, est plus une contrainte qu'autre chose ...)

/ Fragaria

Salut,

Je présume que ses caractéristiques sont autrement plus performantes ? ...

Non, c'est encore pire, à 5000 tr, la Kress tu la cale à la main !! (1050W absorbés, mais seulement 600 restitué ... à 24000 tr)

Sur les broches 24000 tr Tri+vario, le couple est pratiquement constant de 6000 à 24000 tr, par contre en dessous de 6000 tr (100Hz) il s’effondre complètement.

La puissance dispo par contre baisse linéairement avec le régime ; à 12000 tr, tu n'a plus que 400W (absorbés, donc ~ 280W à la fraise)

Pour une broche de 800W, le couple est environ de 0.32 Nm de 6000 à 24000 ; il chute de moitié à 3000 tr

Ces broches ne sont pas faites pour être utilisées en dessous de 6000 tr, ou alors dans du beurre , mais pas en dessous de 2500 à 3000 tr (je peux usiner du MDF à 2500 tr avec la mienne ... avec une avance par dents de .... 0.3 mm sur une fraise de 3 )

++
David

ça confirme donc ce que je pensais et ce que j'avais constaté de manière un peu empirique sans vraiment avoir de mesures...

Il existe sans doute des broches professionnelles avec des démultiplications mécaniques pour les travaux avec des fraises de plus fort diamètre… ?

Tout ça ne va pas nous inciter à utiliser des fraises de diamètre élevé

Je vais sûrement me lancer dans mes premiers usinages aluminium demain…,…, si j'ai le temps de terminer mes fichiers sous cam Bam…

Bonne soirée :Fragaria

Bonjour à tous les deux,

dh42 a écrit:Tu avais bien acheté une µ-lub il me semble ?

Non, c'est en projet comme le reste! (aspiration, broche ER16, WebCam...), mais je ne prend pas le temps de m'en occuper!

dh42 a écrit:dh42mais en principe ça s'utilise avec une avance importante (0.1 mm/dent) ...

Ça veux dire que les calculs sont différent?

Bonne journée,
JPaul

A chaque fois que je lis sur un forum des indications à propos des conditions à appliquer au fraisage sur nos cnc, je ne peux m'empêcher d'avoir un sourire dubitatif. En effet prendre en considération les données des fabricants de fraises pour les appliquer sur nos machines c'est "très tiré par les cheveux". Les fabricants de fraises ne disposant pas de fraiseuses légères comme nous donnent des paramètres permettant un max de productivité afin de montrer que "leurs" fraises sont meilleures que celles de la concurrence.
Quand je lis que l'on usine avec des passes de 5 dixièmes de mm, je dis que c'est de la gravure et non de l'usinage.
Par ailleurs il y a le problème de la broche. Les broches HF chinoises ne peuvent prétendre à l'universalité des usinages. En dehors d'une régulation de vitesse point de salut pour ajuster mieux les conditions d'usinage à la machine. Les paramètres sur une cnc ne sont pas transposables sur une autre. Il faut ajuster vitesse de rotation, avance, profondeur de passe, machine, type de fraise (matière, nombre de dents, angle de coupe) J'ai vu une photo où la fraise est beaucoup trop longue. Ne pas oublier que des moteurs pas à pas sont des générateurs de vibrations ainsi que le travail d'une fraise. Il faut donc ajuster pile poil les vitesses pour ne pas tomber sur une fréquence propre de résonance de la cnc. Il faut bien assimiler que le travail d'une fraise en rainurage (le demi périmètre de la fraise travaille) c'est la pire situation quelle que soit la fraiseuse. Plus le diamètre de la fraise est petit plus elle fléchit sous l'effort il ne faudrait déjà ne pas descendre en dessous de 4 mm de diamètre pour rester avec un compromis acceptable avec la masse de copeaux à enlever.
Bref c'est en forgeant que l'on devient forgeron et il faut donc explorer une large gamme de conditions de coupe mais pour cela il faut une broche capable de le faire et c'est là que ça se gate niveau finance.
Stan

Salut Stan,

stanloc a écrit:Il faut donc ajuster pile poil les vitesses pour ne pas tomber sur une fréquence propre de résonance de la cnc.

En fait, c'est ce que je tente de faire en faisant varier la vitesse de ma machine en cours d'usinage... La vitesse idéale est atteinte quand ça ne cogne plus et que ça ne vibre plus? Mais c'est quand même très empirique!

Non, je ne dirais pas empirique mais expérimental. Les données que donne DH42 sont elles théoriques pour ta machine. Il s'agit de bases de départ valables expérimentalement sur une machine industrielle mais en aucun cas valables à priori sur une cnc amateur. Le problème c'est au niveau de la programmation il faut donner des valeurs avant de commencer. Dans le contexte où je travaille je peux à tout moment même lorsque le programme d'usinage tourne, envoyer depuis le PC une valeur correctrice sur tel ou tel paramètre. A mon avis il faut au minimum garder un réglage manuel sur la vitesse de rotation de la broche, si on ne peut jouer en cours d'usinage sur les autres paramètres.
Lorsque j'ai débuté en usinage cnc il y a 35 ans j'avais demandé à mon informaticien de me concocter un système où je pourrai jouer avec un potentiomètre sur les avances des moteurs pas à pas, pouvoir arrêter le programme à tout moment sans perte de pas ni de position. C'était d'un commode avec la vitesse de broche réglable manuellement MAIS MAIS cela avait un inconvénient majeur car le programme d'usinage "tournait sur interruptions" ; il vérifiait constamment l'état de switchs et de sorties de portes avant d'envoyer un pulse aux moteurs. Mais le contexte était à des années lumière de ce qui se fait aujourd'hui. Niveau "fraiseur" c'était génial.
Stan

OK Stan...
Par contre, comment ferais tu pour éviter les adhérences de l'alu sur les fraises?
A noter qui si ma CNC n'est pas une machine industrielle, elle a quand même été développer pour l'usinage de l'alu... en tout cas selon son fabricant!

diomedea a écrit:OK Stan...
Par contre, comment ferais tu pour éviter les adhérences de l'alu sur les fraises?
A noter qui si ma CNC n'est pas une machine industrielle, elle a quand même été développer pour l'usinage de l'alu... en tout cas selon son fabricant!

Ne travaillant pas dans les mêmes conditions, je ne puis garantir que cela suffirait ce que je fais, à savoir une lubrification au pinceau avec un mélange d'huile (moteur ou mieux pont arrière de voiture/boîte de vitesse) une cuillère à soupe pour un verre à moutarde de gasoil ou white-spirit ou le moins malodorant le pétrole des poëles de chauffage d'appoint. Mais j'usine à basse vitesse avec des fraises spéciales alu en acier au cobalt. La nuance de l'alu est capitale question résultat ; dans l'ordre des préférences viennent les alliages à caractéristiques mécaniques élevées comme le 7075 ou les produits de la gamme "aviation" le 2024 ou l'alliage "Concorde" le 2618 A qui a été mis au point justement pour optimiser l'usinage sur cnc. Le 2017A va assez bien aussi. Bon si on peut on utilise le 7075 (FORTAL HD) qui est assez abondant chez QUALICHUTES et on ne s'e'n plaindra pas SAUF si on veut un alliage résistant bien à la corrosion (marine en particulier) là c'est une autre chanson.
Puisque je cite Qualichutes, il faut noter au passage qu'ils ont en abondance aussi de l'ALCA+. C'est un alliage intéressant sauf niveau usinage car il a une tendance à coller sur la fraise et le foret, mais ce qui fait son attrait c'est qu'il est obtenu par coulée et non par laminage. En plus il est surfacé en usine avec des meules ? et il a donc un excellent état de surface. Il est utilisé en priorité lorsqu'on doit réaliser une pièce ouvragée ne se déformant pas à l'usinage.
Il est tout indiqué pour faire un plateau de cnc ou d'une façon générale des éléments stables à l'état de surface idéal. Mais attention il est assez sensible aux chocs car il marque plus facilement que du 2017 A.
Pour en revenir au collage des copeaux, il faut savoir que les fraises et les forets spéciaux alu ont systématiquement des GOUJURES POLIES. Dernier "conseil" : regardez souvent à la loupe le tranchant de vos fraises spéciales alu. En effet l'angle d'hélice de ces fraises est très différent de celui des fraises pour l'acier et par voie de conséquence elles ont des pointes extrèmement fragiles (l'extrémité extérieure de l'arête de coupe) Les vibrations et tout choc sont à éviter "of course". Souvent je lis que des utilisateurs parlent que leurs fraises ne coupent plus ; je les invite à regarder justement ce point car si cette pointe est émoussée bonjour l'état de surface "caca". Les fraises une dent sont des candidates de premier choix pour cette fragilité.
L'usinage est un métier à part entière. On n'obtiendra de bons résultat que dans la mesure où on a beaucoup progressé dans la connaissance de ce métier que l'on soit un amateur ou un professionnel (ils ne se différencient d'ailleurs qu'au niveau de qui paye les factures)
Stan
Stan

Merci pour ces précisions!
Ça fait quand même un sacré paquet de paramètres à maitriser...
Pour la matière, j'utilise principalement de l'alu marine.

diomedea a écrit:Merci pour ces précisions!
Ça fait quand même un sacré paquet de paramètres à maitriser...
Pour la matière, j'utilise principalement de l'alu marine.

Absolument : il y a en premier la machine qui a ses qualités et ses imperfections
ensuite il y a la fraise, son type, sa nature, la qualité de son affûtage
la vitesse de rotation de la fraise, la profondeur de passe et la vitesse d'avance des axes
L'age du capitaine ? peut-être pas.
l'alu marine ? connais-tu par quels symboles le désigne t'on ?
Je crains qu'il soit un alliage dans les séries 5000 ou 6000 qui ne sont pas ce qui se fait de mieux niveau usinabilité.
Sans certitude mais je pense qu'un alliage un peu collant s'usinerait moins mal avec des fraises en acier HSS et surtout un liquide de coupe bien "graissant" ; peut-être du suif ? Evidemment vitesses à adapter pour faire des gros copeaux lentement plutôt que de la poussière à tout va.
Stan

Merci à tous pour ces conseils.

Je ne suis pas encore tout à fait prêt (dessins pas terminés sous Cam Bam) ... Mais ça avance.

Je suis un peu comme diomedea : Je regarde les valeurs maximales théoriques, ..., Puis, à l'oreille, ajuste pour éviter grognements, grincements, couinements, ..., a mon avis tous révélateurs de la mise en place d'un régime vibratoire sur une fréquence de résonance.

A propos, j'ai remarqué, même dans le bois quand on va vite, une différence selon qu'on est en opposition ou en avalant.

Pour des usinages plus "techniques" (ie qui pardonnent moins d'approximations), vous conseillez quoi ?

Dans mes "vieux" souvenirs d'il y a 35 ans, ... , je pense que j'aurai pris "un coup de pied au derrière" par le prof si j'avais fraisé autrement qu'en opposition ...
...
Mais là, ... J'ai des vis à billes ... :-) ...



Fragaria

fragaria_vesca a écrit:Merci à tous pour ces conseils.

Je ne suis pas encore tout à fait prêt (dessins pas terminés sous Cam Bam) ... Mais ça avance.

Je suis un peu comme diomedea : Je regarde les valeurs maximales théoriques, ...,  Puis, à l'oreille, ajuste pour éviter grognements, grincements, couinements, ..., a mon avis tous révélateurs de la mise en place d'un régime vibratoire sur une fréquence de résonance.

A propos, j'ai remarqué, même dans le bois quand on va vite, une différence selon qu'on est en opposition ou en avalant.

Pour des usinages plus "techniques" (ie qui pardonnent moins d'approximations), vous conseillez quoi ?

Dans mes "vieux" souvenirs d'il y a 35 ans, ... , je pense que j'aurai pris "un coup de pied au derrière" par le prof si j'avais fraisé autrement qu'en opposition ...
...
Mais là, ... J'ai des vis à billes ... :-)  ...  

 

Fragaria

C'est une question de tempérament. Moi je préfère partir avec des paramètres modestes puis augmenter les conditions d'usinage plutôt que de partir de valeurs à la limite haute et ajuster si on a été trop gournand. C'est pour moi l'assurance d'augmenter le risque de casse d'agir ainsi. Je serais enclain donc, à votre place de prendre vos valeurs limites, les diviser au moins par deux et d'ajuster ensuite en augmentant les vitesses si possible.
Je vous ai dit que les fraises pour l'alu ont une pointe TRES FRAGILE et qu'il faut donc la surveiller de près. Elle va casser sans "vous le dire".
En rainurage il n'y a pas de choix entre travailler en opposition ou en avalant. Ce n'est que lorsque la fraise travaille en "roulant" sur sa partie verticale que la question se pose. En général on fait les passes d'ébauche en opposition et la passe de finition en avalant. Encore faut-il que la machine s'y prète au niveau jeu dans la vis et l'écrou. C'est surtout donc sur fraiseuse conventionnelle que la question se pose.
Stan

Bonjour à tous,

stanloc a écrit:
l'alu marine ? connais-tu par quels symboles le désigne t'on ?
Je crains qu'il soit un alliage dans les séries 5000 ou 6000 qui ne sont pas ce qui se fait de mieux niveau usinabilité.

Alors comme info j'ai: 5086
Ou ça: (voir ici)

Bonne journée,
JPaul

Oui, merci. Il est effectivement optimisé niveau soudabilité et résistance à la corrosion. Tout le contraire du 2017A. Je pense qu'avec quelques recherches et essais tu dois pouvoir trouver la bonne fraise et les bons paramètres pour avoir une usinabilité satisfaisante.
Par conservatisme je commencerais avec des fraises en HSS spéciales ALU, une broche irréprochable au niveau vibrations et permettant de tourner dès 2-3000 tr/mn enfin une lubrification évidemment avec une recherche du bon produit ( une piste comme ça qui me vient à l'esprit : voir si le suif se dissout dans du pétrole ou produit similaire).
Stan