[cyril13110]

Il aurait été intéressant de brider le moteur démonté sur une table avec un serre-joint pour voir ce qui se passe. Possible que tenu en main les vibrations ne se remarquent pas. Si ça ne vibre plus en baissant la vitesse, c'est vraisemblablement dû à un mauvais équilibrage du rotor.

Peut être le porte outil ER11.....
J'en ai un 2ieme je vais voir pour le changer et tester pour voir

[paulfjujo]

bonsoir,

voici ce que le gros chat m'a pondu

j'ai un moteur DC qui tourne à 20000 Tr/mn pour entrainer
une fraise de diametre 3,175m de queue

ChatGPT a dit :
D'accord ! Voici ce que cela donne :
Vitesse moteur : 20 000 tours par minute (tr/min).
Fraise : monture (queue) de 3,175 mm
(c’est le diamètre standard d'une queue de fraise, souvent appelée "⅛ pouce").
Tu ne précises pas encore le diamètre de coupe de la fraise
(si c’est aussi 3,175 mm ou une fraise conique, V-bit, etc.).
Quelques éléments techniques utiles pour toi :
1. Vitesse périphérique (vitesse de coupe)
La vitesse périphérique (aussi appelée vitesse de coupe, en mètre/minute ou mètre/seconde)
dépend de la vitesse de rotation et du diamètre de l'outil. Elle se calcule par :
où :
Vc = vitesse de coupe en m/min
D = diamètre de la fraise en mm (ici 3,175 mm ?)
N= vitesse de rotation en tr/min (20 000 tr/min)
Donc :
Vc = 1000x3,1416×3,175×20000
≈199,4 m/min

2. Est-ce adapté ?
199 m/min de vitesse de coupe, c'est correct pour de nombreux matériaux
(plastique, PCB, aluminium léger, bois) avec une petite fraise.
Pour l'acier ou l'alu dur, on serait un peu rapide
— il faudrait soit réduire les tr/min, soit utiliser une fraise spéciale.
Petites fraises aiment des vitesses élevées pour compenser leur petit diamètre.

3. Autres remarques importantes
Concentricité : avec des queues de 3,175 mm,
attention à utiliser un porte-outil de qualité
pour éviter le faux-rond. À 20 000 tr/min, un léger
désaxage peut provoquer des vibrations fortes.
Équilibrage : très important à haute vitesse.
Lubrification : dépend du matériau travaillé. Sur PCB ou plastique,
en général pas de lubrification ; sur alu, un léger brouillard huileux est conseillé.
Avance : vitesse d’avance machine devra être adaptée au matériau et
au type de fraise, sinon risque de casse.

En résumé
* 20 000 tr/min + fraise 3,175 mm = cohérent pour travaux précis,
gravure, micro-usinage, PCB, bois, plastiques.
* Matériaux plus durs : faire attention aux vitesses d'avance,
risque d'échauffement.


Vous avez dit :
fraise en V de diametre 0,2mm angle 20° ,
ma question concerne le fait que cette fraise est asymetrique et
peut donc generer des vibrations. Niveau de celles ci ?

ChatGPT a dit :
Très bonne remarque. Ton intuition est tout à fait correcte :
* Une fraise en V (surtout avec un angle aussi aigu que 20°) est naturellement
asymétrique au niveau de la répartition des masses.
* À 20 000 tr/min, la moindre dissymétrie va générer des vibrations centrifuges non négligeables.

Voici l'analyse précise pour ton cas :
1. Pourquoi une fraise en V vibre plus ?
Masse répartie de façon asymétrique (non circulaire par rapport à l'axe de rotation).
Angle très fermé (20°) ⇒ extrémité très fine ⇒ plus de flexibilité / moins de rigidité ⇒
elle peut légèrement vibrer toute seule par déformation (phénomène de "flexion dynamique").
Centre de gravité décalé : si l'usinage ou la fabrication de la fraise n'est
pas parfaitement symétrique, même un écart de quelques microns devient critique à haute vitesse.

2. À 20 000 tr/min, c'est grave ?
Oui, ça peut être très sensible.
À 20 000 tr/min, un défaut de 10 microns (~0,01 mm) peut créer
une force centrifuge suffisante pour provoquer :
Du faux-rond (coupure irrégulière)
Des vibrations (bruit, résonance de la machine)
Un risque de casse prématurée de la fraise très fine
Un marquage imprécis du matériau usiné (micro-dents, stries)

3. Estimation rapide de la force centrifuge
On peut estimer l'accélération centrifuge
a=r×ω²

où :
r = rayon du défaut (ex : 0,01 mm = 10 microns = 0,00001 m)
ω = vitesse angulaire en rad/s =
2xPI×N/60
Donc :
ω=2*PI*×20000/60≈2094 rad/s
a=0,00001×(2094)² ≈44 m/s²
C’est 4,5 fois la gravité juste pour un défaut de 10 microns !
* Conclusion : même une toute petite dissymétrie peut devenir un problème sérieux.

4. Comment limiter les problèmes ?
Action Effet
Utiliser une fraise de qualité équilibrée Marque reconnue, précisions élevées
Porter-outil de haute précision (ER11 de qualité ou pince haute précision)
Réduire légèrement la vitesse 15 000 tr/min par exemple pour limiter l'amplification
Passe très légère Profondeur de passe minimale, pas d'effort latéral important
Machine rigide Châssis lourd, axes bien serrés pour ne pas amplifier les vibrations
Faire un "rodage" léger Un petit passage à vide avant de plonger dans le matériau

5. En résumé pour toi
Oui, risque de vibrations avec ta fraise en V 0,2 mm/20°, surtout à 20 000 tr/min.

Très dépendant de la qualité de ta fraise et de ton porte-outil.
Solution rapide : réduire légèrement la vitesse (ex : 15 000 tr/min) + passes très fines.
Veux-tu aussi que je te calcule la fréquence propre de vibration
pour voir si elle pourrait entrer en résonance avec ta machine ?
(Ça pourrait t'aider à éviter certaines vitesses critiques !)

Strategie pour PCB

Veux-tu aussi que je te propose des stratégies de coupe adaptées
pour des PCB ou alu très fins ?


Vous avez dit :
oui

ChatGPT a dit :
Super, alors continuons !
On va d'abord regarder la fréquence propre générée par
ta fraise montée sur ton moteur à 20 000 tr/min :

1. Calcul de la fréquence de rotation
La fréquence (en Hz) correspond au nombre de tours par seconde :
où :
N=20000 tr/min.
Donc :
F=20000/60≈333,33 Hz

* Ta fraise "vibre" mécaniquement à 333 Hz juste par sa rotation.
2. Problème de résonance
Si une partie de ta machine (plateforme, broche, structure) a une fréquence propre proche de 333 Hz,
Alors la vibration va être amplifiée (résonance mécanique dangereuse !).
Petits indices pratiques :
Les machines légères (genre CNC DIY alu/plastique) ont souvent des modes propres entre 100 et 500 Hz.
Une CNC lourde (acier/fonte) aura plutôt des modes au-delà de 700-1000 Hz.
Donc à 333 Hz, attention sur les petites CNC, ça pourrait tomber pile dans une zone de résonance !
3. Stratégie pour éviter la résonance
Tu peux :
Changer la vitesse moteur légèrement pour décaler la fréquence.
Exemple :
18 000 tr/min ⇒
F≈300 Hz
15 000 tr/min
F≈250 Hz
Cela suffit parfois à sortir de la bande critique.

Autre solution :
Modifier la rigidité de la machine (poids supplémentaire,
fixations supplémentaires, amortisseurs) pour déplacer la fréquence propre.

4. Exemple de stratégie de coupe pour ta fraise V 0,2mm / 20°
Paramètre Valeur conseillée
Vitesse de rotation 15 000 - 18 000 tr/min
Profondeur de passe 0,05 mm maximum par passe
Vitesse d'avance (feedrate) 100 à 300 mm/min (selon matériau)
Type de matériaux PCB, plastique, bois tendre
Lubrification Aucune sur PCB,
éventuellement air comprimé
Refroidissement Important d'éviter la surchauffe fraise/PCB
Pourquoi vitesse d'avance faible ?
* Parce qu'une fraise aussi fine est très fragile :
tu dois travailler avec peu de matière par passe pour éviter la rupture.

5. Résumé visuel
Problème Solution
Vibration naturelle à 333 Hz Baisser un peu la vitesse moteur
Risque de résonance machine Éviter 300-350 Hz si possible
Fraise très fragile Passe ultra légère + feedrate lent
Usinage fin Air soufflé conseillé pour évacuer copeaux


Vous avez dit :
ma cnc est sur une structure DIY en bois, pese 17Kg
ChatGPT a dit :
Parfait, merci pour l'info : c'est super important pour l'analyse !
Donc :
Structure : Bois (DIY)
Poids total : 17 kg
Ce que cela implique :

Facteur Effet sur vibrations
Bois Moins rigide que métal → absorbe mieux certaines vibrations,
mais risque de résonner à basse fréquence (150-400 Hz).
17 kg C’est relativement léger → la structure sera plus sensible
aux vibrations du moteur et de la fraise.
Assemblage DIY Souvent un peu de jeu dans les fixations (vis, collage)
→ peut amplifier les résonances parasites.
Conclusion directe pour toi :
* Oui, ta structure est à risque de résonner autour des 300-350 Hz,
* Et donc 20 000 tr/min (333 Hz) est pile dans une zone critique pour toi.

1. Que faire concrètement ?
✅ Réduire la vitesse de broche
Par exemple :
15 000 tr/min ⇒ 250 Hz
16 000 tr/min ⇒ 266 Hz
17 000 tr/min ⇒ 283 Hz
18 000 tr/min ⇒ 300 Hz
À 15 000 tr/min, tu éloignes la vibration principale de ta fréquence naturelle (~300-350 Hz).

✅ Renforcer ou amortir ta machine
Ajouter de la masse (des briques, des sacs de sable sous la base de la CNC par exemple).
Fixer au sol (ou sur une plaque lourde et stable).
Serrer tous les assemblages en bois
+ ajouter des traverses pour rigidifier (barres en métal, cornières si possible).
Utiliser du caoutchouc amortisseur sous les pieds si la machine vibre sur une table.

2. Estimation grossière de la fréquence propre de ta CNC
Formule simplifiée pour une machine en bois :
F0≈10× g x d
où :
g = accélération gravitationnelle (9,81 m/s²)
d = déplacement statique sous une petite charge (en m)

Hypothèse :
Ta CNC plie environ 1 mm sous son propre poids réparti.
Donc
d=0,001 m
F0≈ ≈10×99≈990 Hz
Sauf qu'en bois, les modes réels se situent plutôt au 1/3 ou 1/4 de cette valeur
par manque de rigidité ⇒ donc environ 250-350 Hz.

* Donc oui, ta CNC est pile dans la zone dangereuse pour 20 000 tr/min.
3. Conseil personnalisé pour ta situation
Paramètre Recommandation
Vitesse de rotation 15 000 - 16 000 tr/min
Profondeur de passe 0,03 - 0,05 mm max
Avance (Feedrate) 100 à 250 mm/min
Renforcement machine Ajout poids, rigidification, contrôle fixations
Refroidissement Air soufflé (petit ventilateur ou compresseur léger)

c'est dingue qu'il est bavard ce Chat là !

entre temps : resserage de toutes les fixations ..platine moteur,rails paliers ...

l'element le moins equilbré est bien la partie en V de la fraise , qui n'est pas dans l'axe vertical du moteur
mais excentré du 1/2 diametre de queue ..

une fraise en V avec le V au centre ,ça existe ?

à suivre...


je n'ai que preté ma langue au chat, d'habitude je les mange ....

[cyril13110]

bonsoir,

voici ce que le gros chat m'a pondu

c'est dingue qu'il est bavard ce Chat là !

entre temps : resserage de toutes les fixations ..platine moteur,rails paliers ...

l'element le moins equilbré est bien la partie en V de la fraise , qui n'est pas dans l'axe vertical du moteur
mais excentré du 1/2 diametre de queue ..

une fraise en V avec le V au centre ,ça existe ?

à suivre...


je n'ai que preté ma langue au chat, d'habitude je les mange ....

Merci Paul pour ton retour, bon appétit avec tes mangues de chats.
Je sais ce qu'il me reste à faire....
Un pitit variateur avec unpic pour réduire la vitesse du moteur afin de supprimer les vibrations.
Bonne soirée à tous

[gwion]

Ou tu baisses la tension de l'alim, normalement elle est fixée par un simple pont diviseur.

[Gérard]

Je suis bluffé par SuperMatou.
Paul, tu nous diras ce que tu as suivi comme recommandations et les améliorations apportées.

[cyril13110]

Ou tu baisses la tension de l'alim, normalement elle est fixée par un simple pont diviseur.

Arf la ou j'ai mis l'alimentation c'est vraiment pas accessible

[F6FCO]

J'aime bien aussi discuter avec le chat flatuleur, mais pour ce qui concerne l'asm PIC il faut quand même repasser derrière, beaucoup d'erreurs.

[cyril13110]

Arf je ne suis pas vraiment fan de ces chats là....
Je préfère me tenir assez éloigné

[Gérard]

J'aime bien aussi discuter avec le chat flatuleur, mais pour ce qui concerne l'asm PIC il faut quand même repasser derrière, beaucoup d'erreurs.

Le chat n'aime pas l'ASM?

[F6FCO]

Il est pas très bon, à force de prendre des bouts de code ici et là sur le net il finit par raconter n'importe quoi. Je l'ai un peu testé, un coup il oublie de régler les fusibles, quand tu lui fais remarquer il rajoute plein de pragma. Le plus rigolo c'est qu'à chaque fois que tu lui fais remarquer ses erreurs il s'excuse platement