Une fraise à trois axes est constituée de trois chariots se déplacement dans les trois directions désirées, c'est à dire la longueur, la largeur et la profondeur (X, Y, Z). Il est important que ces déplacements soient guidés de manière à ce que le chariot ne se déplace que sur une ligne. Pour arriver à ce résultat nous devons utiliser des guides sur lesquels vont glisser ou rouler les chariots. Ces guides vont empêcher tous les autres déplacements parasites qui viendraient amoindrir la précision de la machine.
Différentes possibilités de guidage
Arbre linéaire
La première solution, est d'utiliser des guides linéaire monté sur des supports situé de chaque côté de l'axe. Il est important que ces guides aient un diamètre suffisant pour ne pas courber. Plus la machines est grande, plus le diamètre devra être important. Pour une petite machine (dimension de la surface de travail environ 200*150mm) des guides de 12 à 16mm de diamètre conviendront. Les guides doivent être parfaitement parallèles entre eux. Sinon le chariot se déplacera difficilement dessus. Les guides doivent aussi être dans une matière dure comme de l'acier trempé où de l'inox trempé de manière à ne pas s'user par frottement.
Pour se déplacer le long du guide, il y a deux solutions. La moins chère est d'utiliser une rondelle de cuivre, de bronze ou de téflon (Pour acheter des pièces fabriquée regarder à Oilite Bushings en anglais) qui viendra glisser sur le guide. Dans notre cas, nous avons utilisé une ancienne conduite de gaz de 16mm de diamètre en cuivre (que de la récup'!):
La deuxième solution, plus chère, est d'utiliser des roulements à billes (linear bearing en anglais):
Les petites billes vont rouler sur le guide demandant alors le moins de force pour se déplacer. Il est possible de trouver ces roulements dans des blocs assemblés:
Les arbres linéaire existe aussi en version complètement supportée :
Il faudra alors prendre des douilles ouvertes:
Glissière linéaire à billes et Table linéaire
Deux solutions nettement plus cher est l'utilisation de glissière linéaire:
Ou la table linéaire:
Ces deux solutions offrent le confort d'assurer le parallélisme du système, mais à un prix qui souvent très cher pour l'amateur.
Positionnement des guides
Il est important que les guides soient le plus écarté possible. Les guides doivent ainsi se trouver, si possible aux extrémités du chariot de manière à éviter tout moment par le poids de la surface de travail ou par la pression de l'outil sur la surface lors de l'utilisation de la fraise.
En pratique et en récup'!
Avec les moyens du bord nous avons réalisé des supports pour des guides de 16mm. J'en profite pour remercier mon ami Pierre I. pour sa précieuse aide dans l'usinage de pièce en aluminium. Ainsi que mon grand père pour toute l'ingéniosité dont il a fait preuve pour assembler, rectifier, recommencer, réassembler, rerecitifier,... toutes pièces (et ce n'est pas un petit travail!)
Au niveau de l'axe X, le support est constitué d'un bloc d'alu monté sur une plaque d'ertalon. Cette dernière, à dimension du profilé, vient se bloquer dans celui-ci.
La glissière est, comme cité plus haut, une douille de cuivre récupérée dans une veille canalisation de gaz. Cette douille est incorporée dans un bloc d'ertalon:
Le support Y est réalisé d'une seule pièce, dans un bloc d'ertalon blanc (pour être plus exact, une planche à couper la viande en ertalon). Deux blocs identiques ont été réalisé et sont situé de chaque côté de l'axe et sont fixé sur les montants grâce à deux boulons qui viennent serrer la pièce avec le rail du profilé. Il soutient aussi la vis d'entrainement qui sera présentée dans l'article suivant:
Et voici enfin, en simplfié, ce qui à été réalisé pour le chariot Y. Celui-ci tient sur les deux guides linéaire via les deux trous dans lesquels ont a incorporé une douille. Le trou centrale permet le passage de la vis mère. Au dessus et en dessus du chariot on retrouve les supports de l'axe Z. En ce qui concerne cette axe, on a utilisé des guide de 12mm de diamètre récupéré dans une imprimante. Dans le cas ou vous aussi vous voudriez faire de la récupe, les guides linéaires sont quasiement les seules éléments qui peuvent être intéréssant dans une vieille imprimante. N'oubliez pas de prendre la douille avec présente sur le chariot des cartouches!
Et enfin en image le chariot Z:
Où trouver les pièces?
Pour tout ce qui est Ertalon et aluminium, il est préférable de se rendre dans un atelier mécanique et demandant soit à récupéré quelques chutes, soit de racheter des pièces brutes de leur stock.
Pour les pièces mécaniques: