Desktopowa Frezarka CNC

[filip.jaskolski]

Witam !



Za mną wiele godzin czytania for, oglądania rysunków technicznych i projektowania. Przede mną wiele godzin wcielania projektu w życie. Jednak zanim utopię niemałą ilość pieniędzy i czasu, chciałbym poradzić się w sprawach konstrukcyjnych.

Założenia dot. maszyny:

• • materiały konstrukcyjne: sklejka 20mm, poliamid gr. 10mm, poliamid + olej
  • zastosowanie: drewno (cięcie sklejki, frezowanie MDF, nawiercanie drewna liściastego), laminat (PCB), pleksi
  • obszar roboczy: nie większy niż 300x300mm
  • budżet: minimalny

Decyzje już podjęte:

• • napęd: silniki 0,6Nm + śruby trapezowe 14x4,
  • transport: wałki 16mm, łożyska ślizgowe z poliamidu wzbogaconego o olej,
  • wrzeciono: stara frezarka Makity (~26tyś. obr.) + tuleje redukcyjne na frezy, ew. Dremel do pracy w pleksi
  • frezy: mam dostęp do zużytych frezów dentystycznych (przyszło mi to do głowy na fotelu dentystycznym, jestem ciekaw czy to dobry pomysł)

Wątpliwości

• • współpraca poliamidu z wałkami (wystarczająco śliski?), wytrzymałość tego materiału,
  • w projekcie konstrukcja umożliwia wyjazd stołu poza obrys całej maszyny - nie jestem pewien, czy zależy mi na takim powiększeniu pola roboczego (i czy będzie dość stabilny)

Mocowanie silników do obudowy
Idea jest prosta - poliamid działa przede wszystkim jako element pozycjonujący wałki, łożysko i silnik. Od strony silnika wałki przechodzą przez obie poliamidowe wstawki i przez sklejkę. Otwór w sklejce jest większy - to miejsce na wstrzyknięcie kleju po zmontowaniu całości - umocni to konstrukcję i powinno dobrze tłumić drgania. Dodatkowy plus to odpowiednie dystansowanie silnika - powstaje idealna przestrzeń na sprzęgło kłowe (20x25mm).



Oś Z
To samo mocowanie wałków i silnika + warstwowa konstrukcja wózka. Wstawki poliamidowe (tutaj pewnie z domieszką śr. smarnego) działają jako łożyska, fragmenty sklejki to elementy nośne.




Stół
W tej chwili stół ma mieć możliwość wyjazdu poza obrys konstrukcji. Mocowanie silnika i wałków jak wyżej. Mam problem z zaprojektowaniem łożysk ślizgowych - jako że wałki są rozstawione szerzej, łożyska powinny być raczej jednolite i długie - rozwiązanie z pozostałych osi się nie nadaje.



Uwagi
Wstawki poliamidowe zaprojektowałem tak, żeby pasowały w wielu miejscach konstrukcji (nie tworząc osobnych kształtów do różnych osi). Dzięki temu maszyna składa się 10 identycznych płytek 100x60mm i trzech 270x60mm.

Prosiłbym o przejrzenie rysunków i wszelkie rady dot. konstrukcji, zanim oddam elementy do cięcia...

...a skoro o tym mowa:

Zapytanie: Czy któryś z forumowiczów byłby chętny do wykonania wspomnianych wyżej poliamidowych elementów? Prosiłbym o wycenę w tym wątku. Od razu mówię, że materiału nie mam.

[ursus_arctos]

1. Ta maszyna nie ma prawa działać - złoży się zwyczajnie. Maszyna o konstrukcji drewnianej musi mieć płytę w podstawie oraz plecy bramy. Wszystkie długie elementy muszą mieć co najmniej 3 ściany; wszystkie elementy o 2 dużych wymiarach muszą mieć 5 ścian (budowa skrzynkowa).
2. Prowadnice wiszące fi16 nadają się tylko na oś Z. Na XY co najmniej fi20, lepiej większe.
3. Jeżeli masz i tak robić elementy konstrukcyjne z otworami na wałki, to wywierć 3mm większe otwory i osadź w nich tuleje ślizgowe z POM. Na stronie sponsora jest link do sklepu, który sprzedaje tuleje ślizgowe fi20 po 3.70 zł/szt. Za 12 sztuk zapłacisz <50zł.
4. Jak ma Ci ktoś wykonywać elementy, to zamiast z poliamidu możesz je wykonać po prostu ze sklejki, z lignofolu (materiał drewnopochodny, mocniejszy od sklejki) albo nawet z aluminium.
5. Nie widzę, jak są łożyskowane śruby pociągowe. Ma to istotne znaczenie, gdyż zwykłe łożyska mają luz osiowy.
6. Wózek osi Z jest za krótki.

[pascalPL]

Wszystko co ursus_arctos pisze się zgadza. Brama musi mieć jakieś "plecy" bo w tym momencie tylko wałki w osi Y i jakaś licha listeweczka trzyma tą konstrukcję. Mocniejsze zaparcie w materiale podczas pracy w osi Y i ci wymiar ucieknie.

Ja ze swojej strony dodam, wałki w osi Y za blisko siebie. fi16 czy nawet fi20 i taka mała odległość będzie się odzywać kiedy w ruch pójdą twarde materiały.

To coś co jeździ w osi Y też przydałoby się uzupełnić o kawałek materiału z tyłu. Tak aby skrzynka była zamknięta z boków i tyłu.

[pukury]

witam.
mnie z kolei intryguje coś takiego - jak wałki mają się trzymać do sklejki ?
będą włożone i już - czy jak ?
pozdrawiam.

[ursus_arctos]

Tak, brak pleców wózeczka poprzecznego mi umknął - zaiste, musi coś tam być.

W ogóle, to zastanowiłbym się na miejscu kolegi, czy jest sens robić boki z jednego kawałka sklejki. Jak się dobrze zakombinuje, to wszystkie elementy (bez otworów) będą prostokątne i zrobią je w każdym markecie budowalanym. Ze swojego doświadczenia dodam, że lepiej zastosować podwójną sklejkę na boki (no chyba, że to ma być sklejka >30mm, to może być pojedyncza) albo powinny być jakieś przypory po bokach, które bedą konstrukcję usztywniać - inaczej będzie się bujać.
Ogólnie, w ramach doświadczenia polecam poskładanie sobie konstrukcji z kartonów (takich z tektury falistej) lub jakiejś grubszej tektury - jeżeli konstrukcja z kartonu będzie się wyginać, trzeba dołożyć odpowiednią prostopadłą dechę itd. Jak konstrukcja kartonowa będzie przyzwoicie sztywna, to należy ją powielić w drewnie.

Edit:
@pukury: ja mam wałki wbite w sklejkę i to nie stanowi problemu (wbite = młotkiem; 80kg siły nie wystarczało do wciśnięcia). W poliamid też pewnie się da wcisnąć, chociaż obawiałbym się, że plastik się poluzuje z czasem.

[filip.jaskolski]

Hej, dzięki za odpowiedź!

1. Ta maszyna nie ma prawa działać - złoży się zwyczajnie. Maszyna o konstrukcji drewnianej musi mieć płytę w podstawie oraz plecy bramy.

O plecach bramy faktycznie zapomniałem. Podstawy nie brałem pod uwagę, sugerowałem się mocno konstrukcją MicroCarve. Ale skoro trzeba, nie ma sprawy .

2. Prowadnice wiszące fi16 nadają się tylko na oś Z. Na XY co najmniej fi20, lepiej większe.

Powiem szczerze - nie dowierzam . Mam wrażenie, że 16mm to i tak pioruńsko dużo, przynajmniej jak na stół, na którym jeździ maksymalnie 3kg (wliczając nacisk frezu). Gorzej z bramą - tutaj faktycznie działają spore siły na wałki, ale czy naprawdę 16mm nie wystarczy? Pytam, bo mam wrażenie, że na wałkach 20mm sam mógłbym wisieć stabilnie...

3. Jeżeli masz i tak robić elementy konstrukcyjne z otworami na wałki, to wywierć 3mm większe otwory i osadź w nich tuleje ślizgowe z POM. Na stronie sponsora jest link do sklepu, który sprzedaje tuleje ślizgowe fi20 po 3.70 zł/szt. Za 12 sztuk zapłacisz <50zł.

Właśnie! Chciałbym się dowiedzieć czegoś więcej na temat tych tulei. Opis na stronie sponsora jest dość niedokładny (a raczej brak mi fotografii). Czy te tuleje są rozcięte i elastyczne, czy tworzą w miarę sztywną rurkę?

4. Jak ma Ci ktoś wykonywać elementy, to zamiast z poliamidu możesz je wykonać po prostu ze sklejki, z lignofolu (materiał drewnopochodny, mocniejszy od sklejki) albo nawet z aluminium.

Zdecydowałem się na poliamid bo jest tańszy niż aluminium. Czy sklejka dałaby radę jako materiał na te wstawki? To znakomicie uprościłoby konstrukcję i ograniczyło koszta...

5. Nie widzę, jak są łożyskowane śruby pociągowe. Ma to istotne znaczenie, gdyż zwykłe łożyska mają luz osiowy.
6. Wózek osi Z jest za krótki.

Łożyska skośne jednorzędowe umieszczone we wstawkach pozycjonujących (w oryginalnym projekcie z poliamidu). Ad. wózek - jeżeli zostałbym przy łożyskowaniu na wstawkach z poliamidu, wystarczyłoby dołożyć jeszcze dwie warstwy.

[pukury]

witam.
głos wewnętrzny mówi mi - nie rób tak - nie rób - to złe
były szatańskie wersety - to są szatańskie konstrukcje
czyli jak - wbijamy boki na wałki ?
co będzie jak trzeba coś zmienić - wybijamy ?
pozdrawiam.

[filip.jaskolski]

witam.
mnie z kolei intryguje coś takiego - jak wałki mają się trzymać do sklejki ?
będą włożone i już - czy jak ?
pozdrawiam. (...) co będzie jak trzeba coś zmienić - wybijamy ?

Wałki miały być włożone w poliamid (raczej nie na siłę), przetestowane co do równoległości i następnie zaklejone na śmierć (nie planuję rozbudowy) w nieco większych niż 16mm otworach w sklejce. Przestrzeń na klej widać na tym rysunku:

W ogóle, to zastanowiłbym się na miejscu kolegi, czy jest sens robić boki z jednego kawałka sklejki. Jak się dobrze zakombinuje, to wszystkie elementy (bez otworów) będą prostokątne i zrobią je w każdym markecie budowalanym.

Boki to żaden problem - wystarczy dobra wyrzynarka i z dwóch prostokątów uzyskam pożądany kształt. Problemem, który rozwiązują mi poliamidowe wkładki, jest brak odpowiedniej precyzji wiercenia w domowym zaciszu - mając idealnie dopasowane do wałków elementy mocujące, martwię się tylko o montaż samego elementu, a nie wałków i łożyska.

Ja ze swojej strony dodam, wałki w osi Y za blisko siebie. fi16 czy nawet fi20 i taka mała odległość będzie się odzywać kiedy w ruch pójdą twarde materiały.

Odległość starałem się dobrać tak, żeby była dobra zarówno do osi Y jak i Z. Dzięki temu wkładki są identyczne dla obu osi. Może jednak takie optymalizacyjne zapędy są nie na miejscu...

[pascalPL]

Mam wrażenie, że 16mm to i tak pioruńsko dużo, przynajmniej jak na stół, na którym jeździ maksymalnie 3kg (wliczając nacisk frezu). Gorzej z bramą - tutaj faktycznie działają spore siły na wałki, ale czy naprawdę 16mm nie wystarczy? Pytam, bo mam wrażenie, że na wałkach 20mm sam mógłbym wisieć stabilnie...

Napisze tak, też mi się kiedyś tak wydawało. W pierwszej maszynie mam fi16 i nie domaga w pewnych kwestiach. Dlatego bez zbędnego zastanawiania się proponuje projektować wszystko pod fi20, różnica w cenie jest minimalna. Ja teraz czekam na przesyłkę 5 wałeczków 750mm fi20 na poczet kolejnego eksperymentu.

Czy sklejka dałaby radę jako materiał na te wstawki? To znakomicie uprościłoby konstrukcję i ograniczyło koszta...

Jeżeli masz dostęp do poliamidu to zostań na uchwytach z poliamidu. Sklejka nie jest najlepsza, bo przy ściskaniu śrubami będziesz ją odkształcał. W PA tego nie będzie.

O plecach bramy faktycznie zapomniałem. Podstawy nie brałem pod uwagę, sugerowałem się mocno konstrukcją MicroCarve. Ale skoro trzeba, nie ma sprawy .

Jeżeli sugerujesz się MicroCarve to zwróć uwagę na:
1. kąt ułożenia pleców bramy..
2. sposób mocowania wszystkich "poprzecznych" elementów. Czyli między innymi pleców bramy i elementów na których wiszą wałki i śruba osi X. To rozwiązanie zwiększa stabilność rozwiązań MicroCarve. Np. dlatego nie stosuje podstawy. Oczywiście lepiej mieć podstawę.

[ursus_arctos]

Wszystkie prowadnice daj fi20. To naprawdę znikoma różnica w cenie. Gdyby kol. planował kupować łożyska liniowe, to jeszcze rozumiem opory przed fi20, gdyż cena rośnie znacząco, ale przy tulejach to naprawdę wszystko jedno - a efekty zupełnie inne.
Jakby dać wałki 25 na ruch stołu i bramy i 20 na zetkę, to przy odpowiednio "zmyślnej" konstrukcji ramy możnaby na tym nawet aluminium obrabiać. Na wałkach wiszących fi16 nie da się sensownie nawet drewna obrobić.