Frezarka CNC z proflili al 500x700x300

[Piro]

Serdecznie pozdrawiam wszystkich forumowiczów,
jestem studentem na PWr i postanowiłem zbudować frezarkę CNC, głównie w celach edukacyjnych, jako prace inżynierską oraz do obrabiania części do innych projektów. Zamierzam obrabiać głównie metale kolorowe, może jakieś tworzywa, stali raczej nie zamierzam ruszać. Dokładność jakiej oczekuję to ok. 0,1mm.

Ze względu na ograniczony budżet zdecydowałem się na konstrukcję skręcaną z profili aluminiowych. Zakładany obszar roboczy to 500x700x300mm. Główny szkielet jest wykonany z profili 80x80, pod prowadnice Y dałem grubościenny 50x50, wzmocnienia są z 40x40. Krzyżak XZ jest wykonany z płyty aluminiowej o grubości 25mm (po obróbce powinno zostać ok 23). Aby wzmocnić konstrukcję i zrobić miejsce na śrubę osi X wstawiłem pod prowadnice płaskownik ze stali nierdzewnej 20x80. Konstrukcja będzie jeszcze wzmacniana płaskownikami i zastrzałami (głównie słupy Z, łączenie słupów Z z X i płyta z wrzecionem), jednak nie nanosiłem ich na model bo będą robione z tego co zostanie.

Prowadnice to HSR 25 długie na 750 (X) oraz 1220 (Y), do Z użyłem podpartych wałków fi20. Silniki krokowe są w standardzie nema34 i mają ok. 6Nm (Vexta a2966-9412). Sterowanie na LinuxCNC + jakaś elektronika. Wrzeciono to mokry chińczyk 1.5kw + micromaster 440 2.2kw

Śruby X i Y będą toczne 2010 (1610), do Z dam albo 2005(1605), albo trapezowe. Śruba osi Z będzie napędzana poprzez pas zębaty 5M, X i Y klasycznie poprzez sprzęgło mieszkowe.
Mam nadzieję, że uda mi się obrobić kluczowe elementy na uczelnianych obrabiarkach (planowanie powierzchni, ustalanie kątów).


Na koniec mam parę pytań:

Płaskownik pod prowadnice jest trochę krzywy i w rzeczywistości ma ok 19+-0.5mm grubości, do tego jest trochę powyginany, największa odchyłka to ok. 1 mm. Jak to obrobić aby było dobrze i tanio? Planowałem przykręcić go do profilu aluminiowego i obrobić tylko bazę pod prowadnicę.

Na forum powszechnie wiadomo, że masa „tłumi” drgania. W związku z tym próbował ktoś już zalać aluminiowe profile konstrukcyjne ołowiem?

I ostatnie pytanie: chińskie wrzeciono wytrzyma 40k rpm?

Proszę o opinie i rady do tej konstrukcji. Materiały mam w większości już zgromadzone, jednak nic nie jest jeszcze pocięte więc mogę jeszcze wszystko zmienić.

[Pitejro1]

Zwiększ szerokość osi (Z) i przemyśl jeszcze raz mocowanie łożyskowania właśnie tej osi (rozstaw odpowiednio łożyska). Wzmocnij przekątne osi (X).

[upanie]

Wydaje mi się, że oś Y byłaby lepsza gdyby była odwrócona, tzn szyny zamocowane do blatu stołu.
Dzięki temu wrzeciono będzie pracowało zawsze pomiędzy wózkami.

Dlaczego szyn na oś X nie dasz również na profilach bez płaskownika ze stali?

[Kazik_Wichura]

Hej. Twoja konstrukcja wygląda ok, ale przemyślałbym kilka rzeczy:
- brama wygląda na wiotką, 6 Nm będzie nią nieźle wywijało. Rozumiem że chcesz uzyskać duży zakres ruchu w Z ale jednak dwa profile z podporami to trochę mało. Dałbym jakiś kawał blachy na "plecki" osi X i skręcił ją do profili pod prowadnicami i do słupków bram jeżeli nie chcesz tego zmieniać, to trochę usztywni całość. Jeżeli nie masz jakiś konkretnych zastosowań do których potrzebna by była tak wysoka Z to ja bym ją zdecydowanie skrócił.
- podpory - przemyślałeś już jaki przymocujesz te pod kątem ucięte profile do reszty? Nie kojarzę jakiegoś sensownego i sztywnego połączenia w ofertach producentów profili. Szczególnie jeśli kąt jest inny niż 45st.
- mocowania śrub - czemu nie korzystasz z dostępnych na rynku mocowań FK i FF do śrub kulowych?

Tak z ciekawości - przeglądałeś net za podobnymi konstrukcjami ?

[Piro]

Dziękuję za zainteresowanie tematem

Rozstaw prowadnic Z to 120, mogę go zwiększyć do jakichś 200



Osi Y wolę nie odwracać, będzie zrobiona z 3 profili przykręconych do blachy o grubości 10 i dodatkowych ceowników 100x50 o grubości 5mm. Ciężko będzie jeszcze tam upchnąć prowadnice aby to zachowało jakąkolwiek sztywność. Pierwotnie tego płaskownika miało nie być, jednak wtedy było za mało miejsca na śrubę i nakrętkę do X. Mogłem albo odsunąć krzyżak, albo zrobić odpowiednie podcięcie. Akurat dostałem w dobrej cenie ten płaskownik to próbuję go wykorzystać



Przeglądałem inne konstrukcje, nawet chyba wszystkie na tym forum
Do Z mam prowadnicę o długości 1m. Myślę, że odległość 200mm między górną i dolną krawędzią łożyska powinna wystarczyć. Daje to 300 roboczego, jednak na początek ograniczę to do 200mm. Zamierzam w przyszłości dorobić jeszcze 4 oś, a w jeszcze dalszej chciałbym dodać i 5 oś. Wtedy całość zamocuję wyżej i będę mieć nadal przyzwoity prześwit. Standardowych bloków łożyskujących nie chciałem używać, bo są dość drogie, nie pasują mi wymiarowo, a mam dość sporo materiału, to mogę spróbować je dorobić. Podobnie te kątowniki będę robić samemu (o ile uzyskam dostęp do maszyn).

Mam kawałek blachy al o grubości 4, mogę wyciąć kilka trójkątów 0,5x1m, złożyć kilka i je dokręcić do słupków od Z. Wzmocnienie od X dodam jak już będę mieć materiał, jakieś profile pomiędzy + blach od tyłu.

[Pitejro1]

W (X) masz 250/250 to w (Z) należało by przynajmniej 250/220, przy długości prowadnicy 500 mm. będziesz miał skok pi razy oko 250 i proporcje prawie zachowane.

[Piro]

Odkopuję trochę temat
Zwiększyłem rozstaw łożysk Z do 250(Z), 200(X), dodałem wzmocnienie X w postaci płyty 15x910x330 i dodałem trójkąty (2*4)x500x1000. Przeliczyłem koszty i zmieniłem płaskownik z nierdzewki na al.

Wzmocnienia od boków coś poprawi sztywność, czy raczej efekt będzie znikomy?
Które śruby będą lepsze? 2010 czy 1610? Cena podobna, niby przy 20 będzie większa bezwładność, ale też większa sztywność. Śruby VTX będą współpracować z chińskimi nakrętkami, czy to będzie loteria?
Co z tym ołowiem? Zalewanie profili ma sens? Jedyną alternatywą jest żywica + korund.
Jak bardzo złe będą sprzęgła kłowe? Za 3 mieszkowe wychodzi całkiem niezła kwota, najpierw wstawiłbym tańsze, a potem w przyszłości wymienił na lepsze.

[Yarec]

Idzie ku lepszemu - już zaczyna przypominać - szubienicę.
Jako wiertarka może się sprawdzić.

I ostatnie pytanie: chińskie wrzeciono wytrzyma 40k rpm?

a może chociaż podaj jakie ? i ile przewidujesz kasy na nie ? (oczywiście z: power driver'em, zasilaniem i pompą chłodziwa)

[upanie]

Ty po tym szpitalu to się chyba nudzisz i wykopujesz tematy, w których od roku nic się nie działo

[Piro]

Akurat miałem robić aktualizację w weekend

Wrzuciłbym postępy wcześniej, ale miałem trochę mało czasu + dostęp do maszyny tylko przez parę dni w miesiącu.
Ogólnie to przez ten prawie rok się trochę pozmieniało. Kupiłem profile 80x80 i stary projekt popatajał się chędożyć. Całość przeprojektowałem na nowo, teraz jest w całości (poza dwoma 50x50) z większych profili. Podniosłem samą frezarkę, a pod spód wrzucę elektronikę i resztę niezbędnych elementów.

Wstępna przymiarka części

W trakcie składania

Na razie dałem śruby napędowe trochę inne niż planowałem, na X jest NSK 1616, a na Y Bosch Rexroth 2020. Trochę się spieszyłem, bo termin gonił, a akurat były w dość fajnej cenie, zarobione i z blokami z w zestawie. Później wymienię na jakieś 2010. Na Z jest chińska 1605.
Do sterowania silnikami krokowymi kupiłem SMC 139 (Z) i Stogra SE400.12.85V33T3 (XY). Mają słaby mikrokrok, ale dają duży prąd.
Zasilacz to ACE900F, połączyłem go szeregowo i na wyjściu mam 60V i 12A.
Jedno sprzęgło miałem w zestawie, drugie dorobiłem sam.

Teraz ogarniam elektronikę. Kupiłem szafkę sterowniczą 50x50x20cm i się okazała troszeczkę za duża (na zewnątrz ma 51…). Zostało poukładać w niej elementy i poprowadzić kable. Później to zostanie tylko kosmetyka.
Na razie udało mi się uzyskać przejazdy szybkie na poziomie 16m/min na osi X, 12m/min na Y i ok 6m/min na Z. Przyspieszenia nie powalają, przy tych prędkościach to jedynie 3m/s2.
Jakieś aktualne zdjęcia wrzucę prawdopodobnie w niedzielę.

Idzie ku lepszemu - już zaczyna przypominać - szubienicę.
Jako wiertarka może się sprawdzić.

I ostatnie pytanie: chińskie wrzeciono wytrzyma 40k rpm?

a może chociaż podaj jakie ? i ile przewidujesz kasy na nie ? (oczywiście z: power driver'em, zasilaniem i pompą chłodziwa)

Wrzeciono? No chińskie, takie srebrne. Poza ‘HUANYANG’ i parametrami to nic na nim nie pisze. Falownik to jak podałem Siemens MictoMaster 440 2,2kW. Daje na wyjściu max 650Hz, dlatego pytam czy wrzeciono się nie rozleci (niby jest na 24krpm i 1,5kW, ale lekko przesterować chyba nie zaszkodzi?)
Do chłodzenia chwilowo używam jakiegoś zestawu od komputera. Będę wymieniać na coś większego, ale chwilowo działa wystarczająco dobrze.