Frezarka z podstawą żeliwną na wałkach podpartych
: 06 sie 2014, 05:10
Od dłuższego czasu planowałem zrobić frezarkę do drewna i aluminium. Koncepcji było wiele, poprzez ramę spawaną, frezarkę kolumnową ze stołem krzyżowym po podstawę ze stołu traserskiego. Czytałem wiele o różnych konstrukcjach i w głowie miałem niezły mętlik. Przez ten czas zdobywałem różne bardziej i mniej przydatne rzeczy do budowy frezarki, a że koncepcji było nań wiele to i kupa dobra została 
Między innymi dwa stoły traserskie. Jeden 500x500 a drugi 800x500. Koncepcja konstrukcji ze stołu 500x500 upadła ponieważ miał za małą powierzchnię i dość mało pola roboczego by z niego wyszło. Koncepcja ze stołem 800x500 upadła zaraz po zakupie, ponieważ przy zakupie okazało się że stół był praktycznie nieużywany, jeszcze z folią i serce bolało aby go pokroić. Już szykowałem i skrobałem stół krzyżowy pod frezarkę kolumnową, jednak okazało się że jego sezonowanie (chiński wyrób) było takie że po zadowalającym skrobaniu prowadnic, po tygodniu już przyłożony liniał pokazywał co innego. Miałem z tym walczyć, ale niespodziewanie trafiła mi się inna okazja, która przypieczętowała ostateczny kierunek jaki obrałem przy budowie mojej frezarki. Zanim jednak opiszę ową okazję to przedstawię wstępne założenia i krótko uzasadnię mój wybór.
- prowadnice we wszystkich osiach będą oparte na wałkach podpartych fi=20mm. Niestety prowadnice liniowe HIWIN jak na razie są poza moim zasięgiem finansowym. Miejsca pozostawiam tyle, że w razie czego zamontuję Hiwiny nawet i do rozmiaru 40mm bez utraty rozstawu osi.
- śruby na razie trapezowe. Chodzi tu nie ukrywam o finanse. Posiadam gwintownik trpezowy 16x4 i zrobiłem nakrętki z poliamidu na których nie wyczuwam luzów. Nakrętki i osady nakrętek zaprojektowane są tak aby wymienić bez problemu trapezy na kulowe 16x4. Nawet zatoczenia na trapezie zrobiłem pod bloki łożyskujące FF i FK 12 stosowane do śrub kulowych 16x4. Robiłem też wcześniej nakrętki z brązu i mosiądzu ale miały już luz choć zapewne są wytrzymalsze od poliamidu.
- Wrzeciono mam kupione od kolegi z forum. Jest to samoróbka ze stożkiem MK3 więc póki co będzie wolnoobrotowe. Jeśli nie zda egzaminu to łatwo wymienię na mokrego chińczyka. Jeśli zda egzamin to dostanie falownik.
- stała brama mocowana do stołu
Nie ukrywam że zależało mi na jak najmniejszym koszcie całości jednocześnie utrzymując poprawną jakość i sztywność mimo prowadnic na wałkach i trapezów. Długo dumałem jak zrobić aby niskim kosztem usprawnić maksymalnie frezarkę mimo powyższych „mankamentów”. Mam już dwie frezarki i dwie tokarki manualne więc większość elementów zrobię sam, chyba że nie będzie to ekonomicznie uzasadnione. Pojawiły się też w takim wypadku nowe założenia takiej jak przykładowo konieczność projektowania elementów tak aby można je było obrobić na swoich maszynach, z jednego zamocowania przynajmniej dla jednej płaszczyzny.
Dość już wstępu. Poniżej mała relacja z pierwszego etapu mojej budowy.
Okazyjnie dorwałem przyrząd kłowy. Leżał sobie pod gołym niebem przywalony innym graciwem i o maly włos go nie przegapiłem. Pytanie o cenę i szybka decyzja – „Biorę!!!”
Już miałem zakupione metrowe prowadnice na oś Y więc gabaryt 1300x225 był dobry, a dwie powierzchnie, po których jeżdżą kły miały akurat 45mm szerokości i podpora pod wałki 20-ki pasowała jak ulał i nawet mie było problemów ze zmieszczeniem śrub na prowadnicy majacej rowek T-owy widoczny na zdjęciu. Po doczyszczeniu delikatnie papierkiem z rdzy ukazały się powierzchnie bazowe w dobrym stanie, a co najważniejsze nie wymahające obróbki. Odlew żeliwny ze starych czasów czyli taki jak trzeba. Jego masę szacuję na około 80-100kg.
Przyszedł czas na stół pod wózki. Tutaj też już miałem zakupioną formatkę z lanego aluminium o gabarytach 300x400x50. Szybkie frezowanie i skrobanie jednej powierzchni aby uzyskać w miarę prostą powierzchnię do beznaprężeniowego zamocowania na frezarce. Chciałem uniknąć wykrzywienia powierzchni pod wózki po zdjęciu detalu z frezarki. To że wałki ponoć darują wiele to nie oznacza, że mają być osadzone byle jak i na byle jak przygotowanej powierzchni.
Zastanawiacie się pewnie po co tyle dziur na montaż 4-rech wózków? Odpowiedź jest prosta będzie ich osiem, w tym cztery podwójne. Udało mi się kupić w promocji dłuższe oprawy łożysk. Tak więc ich samodzielne wykonanie mijałoby się z celem. Wyliczyłem, ze za material dałbym więcej niż zapłaciłem za gotowy, chiński produkt.
Mam nadzieję, że 3 x więcej łożysk przełoży się choć w części na lepszą sztywność i możliwości maszyny. Jak to wcześniej koledzy w innych tematach zauważyli rzędy kulek nie są równo tzn symetrycznie w łożysku rozłożone. Wada? Być może, ale nie sądzę. Postanowiłem ową „wadę” zamienić w zaletę ujkładając wózki na przemian tak aby rzędy kulek nie leżały w jednym rzędzie. To powinno też pozytywnie wpłynąć na sztywność i zachowanie wózków pod obciążeniem, szczególnie bocznym. Kulki dotykają tym sposobem nie 4 punktów na wałku lecz 8-miu. Może poniższe zdjęcia pokażą o co mi chodzi:
W dwóch podwójnych oprawach odwróciłem jedno z łożysk. Tam gdzie na zdjęciu łożyska ułożone są w teb sam sposób. Na zdjęciu ułożone są w swej pierwotnej formie.
Zauważyłem tez luzy na niektórych łożyskach więc zrobiłem kasowanie luzu w postaci wkrętów dociskowych M6 po dwa na każdą stronę jednego łożyska:
Jakież jednak było me zdziwienie gdy samo wiercenie dziur i gwintowania zlikwidowało luz na łożyskach. Doszedłem do wniosku, że w takim razie ów luz nie jest winą łożysk a samych opraw, które jeśli zeszły się tak łatwo podczas wiercenia to rozejdą się z czasem podczas uzytkowania i sił działających podczas skrawania. Oczywiście po to niby są owe wkręty aby ten luz kasować. Ale ile będzie można te wkręty dociskać zanim oprawa powie „nie” ?
Jako że miałem trochę prętów kwadratowych 25x25 postanowilem uczynić coś takiego:
no i efekt końcowy:
Takie kasowanie luzów powinno załatwić sprawę badziewnych opraw.
Teraz przyszła kolej na założenie prowadnic i ich wzajemne ułożenie:
Poprawiłem też rozstaw dziur pod śruby i trochę rozwierciłem, ponieważ zrobiłem gwint M6, a nie M5 jak oryginalnie:
A teraz ustawianie równoległości. Zrobiłem taki oto prosty gadżet:
Rozstaw prowadnic 180mm. Niby mało ale akurat na mój stół w sam raz i do tego autorskie kasowanie luzów się zmieściło jak ulał.
A teraz zatocznie śruby. I kto mówił że trapezu 16x4 nie da się zatoczyć na wymiar śruby kulowej 16x5? Da się i nawet dobrze to działa. Mogę teraz zastosować Bloki FF i FK 12 i szybką wymiane trpezu na kulową jeśli będę miał ochotę.
I produkcja nakrętek pod wymiar nakrętki śruby kulowej 16x5:
Faktycznie poliamid jest bezluzowy. Nie miałem samosmarnego ale jak zamówię to zrobię z niego. Miało być kasowanie luzów ale nie ma takiej potrzeby a dwie nakrętki z poliamidu są zbyt ciasne i jedną trzeba by było zrobić luźną z brązu aby się nie przycierały.
Oto jak wygląda nakrętka zamocowana pod stolem:
Lekkie ruchy ręką i czujnik pokazuje przesunięcie. Naprawdę jestem pozytywnie zaskoczony.
Po złożeniu osi Y i próbach przejazdów (jako napędu użyłem wiertarki). Śruba przy szybszych przejazdach zaczęła wpadać w rezonans co bardzo mnie zmartwiło jednak w miejsce przeciwnakrętki włożyłem mego pomysłu tłumik drgań, który wyeliminował tą przypadłość i pozwoli na szybkość przejazdów, która mnie satysfakcjonuje bez wprowadzania całości w rezonans.
Jest to po prostu rura z poliamidu długości około 20cm (sięga do końca stołu) o średnicy 16mm. Wszystko zapaćkane smarem molibdenowym, który też pomaga tłumić drgania.
Pomysł się sprawdził i tłumi rezonans bardzo dobrze.
Końcówka śruby, którą musiałem doobić jako że prowadnice mają 1mb i śruba też miała. Zastosuję ją do innej osi ale póki co do testów będzie ta.
I całość po złożeniu:
Inne osie w trakcie budowy. Elektronika będzie na samym końcu. Planuje silniki ok. 8Nm z przełozeniem 1:2 na paskach HDT.
Między innymi dwa stoły traserskie. Jeden 500x500 a drugi 800x500. Koncepcja konstrukcji ze stołu 500x500 upadła ponieważ miał za małą powierzchnię i dość mało pola roboczego by z niego wyszło. Koncepcja ze stołem 800x500 upadła zaraz po zakupie, ponieważ przy zakupie okazało się że stół był praktycznie nieużywany, jeszcze z folią i serce bolało aby go pokroić. Już szykowałem i skrobałem stół krzyżowy pod frezarkę kolumnową, jednak okazało się że jego sezonowanie (chiński wyrób) było takie że po zadowalającym skrobaniu prowadnic, po tygodniu już przyłożony liniał pokazywał co innego. Miałem z tym walczyć, ale niespodziewanie trafiła mi się inna okazja, która przypieczętowała ostateczny kierunek jaki obrałem przy budowie mojej frezarki. Zanim jednak opiszę ową okazję to przedstawię wstępne założenia i krótko uzasadnię mój wybór. - prowadnice we wszystkich osiach będą oparte na wałkach podpartych fi=20mm. Niestety prowadnice liniowe HIWIN jak na razie są poza moim zasięgiem finansowym. Miejsca pozostawiam tyle, że w razie czego zamontuję Hiwiny nawet i do rozmiaru 40mm bez utraty rozstawu osi.
- śruby na razie trapezowe. Chodzi tu nie ukrywam o finanse. Posiadam gwintownik trpezowy 16x4 i zrobiłem nakrętki z poliamidu na których nie wyczuwam luzów. Nakrętki i osady nakrętek zaprojektowane są tak aby wymienić bez problemu trapezy na kulowe 16x4. Nawet zatoczenia na trapezie zrobiłem pod bloki łożyskujące FF i FK 12 stosowane do śrub kulowych 16x4. Robiłem też wcześniej nakrętki z brązu i mosiądzu ale miały już luz choć zapewne są wytrzymalsze od poliamidu.
- Wrzeciono mam kupione od kolegi z forum. Jest to samoróbka ze stożkiem MK3 więc póki co będzie wolnoobrotowe. Jeśli nie zda egzaminu to łatwo wymienię na mokrego chińczyka. Jeśli zda egzamin to dostanie falownik.
- stała brama mocowana do stołu
Nie ukrywam że zależało mi na jak najmniejszym koszcie całości jednocześnie utrzymując poprawną jakość i sztywność mimo prowadnic na wałkach i trapezów. Długo dumałem jak zrobić aby niskim kosztem usprawnić maksymalnie frezarkę mimo powyższych „mankamentów”. Mam już dwie frezarki i dwie tokarki manualne więc większość elementów zrobię sam, chyba że nie będzie to ekonomicznie uzasadnione. Pojawiły się też w takim wypadku nowe założenia takiej jak przykładowo konieczność projektowania elementów tak aby można je było obrobić na swoich maszynach, z jednego zamocowania przynajmniej dla jednej płaszczyzny.
Dość już wstępu. Poniżej mała relacja z pierwszego etapu mojej budowy.
Okazyjnie dorwałem przyrząd kłowy. Leżał sobie pod gołym niebem przywalony innym graciwem i o maly włos go nie przegapiłem. Pytanie o cenę i szybka decyzja – „Biorę!!!”
Już miałem zakupione metrowe prowadnice na oś Y więc gabaryt 1300x225 był dobry, a dwie powierzchnie, po których jeżdżą kły miały akurat 45mm szerokości i podpora pod wałki 20-ki pasowała jak ulał i nawet mie było problemów ze zmieszczeniem śrub na prowadnicy majacej rowek T-owy widoczny na zdjęciu. Po doczyszczeniu delikatnie papierkiem z rdzy ukazały się powierzchnie bazowe w dobrym stanie, a co najważniejsze nie wymahające obróbki. Odlew żeliwny ze starych czasów czyli taki jak trzeba. Jego masę szacuję na około 80-100kg.
Przyszedł czas na stół pod wózki. Tutaj też już miałem zakupioną formatkę z lanego aluminium o gabarytach 300x400x50. Szybkie frezowanie i skrobanie jednej powierzchni aby uzyskać w miarę prostą powierzchnię do beznaprężeniowego zamocowania na frezarce. Chciałem uniknąć wykrzywienia powierzchni pod wózki po zdjęciu detalu z frezarki. To że wałki ponoć darują wiele to nie oznacza, że mają być osadzone byle jak i na byle jak przygotowanej powierzchni.
Zastanawiacie się pewnie po co tyle dziur na montaż 4-rech wózków? Odpowiedź jest prosta będzie ich osiem, w tym cztery podwójne. Udało mi się kupić w promocji dłuższe oprawy łożysk. Tak więc ich samodzielne wykonanie mijałoby się z celem. Wyliczyłem, ze za material dałbym więcej niż zapłaciłem za gotowy, chiński produkt.
Mam nadzieję, że 3 x więcej łożysk przełoży się choć w części na lepszą sztywność i możliwości maszyny. Jak to wcześniej koledzy w innych tematach zauważyli rzędy kulek nie są równo tzn symetrycznie w łożysku rozłożone. Wada? Być może, ale nie sądzę. Postanowiłem ową „wadę” zamienić w zaletę ujkładając wózki na przemian tak aby rzędy kulek nie leżały w jednym rzędzie. To powinno też pozytywnie wpłynąć na sztywność i zachowanie wózków pod obciążeniem, szczególnie bocznym. Kulki dotykają tym sposobem nie 4 punktów na wałku lecz 8-miu. Może poniższe zdjęcia pokażą o co mi chodzi:
W dwóch podwójnych oprawach odwróciłem jedno z łożysk. Tam gdzie na zdjęciu łożyska ułożone są w teb sam sposób. Na zdjęciu ułożone są w swej pierwotnej formie.
Zauważyłem tez luzy na niektórych łożyskach więc zrobiłem kasowanie luzu w postaci wkrętów dociskowych M6 po dwa na każdą stronę jednego łożyska:
Jakież jednak było me zdziwienie gdy samo wiercenie dziur i gwintowania zlikwidowało luz na łożyskach. Doszedłem do wniosku, że w takim razie ów luz nie jest winą łożysk a samych opraw, które jeśli zeszły się tak łatwo podczas wiercenia to rozejdą się z czasem podczas uzytkowania i sił działających podczas skrawania. Oczywiście po to niby są owe wkręty aby ten luz kasować. Ale ile będzie można te wkręty dociskać zanim oprawa powie „nie” ?
Jako że miałem trochę prętów kwadratowych 25x25 postanowilem uczynić coś takiego:
no i efekt końcowy:
Takie kasowanie luzów powinno załatwić sprawę badziewnych opraw.
Teraz przyszła kolej na założenie prowadnic i ich wzajemne ułożenie:
Poprawiłem też rozstaw dziur pod śruby i trochę rozwierciłem, ponieważ zrobiłem gwint M6, a nie M5 jak oryginalnie:
A teraz ustawianie równoległości. Zrobiłem taki oto prosty gadżet:
Rozstaw prowadnic 180mm. Niby mało ale akurat na mój stół w sam raz i do tego autorskie kasowanie luzów się zmieściło jak ulał.
A teraz zatocznie śruby. I kto mówił że trapezu 16x4 nie da się zatoczyć na wymiar śruby kulowej 16x5? Da się i nawet dobrze to działa. Mogę teraz zastosować Bloki FF i FK 12 i szybką wymiane trpezu na kulową jeśli będę miał ochotę.
I produkcja nakrętek pod wymiar nakrętki śruby kulowej 16x5:
Faktycznie poliamid jest bezluzowy. Nie miałem samosmarnego ale jak zamówię to zrobię z niego. Miało być kasowanie luzów ale nie ma takiej potrzeby a dwie nakrętki z poliamidu są zbyt ciasne i jedną trzeba by było zrobić luźną z brązu aby się nie przycierały.
Oto jak wygląda nakrętka zamocowana pod stolem:
Lekkie ruchy ręką i czujnik pokazuje przesunięcie. Naprawdę jestem pozytywnie zaskoczony.
Po złożeniu osi Y i próbach przejazdów (jako napędu użyłem wiertarki). Śruba przy szybszych przejazdach zaczęła wpadać w rezonans co bardzo mnie zmartwiło jednak w miejsce przeciwnakrętki włożyłem mego pomysłu tłumik drgań, który wyeliminował tą przypadłość i pozwoli na szybkość przejazdów, która mnie satysfakcjonuje bez wprowadzania całości w rezonans.
Jest to po prostu rura z poliamidu długości około 20cm (sięga do końca stołu) o średnicy 16mm. Wszystko zapaćkane smarem molibdenowym, który też pomaga tłumić drgania.
Pomysł się sprawdził i tłumi rezonans bardzo dobrze.
Końcówka śruby, którą musiałem doobić jako że prowadnice mają 1mb i śruba też miała. Zastosuję ją do innej osi ale póki co do testów będzie ta.
I całość po złożeniu:
Inne osie w trakcie budowy. Elektronika będzie na samym końcu. Planuje silniki ok. 8Nm z przełozeniem 1:2 na paskach HDT.
Także żadnych przekładni zwalniających. 
no chyba że masz silniki z ośką 14 ... ale 25 to przerost formy nad treścią .