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Aléseuse de gabarit de bricolage

Dans les magasins de détail modernes, vous pouvez acheter une aléseuse coordonnée pour le traitement et la création de trous avec un placement précis dans un système de coordonnées rectangulaires d’axes, des travaux de fraisage légers, des perçages, des marquages ​​et des mesures précises des dimensions linéaires, en particulier des distances centre à centre. Pour traiter les trous inclinés et les trous spécifiés dans le système de coordonnées polaires, vous pouvez acheter des tables rotatives pour l’appareil. Cependant, les prix des aléseuses à gabarit “mordent”, vous pouvez donc toujours essayer d’assembler l’appareil de vos propres mains, après vous être préalablement familiarisé avec la conception et le principe de fonctionnement de l’appareil..

Teneur:

Conception d’aléseuse à gabarit

Les machines à aléser par gabarit sont particulièrement rigides, avec un équilibrage minutieux des composants et des pièces en rotation rapide pour réduire les vibrations et une transmission fluide des mouvements. Les machines nécessitent des conditions d’utilisation particulières, il est donc d’usage de les installer dans des pièces thermo-constantes isolées, où la température est constamment maintenue à un niveau de 20 degrés au-dessus de zéro ± 1 degré Celsius..

Les pièces principales des machines à aléser à une colonne sont le lit, la tête d’alésage, le support, la table avec glissière. Les aléseuses à gabarit à deux colonnes ont des colonnes, un banc, des têtes de perçage, une table de travail et une traverse. L’outil de coupe et les produits sur une aléseuse à coordonnées se déplacent mutuellement dans des coordonnées rectangulaires et polaires.

Le lit est la base de la machine. Il a deux guides plats et un en forme de T le long desquels la glissière se déplace. Un panneau de commande et un mécanisme de jeu de coordonnées sont situés sur le lit. Le dos du lit sert de structure de support pour le rack. Les éléments suivants sont placés sur la crémaillère : une boîte de vitesses, un bloc de guides et un couvercle de transmission à courroie trapézoïdale.

La tête de broche contient un manchon avec une broche. L’abaissement et l’élévation de la tête de broche s’effectuent en tournant le volant. La table de travail est destinée à installer la pièce à traiter dessus et à la déplacer dans le sens de l’axe X, ce qui se fait lorsque la table est déplacée le long des guides longitudinaux. La glissière est utilisée pour déplacer la table et la pièce installée dessus dans la direction de l’axe Y lorsque la glissière se déplace le long des guides transversaux du lit.

La mesure précise de l’amplitude des mouvements de coordonnées de la lame et de la table est effectuée à l’aide de dispositifs optiques et de règles en verre de précision. La règle de table a mille divisions et la règle à calcul en a 630. Chaque division équivaut à un millimètre. Les dispositifs optiques de la glissière et de la table sont les mêmes. De plus, les aléseuses coordonnées sont équipées de divers dispositifs et outils pour l’alésage et le perçage de trous, le fraisage, le filetage et le marquage linéaire..

Le principe de fonctionnement de la machine à aléser

Le principe de fonctionnement des machines de forage à gabarit est le suivant. La pièce à usiner est fixée sur le plan de la table, un outil d’alésage est situé dans la broche des têtes d’alésage. En fonction de la hauteur de la pièce, la tête d’alésage et la traverse sont réglées à une certaine hauteur et fixes.

Le réglage aux coordonnées spécifiées de la broche s’effectue en déplaçant la table dans deux directions, qui sont mutuellement perpendiculaires, lorsque vous travaillez sur une aléseuse à coordonnées à une colonne, ou en déplaçant la table le long des guides dans le sens longitudinal et en déplaçant la tête d’alésage le long de la traverse dans le sens transversal dans le cas d’un travail sur une machine-outil à portique à deux colonnes.

Les caractéristiques de la machine à aléser, son installation et son entretien sont :

  • la présence de dispositifs correcteurs qui compensent l’erreur de pas de vis ;
  • l’utilisation d’appareils optiques dans le but de compter les coordonnées ;
  • l’utilisation de guides à rouleaux, qui perçoivent la masse de la glissière, du produit, de la table et de la force de coupe ;
  • précision importante dans l’assemblage des ensembles de machines-outils, le traitement des pièces et la haute qualité du travail;
  • bonne résistance aux vibrations et fondation solide.

Le processus de rotation de la broche provient d’un moteur électrique à courant continu réglable via une boîte de vitesses à trois étages. Dans les limites de chaque étape, la vitesse de la broche est régulée en continu dans la plage de 50 à 3000 tr/min. La procédure d’alimentation de la broche est également contrôlée par un variateur de friction en continu. Il existe un mécanisme pour désactiver l’alimentation de la broche en mode automatique à une profondeur donnée et prévoit la présence de pinces de table mécaniques et le serrage manuel de la tête de broche.

Outil de coupe pour machines à aléser

L’outil de coupe est serré dans l’alésage de la broche. Lorsque vous travaillez sur des machines à aléser par gabarit, des outils d’alésage sont le plus souvent utilisés – inciseur, traversant, fileté et rainuré, forets, alésoirs, fraises, fraises et tarauds sont également utilisés. L’outil d’alésage le plus largement utilisé se présente sous la forme d’une barre d’alésage en porte-à-faux dans laquelle est fixé un coupe-tige..

Le réglage de l’outil est facilité lors de l’utilisation de fraises-plaquettes avec contrôle de taille micrométrique. Les têtes d’alésage sont des barres d’alésage avec des couteaux situés sur des côtés diamétralement opposés. Les fraises sont destinées à la coupe, dont la partie coupante est réalisée avec un angle. Sur les aléseuses coordonnées avec CNC, un outil d’alésage préfabriqué est généralement installé, qui comprend une tige unifiée, une tête et un élément d’extension..

L’alésage des trous cylindriques est effectué avec des fraises à aléser, le rognage des extrémités de grande taille – avec un outil de notation, des surfaces cylindriques internes d’un diamètre important – avec une fraise à aléser, qui est installée sur la plaque frontale d’une aléseuse à coordonnées dans un mandrin.

Le mouvement principal est effectué par l’outil qui tourne avec le plastron. Les surfaces cylindriques courtes sont traitées de cette manière. Les rainures internes et les surfaces d’extrémité des pièces doivent être traitées avec des fraises appropriées, qui sont fixées dans un support radial.

Table et contrôle à glissière

Le déplacement de la pièce jusqu’à la position requise pour l’usinage du trou suivant s’effectue en contrôlant les mouvements du chariot et de la table manuellement, ou avec un jeu de coordonnées préliminaire.

Le mouvement de la table est contrôlé manuellement en tournant le régulateur de la position zéro à une division, ce qui indique la vitesse de mouvement de la table en millimètres par minute. La rotation de la table se produit au moment de tourner le régulateur, tandis que le voyant rouge s’éteint et le voyant vert s’allume. Ensuite, la table se déplacera à la vitesse définie sur le côté, ce qui correspond à l’inscription et à la flèche. La nouvelle position de la table est comptée grossièrement selon l’échelle de l’aiguille et de la règle.

Lorsque la table approche de la position requise, il est recommandé de réduire la vitesse de son déplacement en tournant le régulateur puis de l’éteindre en plaçant le zéro de l’échelle du régulateur contre le risque stationnaire. Vous pouvez contrôler le mouvement latéral de la glissière sur une aléseuse à coordonnées verticales à l’aide du régulateur de la même manière que vous contrôlez le mouvement de la table.

Un ensemble préliminaire de la quantité de mouvement requise de la glissière et de la table vous permet de réduire le temps nécessaire à leur installation dans la position souhaitée. La direction du mouvement de la table est réglée avec un interrupteur spécial. L’interrupteur est tourné à gauche pour déplacer la table vers la gauche et déplacé vers la droite pour déplacer la table vers la droite.

La quantité de mouvement requise de la table sera recrutée en tournant le cadran. La course de la table pour chaque tour diminue ou augmente de 100 millimètres. Les chiffres et les divisions sur les échelles indiquent la course de la table en centièmes de millimètre et vous permettent de régler la course de la table, en observant la précision au millimètre près. La course de la table est toujours comptée à partir de zéro divisions du cadran. Un réglage préliminaire de la course et de la direction de la glissière est effectué par un autre cadran et un interrupteur, qui sont disposés de manière similaire.

Fabrication d’aléseuses à gabarit

De nombreux propriétaires rêvent d’une aléseuse CNC. La base de toute machine CNC est une table de coordonnées, qui permet le mouvement de la pièce et de l’outil dans trois plans – avant-arrière, droite-gauche, haut-bas. La table est une plaque en duralumin, de 260 sur 340 millimètres, sur laquelle deux rails sont fixés parallèlement par le bas.

Guides

La partie principale de la table de coordonnées est constituée de guides qui permettent un mouvement facile et précis des pièces mobiles les unes par rapport aux autres. Dans la pratique des machines-outils artisanales, en règle générale, ils utilisent des tiges rondes et des bagues qui glissent dessus, comme dans les scanners ou imprimantes à jet d’encre et matriciels. Mais il y a de nombreux problèmes qui guettent tous ceux qui les installeront sur la machine, liés à l’usure..

Les machines fonctionnent dans des conditions difficiles de travail du métal, de la poussière et des copeaux se déposent sur la tige lubrifiée et sous les bagues. De plus, il est vain d’espérer atteindre une grande précision. Les guides prêts à l’emploi diffèrent simplement par le prix cosmique. Le “rail” le plus primitif avec un chariot, d’un demi-mètre de long, coûte plus de 200 $. Et pour une bonne machine il faut au moins 6 guides, donc il va falloir dépenser beaucoup.

L’écart dans les guides est ajusté au moyen de quatre vis, qui sont vissées dans le canal du côté au niveau du rail. Deux plaques d’acier figuré de 4 millimètres d’épaisseur sont fixées au canal sur les côtés, et un guide se trouve sur le dessus. Le rail vertical est monté perpendiculairement à la partie mobile. Toutes les pièces mobiles sont entraînées par des moteurs pas à pas au moyen de dispositifs d’entraînement.

Chariots de machine à écrire

Ainsi, la recherche du matériel nécessaire à utiliser comme guides nous a conduits aux prédécesseurs des ordinateurs – les vieilles machines à écrire mécaniques et électriques. Ils n’ont besoin que de chariots. Les chariots se retirent très simplement – ils le déplacent vers la gauche, dévissent un écrou à droite, qui maintient l’ensemble de l’appareil, puis déplacent le chariot vers la droite et dévissent le même écrou à gauche, puis soulèvent le chariot et déconnectent le laisse en coton de son retour.

Ensuite, vous devez démonter le chariot et retirer les rails de guidage – de longues tiges métalliques noires. Des précautions doivent être prises, car lors du retrait du rail, des billes ou des rouleaux se renverseront, ce qui assure un glissement facile du chariot. Vous aurez besoin de ces tiges, rouleaux et billes, d’un ressort de rappel du chariot et d’un bloc de rail qui se trouve sur la partie mobile du chariot.

Qu’y a-t-il de si bon dans de tels détails ? Les chariots des anciennes machines d’impression sont fabriqués en acier de haute qualité. Leurs rails s’usent très lentement. Presque tous les chariots peuvent être utilisés en tout et en partie, en découpant le fragment souhaité du chariot si la machine est grande. Les jeux dans les roulements des chariots sont facilement réglables, cela est dû à la conception des chariots. De plus, les machines à écrire ne manquent pas aujourd’hui, elles sont remplacées par l’informatisation des bureaux, et elles sont amorties..

Si vous envisagez de fabriquer une petite aléseuse à gabarit de vos propres mains, vous pouvez utiliser la moitié du chariot, qui servira de guide pour le bureau. Vous pouvez utiliser l’autre moitié comme guide pour le mouvement transversal de l’outil le long de la coordonnée Y. Pour déplacer l’outil verticalement, utilisez une autre partie du chariot.

Entraînement d’outils et de table

Il n’y a rien de compliqué dans l’entraînement de l’outil et de la table – pour chaque axe de mouvement, il y a un moteur pas à pas, un cardan artisanal, un arbre de roulement, un écrou fendu en bronze, qui est fixé sur la partie mobile du chariot. Il n’est pas nécessaire d’utiliser une vis, vous pouvez également prendre une courroie crantée de l’entraînement, cependant, la discrétion des mouvements et la précision seront d’un ordre de grandeur meilleures avec une vis. De plus, il fournit un effort de traction élevé..

Il est préférable de prendre un moteur avec roulements et de le soumettre à révision, alors qu’il est nécessaire d’éliminer le jeu longitudinal de l’arbre. Pour cela, il est d’usage de visser une plaque carrée à l’arrière du moteur, où un évidement est réalisé au centre, et d’insérer une bille du roulement entre l’arbre et la plaque. Lorsque la plaque est attirée vers l’arrière du moteur, la bille va appuyer sur l’arbre du moteur et l’empêcher de jouer..

Cardan fait maison

Un cardan artisanal est fabriqué à partir d’un manchon en bronze ou en acier, dont le diamètre intérieur est d’abord égal au diamètre de l’arbre du moteur et de la vis mère. Ensuite, placez la bague sur l’arbre du moteur, percez-y un trou traversant dont le diamètre est égal au diamètre de l’aiguille du petit roulement à aiguilles. Insérez la tige de la vis mère dans le moyeu, faites pivoter le moyeu sur l’arbre du moteur de 90 degrés et percez un deuxième trou traversant.

Retirez la bague, augmentez son diamètre intérieur de 0,5 à 1 millimètre. Ensuite, insérez à nouveau l’arbre du moteur et la tige de l’arbre d’entraînement, appuyez sur des morceaux de rayons de vélo ou des aiguilles du roulement. Rivetez les trous du moyeu pour éviter que les aiguilles ne tombent. N’oubliez pas de déposer quelques gouttes d’huile dans le cardan. Avec un diamètre de perçage approprié, le jeu dans le cardan ne sera que de quelques microns, ce qui convient à la plupart des opérations.

Arbre de voyage

L’arbre d’entraînement est une simple tige d’acier avec un filetage qui y est coupé. Vous pouvez l’acheter dans des articles ménagers, ou vous pouvez essayer de couper le fil vous-même. Pour les petites machines, un diamètre d’arbre de 6 millimètres est suffisant, pour les grandes machines, il est d’environ 8 à 10 millimètres. Le pas de filetage doit être standard.

Lorsque vous vous coupez, prenez une barre de 100 à 150 millimètres de plus que nécessaire et coupez le fil sur toute la longueur, à l’exception de la queue – les 10 derniers millimètres. Mesurez ensuite la longueur souhaitée de la tige, du côté du début du fil, coupez la pièce supplémentaire.

En règle générale, le filetage s’aplatira après 100 millimètres, puis l’écrou fonctionnera sans à-coups. Veuillez noter que le pas de filetage ne correspondra pas toujours exactement à celui spécifié, et avec une longueur de vis importante, une petite erreur se produira. Ainsi, la longueur de filetage de 400 tours avec un pas de 1 millimètre n’est pas toujours égale à 400 millimètres, les écarts atteindront 2 millimètres..

Écrou en bronze fendu

Afin de créer un écrou fendu, il est recommandé de prendre un bloc de bronze rectangulaire dans lequel, sur une machine à table horizontale, percez un trou pour un filetage et coupez le filetage avec le premier taraud, d’un diamètre qui est égal au diamètre de l’arbre de déplacement. Lubrifiez ensuite le filetage de l’écrou et de l’arbre, vissez plusieurs fois l’écrou jusqu’au bout de la partie filetée sur l’arbre jusqu’à ce que l’écrou tourne facilement. Cela aidera à minimiser le jeu dans l’écrou..

Pour réduire encore plus le jeu, vous devez couper l’écrou, mais pas complètement, puis installer la vis de réglage, ce qui crée une légère interférence dans l’écrou. Après cela, l’écrou doit être fixé sur la partie mobile et le moteur avec l’arbre d’hélice et le cardan fixes – sur la partie fixe du chariot. Il est impératif d’assurer le rapport requis entre l’arbre du moteur et le trou dans l’écrou fendu.

Calcul de la vitesse et de l’avance

Après avoir fabriqué l’unité d’alimentation, vous devez calculer jusqu’où elle se déplacera en une seule étape. La vis mère d’une grande machine à calculer les coordonnées se distingue par un pas de 1 millimètre et l’angle de rotation du moteur pas à pas atteint 7,5 degrés. Divisez 360 ​​par 7,5 et vous obtenez le nombre de pas par tour complet. Ainsi, le moteur fera 48 pas par tour..

Un tour à ce moment entraînera le déplacement de la pièce ou de l’outil de 1 millimètre. En divisant maintenant 1 millimètre par 48, vous obtenez la quantité de mouvement de l’outil d’un pas – 0,0208 millimètre. Déterminez ensuite la vitesse de déplacement maximale de l’outil. Par exemple, selon le passeport, un moteur pas à pas fait jusqu’à 500 pas par seconde..

Divisez 500 par 48 (pas par tour) pour obtenir 10,4 millimètres par seconde. Ce n’est pas du tout une mauvaise vitesse pour le ralenti de l’outil, c’est-à-dire lorsque l’outil est levé. La vitesse d’avance est calculée, mais sans tenir compte d’un phénomène tel que la résonance du moteur pas à pas. Il est un peu moins en fait, dépend de divers facteurs et est déterminé par une méthode expérimentale le long de chaque axe de mouvement, mais seulement après la fabrication d’une aléseuse coordonnée.

Quelques recommandations

Après avoir assemblé l’aléseuse à gabarit et l’avoir réglée, vous ne devez pas vous fier aux raccords à vis, car ils peuvent rapidement se desserrer. Il est préférable de fixer les pièces à connecter avec des goupilles, en particulier lorsqu’il s’agit de guides et de pièces qui leur sont accouplées.

Le moteur le plus chargé est le moteur d’avance verticale lors du levage de l’outil en raison de son poids élevé. Le manque de puissance du moteur peut provoquer le fait qu’au moment du mouvement au ralenti, l’outil tombe dans la pièce. Pour assurer un retour facile et sûr de l’outil, un compensateur de poids d’outil peut être utilisé, qui est fabriqué à partir du ressort de rappel du chariot d’une vieille machine à écrire. Si la toupie est lourde, il est recommandé d’utiliser deux ressorts de rappel.

Et enfin, n’oubliez pas qu’il est impératif de se protéger contre les copeaux de pénétrer dans les guides. Cela permet des pièces de haute qualité, pas de blocage et un fonctionnement durable de la machine à aléser. Les guides longitudinaux de la table ont particulièrement besoin de protection. Vous pouvez utiliser un tablier ordinaire en polyéthylène ou en similicuir.