Cet article peut porter plusieurs noms: les titres "Une CNC à moins de 400€" ou encore "Comment construire une CNC en une journée" conviennent parfaitement pour la description apportée ici.
L'objectif premier de cet article est de modifier une fraiseuse 3 axes proxxon MF-70 en Fraise CNC. Une petite recherche sur google donne une multitude de liens et de techniques pour réaliser cette opération peu compliquée. Je n'ai pas l'intention de faire du plagiat ni de réinventer la roue. Je suis néanmoins surpris de voir que la quasi-totalité des sites qui décrivent comment "CNCiser" une Proxxon MF-70 ont souvent recours à des techniques difficiles à mettre en oeuvre quand on n'est pas encore équipé de matériel CNC. Bon nombre de sites vendent d'ailleurs des pièces toutes prêtes.
Pour moi, il est possible de transformer une proxxon MF-70 en machine numérique avec très peu de matériel. Il devient alors possible d'avoir une fraiseuse numérique facilement sans avoir recours à un tour, à une machine de précision, ni d'autres matériaux couteux. Par la suite, il sera alors possible de réaliser des pièces plus solides et plus esthétiques pour garder votre CNC dans les meilleures conditions en utilisant comme outil votre proxxon MF-70 qui sera dès à présent CNCisé.
J'ai personnellement acheter ma Proxxon MF-70 neuve pour 250€ sur ebay : Trouvez une Proxxon MF-70 neuve pour 250€
Une Proxxon MF-70
La Proxxon MF-70 est une petite fraiseuse 3 axes manuelle commercialisée par la marque Proxxon experte en outil de précision. Elle est équipée d'un moteur de 100W pouvant tourner de 5.000 à 20.000 tours/minute. La machine supporte des outils jusqu'à 3.2mm de diamètre. Elle repose sur une base en fonte solide qui peut être vissée directement sur la table de travail.
Chaque axe est équipé d'une manivelle. Un tour équivaut à un déplacement de 1mm. Les manivelles sont graduées afin de permettre un déplacement à l'oeil de 0.05mm aisément. Peu de forces sont nécessaires pour entrainer le mouvement.
Les 3 axes sont protégés des éclaboussures de copeaux. Il est possible de régler le jeu des guides par un guidage de queue d'aronde réglable.
La table à une dimension de 200x70mm. Les courses quant à elles sont de :
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X : 134mm
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Y : 46mm
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Z : 83mm
Nous constatons tout de suite que la course de Y est la limitation de cette table. Cette CNC qui sera pour certains la première CNC permettra donc de faire uniquement de petites pièces. Néanmoins ces pièces pourront être faites avec une précision accrue.
Transformer "Proxxon MF-70" vers "Proxxon MF-70/CNC"
Pour transformer la Proxxon MF-70 manuelle vers une Proxxon MF-70 CNC, il faut installer des moteurs pas à pas qui remplacent l'action de la main sur les manivelles. L'objectif est de pouvoir réaliser cette opération simplement sans utiliser d'outils spécifiques. Par la suite, comme on possèdera une CNC, rien n'empêchera de faire des pièces plus complexes. Les moteurs que nous allons utiliser dans cet article sont de dimension NEMA23. J'ai choisi des moteurs de 1Nm 400 pas/tours, le mouvement des axes est facile, nous ne devrions pas forcer sur les moteurs. J'achete régulièrement des moteurs pas à pas par ebay, on trouve de très bon prix que ce soit neuf ou d'occasion, je conseille les mots clés suivants pour trouver des moteurs :Recherche conseillée pour trouver un moteur pas à pas Nema23 sur ebay
X: 
Y: 
Z: 
Comme on le voit sur les trois schémas techniques de la machine, la tige noire permettant de déplacer l'axe (14 et 40) est simplement vissée par une vis (33 et 38) sur la pièce circulaire (13 et 41). La vis est de type M3. Nous allons démonter la tige noir sur chaque axe. A la place de celle-ci, nous allons placer une petite pièce que nous nommons "coupleur". Nous la fabriquerons nous même à l'aide directement de la Proxxon MF-70 et d'une foreuse pour la réalisation des plus gros trous. Nous aurons besoins d'une mèche de 3mm, d'une mèche de 2.4mm, d'une mèche foret de 2.3mm et d'une mèche de 6.4mm.
Tous les trous, à l'exception de celui à 6.4mm, peuvent être faits avec la mf70 en manuel.
Nous commençons par réaliser un trou traversant de 2.6mm de diamètre. Une fois ce trou réalisé, nous repassons avec un deuxième foret de 3mm en laissant sur 3mm d'épaisseur une zone à 2.6mm (voir schéma plus haut). Cette zone permet avec une vis M3 d'avoir un filet pour bloquer la vis. A 13mm du centre de ce trou, nous perçons un trou de 6.4mm de diamètre. 6.4 puisque l'axe des moteurs NEMA23 est de 6.35mm. Pour être correct dans les mesures, je conseille de faire les premiers trous avec la MF-70. Comme cette dernière ne supporte par un outil de 6.4mm, il est préférable de faire un trou de plus petit diamètre à la place et de repasser avec une foreuse par la suite. La dernière étape est de forer un trou de 2.3mm de diamètre perpendiculairement à celui de 6.4mm. Ce trou permettra de fixer au travers d'une vis M2.5 l'axe du moteur. Il est requis de percer, ou du moins réaliser un trou dans l'axe du moteur de manière à pouvoir le bloquer sur le mouvement de la vis M2.5.
La pièce décrite plus haut doit être réalisée 3 fois (une pour chaque axe). La pièce se fixe comme le montre l'illustration ci-dessous:
Il faut à présent fixer les moteurs au châssis de la machine.
X: 
Y: 
Z: 
Les schémas avec les cotes de chaque pièce sont disponibles en téléchargement au bas de l'article.
Les supports X et Y sont très ressemblants, il faut néanmoins faire très attention car la position des trous n'est pas identique. Les trois trous externes permettent de fixer le moteur au travers de tiges filetées. Pour cela, il suffit d'acheter une tige filetée M5 que l'on découpe en portions de 7cm. On remarque que chaque trou est pourvu en sa tête d'une partie plus large afin de noyer un boulon dans le support pour maintenir la vis. Pour réaliser cette opération, nous avons besoins d'une plaque de MDF de 12 mm d'épaisseur, d'une mèche de 3mm, d'une mèche de 5mm, d'une mèche de 6.5mm et d'une mèche de 9mm. La forme peut aisément être découpée à la scie, j'ai personnellement utilisé une scie à chantourner. Nous fixons le support au châssis avec deux vis auto-filetantes de 3mm, longueur 25mm en lieu et place des vis 37 sur le schéma technique.
X: 
Y: 
Le support en Z n'est pas beaucoup plus compliqué. Ces sont les trois trous internes qui permettent la fixation du moteur, de nouveau au travers de tige filetante M5. Nous n'oublierons pas d'agrandir le trou afin de noyer le boulon dans le support. Pour la réalisation, nous avons besoin des mêmes mèches que les supports X Y. La fixation sur le support se fait au travers de 4 vis M3 de 40mm de long qui viennent en lieu et place des vis 47 sur le schéma technique.
Z: 
Récapitulatif
Pour cette réalisation nous aurons besoin:
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D'une machine Proxxon MF70 : 250€ (neuve sur ebay) : Trouvez une Proxxon MF-70 neuve pour 250€
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D'une plaque de MDF 12mm d'épaisseur : 12€
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D'une tige filetée M5 d'1 mètre : 2€
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De 4 vis M3 40mm : 3€
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De 3 vis M2.5 16mm : 3€
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De 4 vis auto-filetante 3,0 x 25 mm : 3€
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D'une boite de boulons M5 : 3€
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De 3 moteurs pas à pas NEMA23 1Nm : entre 30 et 120€ (ebay : Recherche conseillée pour trouver un moteur pas à pas Nema23 sur ebay
)
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De mèches de : 2.3mm, 2.4mm, 2.6mm, 3mm, 5mm, 6.4mm, 6.5mm, 9mm : 24€
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L'électronique: de 30 à 120€ (sur ebay en utilisant les mots clés proposés (moins de 10€ par moteur)
ou en DIY)
Ce qui nous donne un total allant de 360€ à 540€ suivant le prix des moteurs et de l'électronique que vous trouverez.
Ceux qui voudraient fabriquer eux même l'électronique peuvent se référer à ces articles-ci:
Utilisation et téléchargement
Personnellement, j'utilise le logiciel emc² sous linux pour contrôler ma fraise. L'installation est aisée et décrite ici: Comment installer et configurer EMC²
Télécharger les plans complets des pièces ici.