Carrefour numérique² - fablab

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====== Écrou de fixation en T  ======

<!-- Complétez la fiche projet ci dessous -->
{{{project
picture:{{:projets:ecrou_fixation_t:20160318_181625-1.jpg?200|}}
machines: fraiseuses:proxxon_ff500_cnc
materiaux: laiton
logiciels: freecad heekscad flatscam
sources:
liens:
tags:
langages:python
usager:bumblebee 
licence:cc-by-sa
}}}


Le plateau de la fraiseuse CNCFF500 du fablab dispose d'un plateau équipé des rainures  en T permettant la fixation des pièces à usiner. Disposant d'un morceau de laiton de récupération, et n'ayant encore pas usiné de métal avec la machine j'ai décidé de fabriquer un écrou en T comme sujet d'apprentissage et de test. Cette documentation me servira aussi de base de travail pour documenter l'utilisation de la machine et des logiciels utilisés.

===== Conception (CAO)  =====
<imgcaption img0|Modélisation de l'écrou sous FreeCad>
{{ :projets:ecrou_fixation_t:ecrou-t-freecad.png?200}}
</imgcaption>
Après avoir mesuré les dimensions des rainure en T de la machine ainsi que les dimensions du morceau de laiton qui me servirait à fabriquer ma pièce j'ai commencé par dessiner mon écrou sous Freecad. 

Utilisant l'atelier ''Part Design'' j'ai dessiné le profil en 'T' (draft) de ma pièce, que j'ai ensuite extrudé //(<imgref img0>)//. Puis j'ai ajouté un alésage de ø5mm qui sera, à la fin, taraudé pour en faire un écrou de ø6mm. 

> //Pour connaître le diamètre du perçage à effectuer j'ai simplement regardé dans la boite à tarauds du fablab le diamètre du foret associé au taraud de 6mm.// 

Pour finir, j'ai exporté ma pièce au format ''.step'' pour pouvoir l'importer et retrouver les formes facilement dans heekscad.

> **Remarque :** J'ai ici oublié de faire attention au positionnement de ma pièces par rapport à l'origine, cela aurait pu m'éviter d'avoir à déplacer ma pièce dans heekscad par la suite.

===== Réalisation =====
===== FAO : Génération du Gcode=====
==== Calcul des vitesses de coupe ====
:TODO:

==== Génération du GCODE avec heekscnc====
<imgcaption img1|Opération de type Poche pour l'Alésage central>
{{  :projets:ecrou_fixation_t:poche.png?200}}
</imgcaption>

Pour la génération du GCODE j'ai utilisé heekcad et son module de FAO ((Fabrication assistée par ordinateur)) :  
J'ai commencé par importer le  modèle 3D de pièce au format step, que j'ai déplacé avec l'outil de translation d'heekscad pour position l'origine sur la surface de ma pièce en bas à droite, décalé d'1,5mm, le rayon de la fraise sur X et Y. 

L'origine en X sera ensuite légèrement décalée vers la gauche pour de permettre d’usiner légèrement le bord droit de la pièce afin de rectifier le plan et assurer une dimension de pièce correcte en Y.

J'ai sélectionné le profil personnalisé correspondant à la *proxxon FF500* en double cliquant sur ''Programme CN 1''. //(plus de details [[machines:fraiseuses:proxxon_ff500_cnc|sur la doc de la machine]])//. J'ai ensuite découpé l'usinage en trois opérations :
===Alésage central===

Pour cela j'ai créé une [[logiciels:heekscad:documentation:poches|opération de type Poche]] associée au cercle correspondant à l’alésage (préalablement extrait du model 3D comme [[logiciels:heekscad:documentation:2d_to_3d|indiqué ici]]).


===Usinage des épaulements===

 Pour cet usinage les opération de poche et de contournage ne me permettant pas de générer le GCODE que je souhaitait j'ai choisi d'utiliser la possibilité offerte par heekscnc d'effectuer une opération de type ''script'' qui permet de [[logiciels:heekscad:documentation:scripts|générer du gcode a partir d'un script python]]. La fraise utilisée étant de ø3mm il suffit d'une seul passe pour réaliser les épaulement de 3mm (en débordant sur l’extérieur de la pièce de 0.5mm ce qui n'est pas très gênant dans notre cas puisque ces zone seront à l’extérieur de la pièce).

 J'ai écrit une petite fonction python me permettant de facilement générer le gcode d'usinage une rainure de profondeur paramétrable, c'est à dire d'allers-retours de la fraises sur l'axe y en descendant un peu à chaque passe, et remontant à distance de sécurité (5mm) entre chaque passe. //(<imgref img2>)//  

<imgcaption img2|Opération de type Script pour les épaulements>
{{  :projets:ecrou_fixation_t:epaulements.png?200|}}
</imgcaption>

<code python>
def cut(l, H, pos, length = 30):
  '''
  l : Largeur de coupe / profondeur de passes 
  H: Prodondeur finale de coupe
  pos : Position en X de la decoupe
  length : longeur de la decoupe (en Y)
  '''
  rapid(x=pos,y=0,z=top)
  dz = l
  while(dz >=H):
    rapid(z=0.5)
    feed(z=dz)
    feed(y=length)
    rapid(z=top)
    rapid(pos,0)
    dz += l
</code> J'ai ensuite utilisé cette méthode pour réaliser deux "rainures" de 2.5mm de profondeur correspondant à mes épaulements.

===Surfaçage extérieur et découpe de la pièce===
<imgcaption img3|Tracé du GCODE d'usinage complet>
{{  :projets:ecrou_fixation_t:gcode.png?200|}}
</imgcaption>
Ayant prévu de légèrement décalé l'origine du travail en X vers la gauche afin que la fraise rentre légèrement dans la matière lors d'un passage en Y=0, l'extremité droite de la pièces a besoin d'être surfacée. Cela permettra d'avoir une surface propre et d'assurer les dimensions de la pièce. La partie gauche quand à elle aura besoin d'être découpée. 

Pour me simplifier le travail j'ai décidé de modifier l'opération Script utilisé pour les épaulement afin de fraisée deux "rainures" correspondant à ces opérations. //(<imgref img3>)//

> **Remarque :** Ces rainures  descendront 0.5mm plus bas que la pièce de laiton, afin d'assurer un usinage sur toute la hauteur,il faudra bien fixer la pièce sur un martyr pour ne pas fraiser le plateau. De plus je n'ai pas ajouté de zones d'attache donc  il faudra donc bien faire attention à la fin de l'usinage car la pièce se détachera du reste du morceau de laiton.
==== ====

J'ai indiqué sur tout les opérations les vitesses de déplacement calculées, puis j'ai généré le fichier GCODE au format ''.knc'' pour nccad, le logiciel de la fraiseuse.
==== Prévisualisation ====
<imgcaption img4|Prévisualisation de l`usinage avec Camotics>
{{:projets:ecrou_fixation_t:preview.png?400  |}}
</imgcaption>
Avant de me lancer sur ma machine et ayant scripté une partie du tracé "à la main" j'ai préféré effectuer une prévisualisation du GCODE généré dans Camotics. 

Pour cela j'ai exporté un second GCODE, mais cette fois ci au format ngc en indiquant à heekscad l'utilisation d'une machine de type "linux CNC". (En effet le fichier de gcode un peu "exotique" généré pour nccad n'a pas l'air de fonctionner correctement dans OpenScam, je n'ai pas pris le temps de regarder ce qui clochait.)

Après avoir indiqué les dimensions de mon morceau de laiton à usiner et importé mon fichier GCODE Camotics m'à affiché une prévisualisation 3D de la pièce usinée //(<imgref img4>)// qui correspondait à mes attente. 

===== Fraisage =====
{{ :projets:ecrou_fixation_t:cnc_ecrou_t.mp4|}}

:TODO:

===== Taraudage et finition =====
:TODO:


===== Problèmes rencontrées et solutions proposées =====
:TODO:
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