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Paramétrages usinage | Makerslide machines

Plan d’usinage

2D, 3D tous le monde sait, mais 2D 1/2 ?

illustation-2d-3d-fig1

Concrètement avec une fraiseuse CNC, le 2D c’est quand c’est de la découpe, l’outil fait tous les usinages par rapport à un même plan.

Le 2.5D c’est quand des usinages sont effectués à des profondeurs différentes. Donc des formes 2d projetés sur des plans parallèles.

Pour le 3D durant les usinages l’outil se déplace simultanément le long des 3 axes XYZ

illustation-2d-3d-fig2

Stratégie d’usinage des poches

diagramme-usinage-poche

 

 

 

Le choix du départ d’usinage se fera selon que la poche est fermée ou non.

 

La stratégie d’ébauche se fera en fonction de la forme de la poche et des possibilités de réduction du temps d’usinage, ainsi que de la dureté du matériaux à usiner.

 

Permet d’obtenir au final des dimensions précises et un bon état de surface

 

I ) Poche ouverte et poche fermée

poche-ouverte-poche-ferme

Pour une poche ouverte le départ d’usinage pourra se faire vers une arrête de la partie ouverte de la forme (en rouge sur le dessin) avec la partie cylindrique de l’outil.
Pour une poche fermée la matière sera enlevée au départ grâce à l’embout de la fraise avec un déplacement vertical en Z par exemple au milieu de la poche.

II ) Pour les poches fermées et profondes

La coupe s’effectue plus difficilement en embout que sur la partie cylindrique de l’outil, c’est pour cela qu’on paramètre généralement des vitesses de plongée de l’outil en Z plus faibles que les vitesses d’avance, surtout si la matière est dure est dense.

Pour une poche profonde, il y aura plusieurs passes et à chaque passe il y aura une perte de temps pour la descente à la passe suivante à vitesse réduite.
Il est possible de paramétrer une trajectoire de descente d’outil selon une rampe en forme de spirale, l’équivalent de la trajectoire de quelqu’un qui descend un escalier en colimaçon.

entre-matiere-spirale

 

III ) Ebauche

L’ébauche consiste à enlever le maximum de matière en un minimum de temps.
L’ébauche ne donne pas la dimension précise finale, une petite sur-épaisseur sera laissée et enlevée plus tard durant la phase de finition.

A ) Évidement avec trajectoire linéaire

Cette trajectoire linéaire est intéressante pour des grandes poches dans des matériaux tendres
( bois, plastiques, aluminium, laiton )

B ) Évidement avec trajectoire parallèle

Dans la stratégie d’évidement par trajectoires parallèles, le paramétrage par défaut est celui qui consiste à faire démarrer l’usinage au milieu de la poche et ensuite de suivre des trajectoires parallèles aux formes extérieures de la poche.
A chaque tour l’outil se décale vers l’extérieur selon un offset (recouvrement) paramétré.

poche-trajectoire-parallele

Dans cet exemple de poches pour du lettrage, vous pouvez remarquer que toutes les trajectoires de l’outil sont parallèles au contour extérieur en rouge. L’outil commence par les zones au milieux entourés en orange.

Pour des raisons d’optimisation du temps d’usinage, cette stratégie est mieux adapté pour les poches étroites ou ayant des formes étroites.

C ) Évidement par Effeuillage (peel mill) et trajectoires trochoides

 

usinage-trochoide-cambam

Cette stratégie est adaptée pour les grandes poches profondes faites dans des matériaux durs.
Elle a été mise au point pour l’usinage dans des matériaux trempés ou des pièces ayants des parois fines donc sensibles aux vibrations.
Donc pour des machines professionnelles par pour des CNC DIY.

Dans cette coupe par effeuillage
– l’effort de coupe radial est réduit
– Une seule dent en coupe à la fois donc tendance à réduite les vibrations.
– Chaleur réduite dans la zone de coupe en raison du temps de contact court donc possibilité de vitesses de coupe plus élevées.
– Copeaux de faible épaisseur, donc avance possible plus élevée.

E ) Ebauche d’une poche par tréflage

041340Cette méthode consiste à enlever de la matière par perçages successifs.
C’est une méthode assez efficace pour les poches profondes dans des matériaux durs et pour bénéficier d’une rigidité d’axe Z plus importante que X et Y sur certaines machines ( ce n’est pas le cas des cnc avec portique )

 


E ) Algorithme optimisant la meilleure trajectoire selon la forme

Les logiciels utilisés dans l’industrie dont certains coutent des dizaines de milliers d’euro vont utiliser des algorithmes qui combinent automatiquement plusieurs stratégies en fonction de la forme afin d’optimiser les conditions de coupe et le temps d’usinage.

On peut par exemple citer la fonction ” 2d adaptative clearing ” présente dans la FAO HSMWorks présente en option dans le logiciel de modélisation solidworks et intégré au logiciel de modélisation dans le cloud Fusion 360 d’autodesk.

IV ) Finition

Lorsque la qualité de surface du fond de la poche est importante, il est préférable de paramétrer deux phases.

Une phase d’ébauche :

  • trajectoires linéaires, parallèles, trochoides, par tréflage ( selon taille et forme de la poche et dureté du matériaux )
  • surépaisseur par rapport à la cote finale (entre 0.1 et 0.25mm )
  • recouvrement correspondant à un déplacement latéral entre 0,7 et 0,8 (fraction du diamètre de la fraise)
  • Vitesse d’avance et de plongée maxi en fonction des profondeurs de passe et dureté du matériaux

Une phase de finition :

  • passe entre 0.1 et 0.25mm en dessous ou dessus le copeau minimum selon qu’on veux une coupe ou un écrouissage.
  • recouvrement correspondant à un déplacement latéral entre 0.1 et 0.3 selon la qualité de surface recherché
  • vitesse d’avance entre 1500 et 3000 mm/mn selon compromis temps d’usinage / qualité de surface choisi.

Voici un exemple de trajectoire avec un recouvrement important pour une phase de finition

 

Placer la forme sur le brut

I ) Recadrage pour voir l’ensemble du dessin et du brut

utilisation-souris-cambam

II ) Déplacer le dessin à l’intérieur du brut

fenetre-selection-dessin

1 ) Sélectionnez l’ensemble du dessin à déplacer
Le dessin sélectionné passe du blanc au rouge.

2 ) Cliquez sur le bouton droit de la souris et un menu contextuel apparaît.

3 ) Sélectionner “Transformer” puis “Déplacer”

menu-contextuel-deplacement

deplacement-dessin

 

1 ) On vous demande de cliquez  sur le point de départ du déplacement ( point de référence )

2 ) Le dessin va suivre le curseur de votre souris.

3 ) Cliquez ensuite sur le point de destination pour indiquer ou le dessin devra se placer.

Définir les dimensions du brut

Il est nécessaire de visualiser sur l’écran la taille de la plaque ou pièce à usiner afin de placer le dessin puis les parcours d’outil correctement par rapport à ce brut.

 

Il y a trois zones principales dans le logiciel CAMBAM

3-zones-cambam

La zone préparation d’usinage n’apparaît pas en permanence.
Elle apparaît en bas seulement lorsque vous sélectionner le dossier “Usinage” ou un élément à l’intérieur de ce dossier.

Attention !! c’est déjà arrivé que la zone usinage n’apparaisse pas parce que à la suite d’une erreur de manipulation elle soit réduite au minimum comme ci-dessous. Dans ce cas, placez votre souris à l’intersection des deux zone, une double flèche apparaît et il vous reste à glisser cette séparation plus haut.

zone-usinage-cache

 

Il va falloir maintenant indiquer la dimension du brut

stock-size

Pour cela il faut cliquer d’abord sur le dossier “Usinage
La zone “préparation Usinage” apparaît en dessous ——> Cliquez sur le “+” devant “Brut

Cliquez maintenant sur le “+” devant “Dimensions
Rentrez les dimensions en mm, la valeur en Z correspond à l’épaisseur de la pièce

dimension-du-brut

Par défaut si vous ne changez pas le paramétrage de la machine, l’origine de l’usinage ( 0 machine ) est situé devant à gauche.
Donc sur l’écran du logiciel le brut et le dessin devrons être situés à droite et en haut par rapport à l’origine.
Les déplacements d’usinage se feront en X Y seulement en positif, les déplacements en négatif seront impossibles.

position-origine-machine

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