Une petite fraiseuse

1 - Généralités :

La fraiseuse en son état d'origine, colonne pivotante

J’ai acquis une petite fraiseuse Multirex, clone de Sieg X2, en remplacement de ma toute petite fraiseuse Proxxon, dont la plupart des taches que je lui confiais sont maintenant avantageusement pourvues par ma CNC ou ma perceuse à colonne Boch. Elle est financièrement très accessible, et complétera bien CNC et perceuse.

Cette machine est tout de même une petite chose qui, à mes yeux, mais aussi de ses très nombreux utilisateurs, présentent des faiblesses dès que l’on veux faire un peu dans le dur !
– la colonne est orientable, ce qui compromet nettement sa rigidité lorsqu’en particulier on attaque l’acier,
– déplacement de 1,5 mm par tour de manivelle, on s’embrouille facilement,
– ça n’est pas d’emblée perceptible, mais il s’avère que les roulements de broche sont de piètre qualité.

Il n’est pas trop compliqué de traiter ces maux, d’autant que la vaste communauté des utilisateurs de cette machine propose sur le net de multiples façons d’améliorer les choses. 

2 - Remplacement de la colonne :

Fraisage à la CNC de la rainure pour la crémaillère

La rigidité de la colonne : j’opte pour la solution de facilité, le kit de remplacement ArcEurotrade, compatible Sieg X2 et SX2 : il s’agit d’une colonne bien plus rigide, et fixe ; elle est solidement fixée sur la base, qu’il faut également changer.

Je constate assez rapidement que épaisseur et largeur de la colonne ne sont pas les mêmes, et que surtout, les queues d’aronde Z et Y sont plus larges de 2 mm : aïlle, sur l’axe des Y pas de pb, il y avait entre les 2 parties mâle et femelle un écart excessif, donc ça passe ; en revanche, sur le Z, ça ne passe plus, mais le lardon est épais (5 mm), donc la solution s’impose, un lardon de 3 mm ; mais j’ai déjà démonté la fraiseuse donc plus de moyen de reprendre le lardon existant, j’en taille un provisoire dans une tôle de 2017.

Bien entendu, les trous de fixation de la crémaillère sont mal placés, pas grave je reperce, et je présente la tête de la fraiseuse sur la colonne, ça rentre.

Mais, horreur, en continuant de pousser, ça coince, et je réalise que la crémaillère que j’ai remontée sur la colonne est trop saillante … je repose tout ça et mesure, la rainure qui accueille la crémaillère n’est ni assez large (manque plus de 1/10 mm, j’ai vraiment forcé pour insérer la crémaillère), ni assez profonde, mais là il manque 3 mm !! Perplexe, je quitte le garage qui me sert d’atelier, et laisse passer la nuit.

Le lendemain, j’ai décidé de proposer un challenge à ma cnc alu, je ne l’ai pas conçue pour l’acier, mais je n’ai pas d’autre solution ; difficile, car au-delà de la rigidité de la machine, il y a aussi que ma broche est une kress qui ne descend pas en dessous des 5000 trs/mn, et ma micro-lub me semble bien innocente tout à coup ; je vais donc devoir prendre une fraise carbure de 4, je n’ai que des 2 dents, il va falloir y passer du temps !! Après une séance pénible pour extraire la crémaillère de sa rainure (j’avais vraiment forcé pour la mettre en place), j’attaque :

Avance 600 trs/mn, passes de 2/10 mm, ça passe vraiment sans problème, mais tout de même près de 90 mn d’usinage ; résultat bien propre, le remontage se passe désormais sans difficulté.

A l’essai, le comportement de la fraiseuse n’a plus rien à voir, la machine est transformée : plus de vibrations, et je peux sereinement attaquer l’acier (attention, ça reste une petite fraiseuse !). La colonne n’est plus orientable, mais ça n’a pour moi aucune importance, la  colonne demande des réglages d’orthogonalité très précis de toutes les façons pratiquement incompatibles avec des ré-orientations !

3 - Les DRO :

Fraiser, c’est tourner les manivelles en comptant les nombres de tour et de graduations, c’est revenir sans arrêt en arrière pour rattraper les jeux, alors quand un déplacement de 1 mm ne correspond pas à un “compte rond” de tour de manivelle (typiquement 1 tour = 1 mm), les erreurs arrivent très vite !

On trouve désormais sur le net des règles de mesure (DRO – digital read out) précises et pas chères – bien sur ça vient de Chine, mais c’est une vraie bénédiction. J’acquiers un ensemble de 3 règles, précision 5 microns, et son unité d’affichage. Chaque règle est composée d’une glissière à fixer sur le châssis, et d’un petit “chariot”  coulissant à fixer sur la partie mobile.

Il y a tout juste la place pour ces règles, latéralement contre la base sous la table XY, derrière la table, et le long de la colonne ; quelques pièces d’adaptation simples sont nécessaires, alu de 5 et de 10, la CNC est là pour.

Les connections à l’unité de mesure se font par de longs câbles blindés (blindage métallique type tuyau de douche), l’unité de mesure (qui offre pleins de fonctions de calcul) est fixée sur la colonne par un bras orientable.

La table croisée équipée des 2 règles X et Y, et du nouveau montage des soufflets de protection
Montage de la règle des Z
Le pupitre de commande des DROs

j’en profite pour fixer un peu plus sérieusement les soufflets de protection des glissières.

Le confort apporté par ces DRO est tout simplement extraordinaire : on a sous les yeux, en lecture directe, la position à 5 microns près des coordonnées, donc on ne se préoccupe plus ni des tours de manivelle, ni des rattrapages de jeux, c’est génial !

4 : Remplacement des roulements de la broche :

Un jour, en travaillant sur mon throttle (voir “Throttle”), j’éprouve le besoin de reprendre quelques alésages réalisés à la CNC (sa précision ne peux dépasser 25/100) ; j’acquiers pour l’occasion une petite tête à aléser, diamètre 50, et pratique l’opération sans encombre. Mais à la sortie, quelle n’est pas ma surprise de constater une ovalisation de plus de 5/100 èmes !

Mes investigations me conduisent rapidement à incriminer les roulements de la broche ; la documentation de la machine annonce 2 roulements 6206, je suis un peu inquiet car je n’ai jamais fais ça, et ces roulements mesurent tout de même 62 mm de diamètre …

Un des roulements d'origine défectueux
Très bizarre, ce 6206 ...

L’extraction des roulements est assez délicate, il faut réfléchir et prendre son temps : des cales, une tige filetée de 12, un gros serre-joint, il me faut 2 jours pour y arriver car je dois également retirer les roulements de l’arbre secondaire ; difficulté sérieuse pour sortir une clavette (sortie au burin bien affûté), sortie très délicate de la cage du gros roulement du bas, je suis à la quasi-rupture du serre joint  !

Je n’ai pas l’intention de pratiquer cette opération tous les jours, pour le remplacement je choisis donc 2 beaux roulements coniques (NSK 30206) : ils sont légèrement plus épais que les 6206, ça ne gène pas ; léger toilage (au tour) de la portée coté filetage de la broche pour gagner 2/100, car le roulement haut doit être monté glissant pour permettre le réglage de la pré-contrainte (d’origine impossible, conception “foireuse”).

La broche et l'un des roulements coniques
Belle bête, ce roulement conique !
La broche équipée de son roulement conique bas

Je prémédite sérieusement le remontage des roulements (le roulement avant doit être monté serré) : je prépare cales, tube d’acier du bon diamètre et maillet pour appuyer là où il faut, car il va falloir faire vite : coefficient de dilatation en tête, un petit coup de calculette, j’ai mis la broche et les cages externes des roulements au congélateur dans un sac en plastique à -20°, et la tête au four à 60°. L’opération se déroule vite, à peine nécessaire de pousser avec le tube et le maillet, le roulement rentre facilement sur la broche, idem pour les cages dans leur logement.

Pour le remontage, j’ai pris la précaution lors du démontage de prendre pleins de photos ! mais ça reste simple, et terriblement plus rapide que le démontage !

Je règle la pré-contrainte des roulements de façon à ce qu’il n’y ai aucun jeu axial, mais que la broche ne chauffe qu’à peine quand je la fais tourner.

Je reprends mes opérations d’alésage, nickel ..

A ce stade, machine satisfaisante, une seule ombre au tableau, le mécanisme de réglage des Z (c’est toute la tête qui monte ou descend, engrenage et crémaillère) manque de précision, mais je contourne grâce au DRO, c’est juste pas très pratique ; de toutes les façons, pour améliorer ça, je crains qu’il ne faille changer la fraiseuse !

La fraiseuse enfin opérationnelle

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.