Budowa frezarki stalowej do aluminium i stali.

Witam

Chciałbym zbudować frezarkę CNC do własnych zastosowań. Zależy mi na frezowaniu głównie aluminium i czasami delikatnym frezowaniu stali (oczywiście z chłodzeniem). Jeśli chodzi o materiały konstrukcyjne to niestety nie mam już wyboru i cały projekt musi być oparty na:

1) dolna część ramy: profile stalowe kwadratowe 90x90x5
2) brama: profile stalowe 80x80x5
3) płaskowniki pod szyny: 70x8
4) płaskowniki pomiędzy bramą a podstawą 90x10

Do tego myślałem o zastosowaniu wałków liniowych podpartych na całej długości o średnicy fi25 o długości 1m i śruby trapezowe fi20 lub kulowych fi16/20 też 1m (jeśli nie będzie dużej różnicy to wolałbym śruby trapezowe) oraz silników krokowych 4Nm.

W planach jest frezowanie powierzchni pod prowadnice. Znacie może jakiś zakład w okolicach Bielska-Białej lub bardziej ogólnie na Śląsku który by się podjął przygotowania powierzchni i nawiercenia otworów pod prowadnice? Raczej nie planuję odprężania ramy po spawaniu.

Projekt który zamieszczam jest bardzo poglądowy. Chciałbym się dowiedzieć czy mniej więcej maja sens i co w nim zmienić. Nie do końca wiem, czy wymiary które dobrałem i ogólna konstrukcja jest dobrze rozplanowana. Mam też problem w zaplanowaniu umiejscowienia bramy. Czy powina być w takim miejscu, żeby wrzeciono było możliwie na środku?

Wszelkie podpowiedzi postaram się uwzględnić w szczegółowym projekcie, który chciałbym wrzucić za kilka dni.

Bardzo dziękuję za wszystkie podpowiedzi.

P.s. Niestety jak to w życiu bywa mam mało czasu na wykonanie całego projektu. Studiuję informatykę i jestem w trakcie pisania pracy inżynierskiej. Frezarkę buduje dla własnych potrzeb, ale chce jej użyć do testowania algorytmów sterujących, które wykorzystuję w pracy.

Na miejscu kolegi poważnie bym się zastanowił nad zamianą wałków podpartych na prowadnice liniowe, choćby nawet dwudziestki. Jeśli to ma gryźć stal to wałki czasem mogą okazać się kiepskim pomysłem. Sam jestem na etapie projektowania czegoś podobnego, ale u mnie na każdej osi są właśnie prowadnice liniowe.

Pozdrawiam.

Doświadczenia może za dużego nie mam, ale wydaje mi się, że rama z taką ilością spawów (brama szczególnie) na pewno sie pognie jeśli jej nie odpręzysz, albo chociaż przeleżakujesz przed obróbką. A na to drugie z tego co mówisz nie masz czasu.

Co do śrub to koniecznie kulowe, żaden trapez nie dorównuje nawet taniej śrubie kulowej. No i te wałki... Też proponowałbym prowadnice, 15 nawet. Wystarczą. Jeśli nie masz zamiaru ściągać jakichś lepszych niż chińskie wałki to będziesz miał problemy z jako tako wydajną obróbką alu i ew. stali.

Bez odpowiedniego zaplecza technicznego będziesz miał problem z wałkami. Jak już się uprzesz to kupuj tylko od jednego producenta. Niestety wymiary katalogowe wszędzie są jednakowe, ale praktyka wygląda inaczej. Ja mam w swojej wałki lecz musiałem je doprowadzić do użytku (planowanie podpór, więcej śrub mocujących, montaż przy użyciu płytek wzorcowych itp itd). W dwóch osiach już wymieniłem łożyska na tuleje z brązu Jednak Tobie nie polecam takich manipulacji bez dostępu do parku maszynowego.
- Jeśli chcesz pracować w stali to szyny 15-ki bym odpuścił i poniżej 20 nie schodził. Dobrze by było brać wózki z naprężeniem wstępnym.
- śruby trapezowe na początek mogą być (ja mam je nadal i do moich potrzeb są OK póki co tylko nie brać mniejszych niż 16-ki ponieważ poniżej 16-ek mają już gorszą tolerancję wymiarową) jednak tutaj patrz wcześniejsze me wywody - bez parku maszynowego lepiej kupić od razu kulowe (często są już obrobione pod bloki łożyskujące - warto od razu projektować maszynę pod typowe rozmiary tychże śrub). W Z-ce jednak rozważyłbym trapezową ze względu na samohamowność. Luz skasuje się sam pod wpływem ciężaru osi Z oraz pod wpływem sił działających podczas skrawania gdzie przy normalnym frezie i obrotach frez wgryza się w materiał. Co do stwierdzenia, że byle jaka chińska kulowa jest lepsza od trapezowej to proszę porównać sobie klasy dokładności i nie pleść głupot. Zależy to od zastosowania i oczekiwań.
- koniecznie odprężyć konstrukcję niezależnie od ilości spawów. Czasem jeden spaw może więcej wykręcić konstrukcję niż kilkanaście dobrze rozłożonych. Nie bać się zastrzałów i wzmocnień konstrukcji. Przemyśleć konstrukcję pod względem obróbki w lokalnych zakładach aby nie okazało się, że nie obrobią bo za duże albo policzą tyle, że pójdziesz z torbami.
- generalnie zainwestować w dobrą i w miarę mocną elektronikę. Ja zainwestowałem w silniejsze krokowce niż te zalecane i nie żałuję. Odpadnie sporo problemów typu gubienie kroków, dziwne zachowania się napędów, grzanie itp. Ja mam 6.9Nm 6A i jestem z nich zadowolony. Gonią na śrubach trapezowych 22x5 całą maszynkę i kroków nie gubią (oczywiście o przejazdach typu 10-15m/min można zapomnieć. Ja mam ustawione na bezpiecznym poziomie 3m/min)

Podłącze się pod temat z pytaniem bo z tego co widzę na renderach, maszyna ma bardzo podobne wymiary do tego co sam chciałbym stworzyć.
Od paru tyg. szukam materiału pod kątem swojego projektu. Pomysł jakiś tam mam ale rysowanie modelu zacząłbym tak naprawdę mając już jakiś konkretny materiał u siebie. O ile z profilem 100x100x5mm lub 80x80x5 na spód nie ma problemu o tyle nigdzie nie trafił mi się profil prostokątny na bramę o wymiarach np. 200x100x5mm. A jeśli już "się trafił" to na zamówienie i 6m do wzięcia w całości

Czy mając do dyspozycji w/w profile kwadratowe warto kombinować ze spawaniem 2-3 razem w celu zwiększenia wysokości bramy i rozstawu prowadnic czy to jednak kiepski pomysł ? Jak wiadomo duża ilość spawów to zło ale materiał mam pod ręką.

Edit:
Podobną konstrukcję znalazłem np tutaj post509780.html?hilit=spawanie%20kilku% ... li#p509780 czyli chyba jednak "od biedy" można.

"Frezownia" prawie wszystkiego: http://www.oglaszamy24.pl/ogloszenie/80 ... -loza.html

Dodane 2 minuty 84 sekundy:

Maxikas pisze:Czy mając do dyspozycji w/w profile kwadratowe warto kombinować ze spawaniem 2-3 razem

NIE - łatwiej wmontować/wspawać kratownicę pomiędzy dwa profile poziome.

Skup się na mechanice sterowanie możesz zawsze zmienić, jeśli , możesz nie pakuj się w wałki podparte czy nie podparte mają małą nośność i jedno zasadnicze ograniczenie po przekroczeniu średnio 10% nosności jeśli wektor wypadkowej siły wyjdzie po między rzędami kulki po okrągłej powierzchni wałka zaczynają się znacznie rozjeżdżać na boki, luzy powstałe w ten sposób mogą dochodzić tylko na jednym łożysku do 0.2 mm.
Jeżeli już musisz na wałkach to zamiast podpartych zastosuj tańsze nie podparte a zainwestuj w średnice powiedzmy 30mm i w górę.
Dla porównania podam nośność statyczna wózka hiwina 15 to 2530kg a np. lożyska na wałkach 30mm to tylko 275kg!!.

Na wałkach możesz frezować co najwyżej aluminium a po za tym jeżeli będziesz chciał osiągnąć przyzwoitą jakość to obróbka wyk. fr maks
3-6mm .
Stosowanie łożysk podpartych a mniejszej średnicy nie do końca ma sens bo zjawisko rozjeżdżania się kulek jest jeszcze bardziej dokuczliwe ponieważ w łożyskach otwartych w 1/4 obwodu w ogóle nie mamy kulek, zresztą najczęściej to łożyska na starcie mają już spory luz.

Podsumowując jeśli masz kasę odpręż ramę i frezuj, spokojnie wózki 15 dadzą ci min 10 razy razy większą sztywność maszyny niż wałki.

Walczę z tym tematem wałków od ok.15 lat stosowałem już nawet 40 podparte. i choć sztywność rośnie to i tak daleko do prawdziwego frezowania stali no może węglikiem 2mm, próby większymi średnicami kończyły się odchyłkami +-0,2mm i 10 razy niższą żywotnością freza .
Oczywiście można kombinować dodawać lub odejmować z wymiaru w projekcie lub zmniejszać średnicę freza w Camie ale to taka jak dla mnie lipa.
D materiałów miękkich jak drewno czy tworzywa sztuczne to można dla wałków doszukać się nawet plusów jak na przykład fakt że wózki bez kosmicznych uszczelniaczy szybko unieruchamia brud a wałki dają rade ale to max.

Prawdę mówiąc jak kiedyś rozmawiałem z człowiekiem z skf to trochę mnie wyśmiewał że na tym typie łożysk próbuję robić jakiekolwiek frezarki, ale "lepszy rydz niż nic", więc robimy co potrafimy lub na co na stać.

Ważne żebyśmy byli świadomy co robimy lub kupujemy.

Co do trapezówek to lepiej kup najtańsze kulówki na allegro znajdziesz od 200zł obrobione z nakrętkami.
Myślę że nad wyższością śrub kulowych nie muszę się rozpisywać bo to chyba oczywiste a jak dodasz pracę tokarza + nakrętka z brązu to nazwałbym rozwiązanie bez sensu( i nie zapomnij skasować luzu).

Pozdrawiam Sebastian

Mam nadzieję że pomogłem.

Dodane 40 minuty 51 sekundy:
Jeszcze jedna uwaga na twoim projekcie maszyna ma spory prześwit skoro już taki potrzebujesz , staraj się mocować napęd w jak najmniejszej odległości od punktu styku freza z materiałem, to znacznie poprawia sztywność bo drastycznie zmniejsza momenty gnące i obciążenie łożysk liniowych.
Konkretnie:
1 jeśli się da to np umieść kulówkę x jak najniżej lub pod brama
2. daj dwie śruby na osi Y jak najszerzej , zepnij paskiem zębatym.
3 w Zecie staraj się aby śruba była jak najbilżej osi wrzeciona.
Taki drobiazgi potrafią wiele nadrobić zwłaszcza punkt 2 (powiedzmy 2 trapezówki ze skasowanym luzem były by w tym przypadku lepsze niż jedna centralna kulówka, i byłby to chyba jedyny wyjątek gdzie taka zamiana dałaby więcej kożyści)


Pozdrawiam Sebastian

PgK pisze:Do tego myślałem o zastosowaniu wałków liniowych podpartych na całej długości o średnicy fi25 o długości 1m i śruby trapezowe fi20 lub kulowych fi16/20 też 1m (jeśli nie będzie dużej różnicy to wolałbym śruby trapezowe) oraz silników krokowych 4Nm.

Wałki 25 to mało na takiej długości
oprawy fabryczne rozginają się trzeba by robić stalowe
wiec lepiej wózki i szyny minimum 15
śruby tylko kulowe (zapomnij o trapezach) od razu kupisz zarobione odpada obróbka trapezowych i problem z ich niską sprawnością.
silniki możesz dać 3Nm i Zelrpr
ramę raczej skręcaj jak nie chcesz odprężać.

ogólni to wyważasz otwarte drzwi - odpal YT poszukaj filmu z maszyną która odpowiada Twoim wymaganiom co do obróbki a następnie zobacz z jakich komponentów się składa.

tak pracuje moja frezarka na trapezach wałkach ale ze specjalnymi oprawami i zagęszczonymi otworami w podporach na silnikach 8Nm film jest przyspieszony

ta sama maszyna na śrubach kulowych i silnikach 3Nm https://youtu.be/8tDEXrQymX8?t=22m39s

a tu silniki 3Nm kulowe śruby i szyny 15 https://youtu.be/R4-JHrszi1Q

Witam,

Bardzo dziękuję wszystkim za podpowiedzi. Starałem się je uwzględnić w projekcie.

Podstawowe zmiany:

- inna konstrukcja bramy
- śruby kulowe fi16
- prowadnice liniowe 20mm
- całość będzie odprężana


Niestety przy mojej konstrukcji nie mam zbytnio możliwości obniżenia śruby kulowej w osi X. Co do dania 2 śrub na osi Y i spięcia je paskami to nie do końca wiem jak to zrobić :/


Nowsze wersje projektów. Jeśli są tam jakieś drastyczne błędy to proszę o szybką informacje (bardzo goni mnie termin i jutro zaczynam pracę nad podstawą).























Powierzchnie do planowania:





Spis elementów:

OŚ X,Y prowadnica HIWIN HGR20R długość 1000mm:
https://www.ebmia.pl/szyna-liniowa-hiwi ... -2106.html

OŚ Z prowadnica HIWIN HGR20R długość 500mm

Wózki liniowe HIWIN HGH20CA-Z0:
https://www.akcesoria.cnc.info.pl/1404- ... sklep/6915

ŚRUBA KULOWA Z NAKRĘTKĄ fi 16/1000 mm skok gwintu 5 mm zarobiona pod podpory i łożyska:
http://sklep.cncprofi.com/sruba-kulowa- ... zyska.html

Blok łożyskujący BK12 Nap:
https://www.akcesoria.cnc.info.pl/270-m ... /sklep/778

Blok łożyskujący BF 12 Pod:
https://www.akcesoria.cnc.info.pl/269-m ... sklep/2325


Obudowy nakrętek kulowych:
https://www.ebmia.pl/sruby-trapezowe-ku ... 5_538.html


Mocowanie silnika NEMA23 MBA12-C:
https://www.ebmia.pl/mocowanie-silnika- ... 93296.html

Silniki krokowe 4Nm, zasilacz i reszta elektroniki:
http://sklep.cncprofi.com/zestaw-nr-4-cnc-profi.html




Moje pytania:
1) Co ogólnie myślicie o koncepcji tej konstrukcji. Całość jak na moje warunki sporo kosztuje i bardzo bym chciał, żeby wszystko było dobrze wykonane.

2) Co sądzicie o konstrukcji bramy?

3) Czy rozstawy szyn mogą być?
OX: 470mm,
OY: 270mm
OZ: 250mm

4) Rozstawy między wózkami? (widać na zdjeciach)

5) Silniki 4Nm, podpięte bezpośrednio do śrub kulowych o skoku 5mm? Jak wam się podoba sposób przygotowania powierzchni pod mocowanie silników? (widać na zdjęciach)


Jeszcze raz, wszystkim dziękuję za pomoc

Bardzo ładna specyfikacja/opis, tylko nie widzę kątowników pod silniki,
czy chodzi o przykładowe miejsce (na osi Y) ?