Anregung und Kritik für mein Alu-CNC Fräsenprojekt

[Fantobaer]

Hallo zusammen,
mich hat jetzt, nicht zuletzt auch dank zahlreicher Bauberichte von Stephan, Karl und natürlich der Henriette, das "Fräsenselbstbaufieber" gepackt. Das soll eigentlich kein weiterer Bauthread werden, es gibt ja schon eine Menge, ich wäre euch aber über Kritik und Anregungen dankbar. Nachdem ich dank Stephan eine sehr gute CAD Vorlage hatte, wurde noch ein wenig verändert. Generell habe ich viele Ideen übernommen, musste aber natürlich Längen der Schienen/Wagen wie auch der Profile anpassen und weitere kleine Details ändern.

Meine größte Schwierigkeit ist momentan das Portal. Als Profil für den Portalbalken habe ich mich für ein 120x40er entschieden. Allerdings hat dieses pro Seite nur 3 M8 Gewinde. Reicht das als Befestigung oder ist das dann "die große Schwachstelle"? Da ich gerne alle Profile bei einem Hersteller bestellen und zuschneiden lassen würde ist die Auswahl in der Größe beschränkt: 100x50 hat nur 2 Befestigungsbohrungen und ein 160x40 (hat 4 M8) ist mir aber zu hoch. Ich denke die Stützweiten habe ich so schon groß genug dimensioniert oder was denkt ihr?

Ansonsten sind die Verfahrwege so wie es ist:
y: 800
x: 400
z: 140

Da ich mir gerne die Option zur 4. Achse offen halten möchte bin ich mir noch nicht sicher ob Z dafür reicht bzw ob der Abstand der Z-Wagen nicht doch zu hoch ist.
Wie gesagt, ich freue mich über Eure Vorschläge zur Verbesserung da einige hier sicher weitaus mehr Erfahrung im Fräsenbau haben als ich ;-)

Gruß
Max

 

[KarlG]

Moin,

Allerdings hat dieses pro Seite nur 3 M8 Gewinde. Reicht das als Befestigung oder ist das dann "die große Schwachstelle"?

Das ist kein Problem.

Ich denke die Stützweiten habe ich so schon groß genug dimensioniert oder was denkt ihr?

Denke, das reicht gut.

Die Schienen der Längsachse würde ich komplett bis zu den Enden durchziehen.

Gruss
Karl

 

[Fantobaer]

Hallo Karl,

danke für deine Antwort. Dann bleibe ich dabei.

Gruß

 

[KarlG]

Achja - die X-Mutter würde ich weiter runtersetzen; so dicht wie möglich an die Führung...

 

[Wuiz]

Hallo Max,
hat ja schöne Gestalt angenommen
Was für Führungen und Komponenten verwendet du?

Die Platte am Portal wo die wagen sitzen ist ja gut massiv geworden, oder sind es zwei?
Als Tip zur Darstellung mit Inventor: "Schattiert mit Kanten" (lässt sich auch in den Anwendungsoptionen dauerhaft aktivieren) macht es oft etwas übersichtlicher beim betrachten.

Viel Spaß bei der weiteren Planung!

Grüße, Stephan

 

[Fantobaer]

Hallo Max,
hat ja schöne Gestalt angenommen

Vielen Dank
Ich verwende überall Bosch Rexroth Schienen. Auf x und y sind 25er und auf z 20er.
Die Verbindung von x und z sind tatsächlich 2 Platten. Habs mit einer nicht vernünftig geschafft dass es nachher noch montierbar ist mit all den Anbauten. Deshalb zwei die dann jeweils mit Wagen bestückt werden und anschließend über die 4 Schrauben miteinander verbunden werden. So kann ich darüber auch ein wenig justieren. Ich hoffe dass das letztendlich dann auch so funktionert wie geplant denn die Z-Mutter schraube ich quasi durch beide Platten durch, sonst wäre die Platte nicht tief genug um die Schrauben vernünftig zu versenken. Ist eventuell nicht sehr optimal..


Übrigens ein guter Tipp mit der Darstellung für Inventor!

Achja - die X-Mutter würde ich weiter runtersetzen; so dicht wie möglich an die Führung...

- erledigt. Ist jetzt ca 5mm Abstand zum Wagen

 

[Fantobaer]

Habe gerade einen Geistesblitz gehabt: Ich bohre nur durch eine Platte und in die andere mache ich die Versenkung für die Schraube (das ist die halb durchsichtige Platte). Hoffe das ist zu erkennen auf dem Bild.
Wenn man halbwegs platzsparend bauen will ist das eine echt knifflige Stelle..

 

[KarlG]

Moin,

also die Kreuzplatte hat imho noch deutlich Optimierungspotential. Sind die Wagen alle schon da, oder bist Du da flexibel bzgl. Flansch-/Blockwagen?

Gruss
Karl

 

[Fantobaer]

Moin Karl,

jo wirklich schön ist die nicht geworden; lässt sich sicher eleganter lösen. Die Wagen sind alle da.
Das sind auch alles die Flanschwagen wie auf den Bildern. Ich habe versucht möglichst große Stützweiten zu erreichen und trotzdem nicht zu hoch/breit zu bauen.
Was würdest Du denn ändern?

Gruß
Max

 

[KarlG]

Was würdest Du denn ändern?

Weiss noch nicht so recht - erstmal die Fixpunkte abklopfen. Was mir nicht gefällt, ist der Überstand der Mutter - die Z-Achse fährt dann ganz unten gegen die Mutter und nicht gegen einen Anschlag. Dann noch die Verbindung der Platten - das sind imho viel zu wenige Verschraubungen. Wird das CNC-gefertigt, oder "von Hand"?

Man könnte bspw. die Kreuzplatte monolithisch machen und die Z-Mutter von vorne verschrauben. Wenn Du das von Hand fertigen musst, wird das aber vermutlich zu kompliziert/ungenau...

Gruss
Karl

 

[Fantobaer]

Hallo zusammen,

in der Hoffnung, dass der ein oder andere hier noch reinschaut werfe ich mal meine Veränderungen in den Raum und freue mich über Kommentare von Euch.

Die Änderungen sind:
- Die z-Mutter wird nicht angefahren; vorher prallt die Motorhalterung der Achse auf die Kreuzplatte.
- Die Kreuzplatten sind etwas höher geworden und besitzen nun 6*m6 Gewinde zum verschrauben miteinander. Alles auf einer Platte unterzubringen funktioniert bei meinen Wagen nicht - ich möchte ungerne die Gewinde der Flanschwagen aufbohren und die Wagen versetzt anzubringen ginge nur auf Kosten des Verfahrwegs. Daher die 2 Platten, die dann schließlich miteinander verschraubt werden.
- Endschalter sind provisorisch angebracht.

Die Bauteile werden cnc gefertigt, die Genauigkeit sollte also gegeben sein zum Zusammenbau.

Habt Ihr noch Ideen was ich verbessern kann?
Gruß Max

 

[KarlG]

Moin,

ja - passt schon ganz gut. Was mir nicht einleuchtet: Wenn Du jetzt auch die Z-Mutter von vorne verschraubst - wozu brauchst Du noch die Adapterplatte? Das lässt sich imho ganz prima monolithisch lösen (15er oder 20er Platte).

Gibt es einen Grund, warum die Z-Mutter soweit oben sitzt?

Ich würde mal folgenden Fall durchspielen: Z-Mutter weiter runter (zwischen die oberen Wagen), Platte monolithisch, Für die X-Wagen durchschrauben (incl. Einsenkungen), Z-Wagen drauf setzen und von vorne verschrauben - dazu zwei Bohrungen in die Z-Achse (für die inneren Schrauben - die äußeren erreichst Du ja von außen) und zwei Bohrungen für die Z-Mutter.

Wenn möglich, die Z-Wagen weiter hoch ~20mm und die oberen noch ein Stück weiter - dann hast Du die Stützweiten, kannst aber die Spindel aus dem Portaldurchlass rausfahren und hast die volle Höhe zur Verfügung.

Den oberen Schalter kannst auch einsparen - wenn der auslöst, hast schon ein Loch in die Aufspannplatte gestanzt...

Gruss
Karl

ich möchte ungerne die Gewinde der Flanschwagen aufbohren

Das macht man auch nicht, sondern nimmt kleinere Schrauben - bspw. M6 von hinten und M5 von vorne...

 

[Wuiz]

Hallo Max,

Was mir nicht einleuchtet: Wenn Du jetzt auch die Z-Mutter von vorne verschraubst - wozu brauchst Du noch die Adapterplatte? Das lässt sich imho ganz prima monolithisch lösen (15er oder 20er Platte).

Ein passendes Beispiel dazu hast du ja bereits in den CAD-Dateien. Siehe auch http://fpv-community.de/showthread....%E4se-entsteht&p=657375&viewfull=1#post657375 (älterer Stand, aber vom Prinzip gleich geblieben). Lässt sich alles von vorne verschrauben, durch die Z-Achse hindurch.

Das macht man auch nicht, sondern nimmt kleinere Schrauben - bspw. M6 von hinten und M5 von vorne...

Genau, dafür sind die Flanschwagen bereits ausgelegt! In meinem Fall haben die ein M8 Gewinde, können aber von Vorne mit M6 verschraubt werden.

Grüße, Stephan

 

[Fantobaer]

Hallo nochmal,
danke für Eure super Antworten!

Ich habe gar nicht daran gedacht kleinere Schrauben zu nehmen und von vorne zu verschrauben So macht es das natürlich um einiges leichter. Ist jetzt so umgesetzt und das Ergebnis gefällt mir schon um einiges besser als vorher.

Ich würde mal folgenden Fall durchspielen: Z-Mutter weiter runter (zwischen die oberen Wagen), Platte monolithisch, Für die X-Wagen durchschrauben (incl. Einsenkungen), Z-Wagen drauf setzen und von vorne verschrauben - dazu zwei Bohrungen in die Z-Achse (für die inneren Schrauben - die äußeren erreichst Du ja von außen) und zwei Bohrungen für die Z-Mutter.

Wenn möglich, die Z-Wagen weiter hoch ~20mm und die oberen noch ein Stück weiter - dann hast Du die Stützweiten, kannst aber die Spindel aus dem Portaldurchlass rausfahren und hast die volle Höhe zur Verfügung.

Habe es auch so gemacht wie von Dir vorgeschlagen Karl und alles auf einer 20er Platte untergebracht. Die ist schön dick und massiv um auch alles zu versenken.
Die Spindelmutter habe ich soweit nach oben gesetzt damit ich eine kürzere KUS verwenden kann und um leichter an den Schmiernippel zu gelangen. Sobald die KUS da sind werde ich mal schauen welches Gewinde drin ist und einen gewinkelten Schmiernippel bestellen.

Ein passendes Beispiel dazu hast du ja bereits in den CAD-Dateien. Siehe auch http://fpv-community.de/showthread....%E4se-entsteht&p=657375&viewfull=1#post657375 (älterer Stand, aber vom Prinzip gleich geblieben). Lässt sich alles von vorne verschrauben, durch die Z-Achse hindurch.

Hi Stephan, stimmt. Werde ich dann bei mir auch machen.

Werde mir noch eine neue Position für die Endschalter suchen müssen (das ist noch nicht erneuert) aber das ist ja nichts gravierendes.

Vielen Dank nochmal für die Tipps!! Das macht es eleganter, unkomplizierter und sogar um ein paar Euro günstiger. Ich denke das wird dann auch so gemacht wenn es keine Einwände mehr gibt.

Gruß
Max

 

[KarlG]

Na bitte!

Die Mutter muss evtl. noch ein kleines Stück runter - ich plane ab OK Mutternblock 17mm (10mm Mutter + 5mm Schraubenköpfe + 1mm U-Scheibe + 1mm Luft). Könnte klappen, dass Du dann einen 90°-Schmiernippel senkrecht stellst und die Mutter von oben schmierst. Die haben M6. Ganz normaler Standard.

Jetzt würde ich mich ans Feintunig der Z-Achse machen. Ideen: Z-Achse ~ so breit wie Kreuzplatte und li+re Bleche dran um Wagen und Spindel vor Spänen zu schützen - alternativ einen Winkel senkrecht von vorne, der eine seitliche Einfräsung der Kreuzplatte überdeckt. Falls das von der Spindellänge reicht, von unten zw. den Wagen zumachen, damit von da kein Dreck/Späne reinkommt.

Die (Fräs-) Spindelbefestigung würde ich nochmal überdenken - so wie das jetzt ist, hast Du keinerlei Spielraum für die Höhenverstellung, was ich sehr praktisch finde...

Gruss
Karl

 

[Fantobaer]

Hi Karl,
die Spindel ist jetzt auf der Höhe wie von dir vorgeschlagen. Die Idee mit den Blechen ist nicht schlecht. Die Frage ist nur ob das so viel bringt?! Der Schmutz landet ja ehh auf den Schienen und Gewinden.
Habe es aber spaßeshalber mal drangebaut (s. Bilder)

Die (Fräs-) Spindelbefestigung würde ich nochmal überdenken - so wie das jetzt ist, hast Du keinerlei Spielraum für die Höhenverstellung, was ich sehr praktisch finde...

Wie meinst Du das? Ich kann die Spindel doch in der Höhe verschieben. Wenn ich die Spindelaufnahmen löse, kann ich das doch verschieben.

Gruß
Max

 

[KarlG]

Die Idee mit den Blechen ist nicht schlecht. Die Frage ist nur ob das so viel bringt?! Der Schmutz landet ja ehh auf den Schienen und Gewinden.

Aber es prallt auch eine Menge ab - vorausgesetzt, die Barrieren sind da. So eine Konstruktion kriegt man nie völlig dicht (technisch nicht möglich), aber alles, was sich da nicht häuslich niederlässt, landet wieder auf der Platte.
Meine X- und Z-Achse sind zukünftig (soweit möglich) gekapselt - da sammelt sich so Einiges....

Habe es aber spaßeshalber mal drangebaut (s. Bilder)

Würd ich eher an die Z-Achse pappen. Musst ja auch nicht gleich einbauen - Hauptsache eingeplant...
..auf X zw. Spindel und Führungen würde ich auch eine Barriere vorsehen.

Wie meinst Du das? Ich kann die Spindel doch in der Höhe verschieben. Wenn ich die Spindelaufnahmen löse, kann ich das doch verschieben.

Ja - Du hast Spielraum nach unten (wo er nicht gebraucht wird) - nach oben kannst Du bei dem Entwurf nicht...

Gruss
Karl

 

[Fantobaer]

Würd ich eher an die Z-Achse pappen. Musst ja auch nicht gleich einbauen - Hauptsache eingeplant...
..auf X zw. Spindel und Führungen würde ich auch eine Barriere vorsehen.
Karl

Na klar verstehe. Macht auch mehr Sinn so.

Mal eine andere Sache: Der Chinahändler meines Vertrauens für die KUS hat mir die Option vorgeschlagen für die lange Achse (bei mir wäre die Spindel insg. 1135mm lang) auf einen höheren Durchmesser zu gehen - 20er anstelle 16er. Preislich kosten die dort nicht viel mehr und die Enden kann ich mir ja drehen lassen wie ich es möchte.
Habe die Durchbiegung vereinfacht mal berechnet und so würde sich die 16er Spindel in der Mitte um ca. 0,885mm absenken und die 20er um 0,544mm (ohne Betrachtung der Mutter). Das sind jetzt schöne Werte die auf die 20er deuten aber bzgl der Praxis fehlt mir leider die Erfahrung.. Zumal das ja auch erst interessant wird wenn man die Schwingungen mit berechnet, aber das wird mir jetzt zu kompliziert
Würde das Sinn machen die größere zu nehmen?

 

[KarlG]

(bei mir wäre die Spindel insg. 1135mm lang) ...
...Habe die Durchbiegung vereinfacht mal berechnet und so würde sich die 16er Spindel in der Mitte um ca. 0,885mm absenken und die 20er um 0,544mm (ohne Betrachtung der Mutter).

Also sooo groß sind die Unterschiede ja nun auch nicht. Grundsätzlich hast Du mit einer 20er Spindel mehr bewegte Masse und somit weniger Dynamik. 1135 abzüglich Endenbearbeitung ergibt ungefähr eine freie (ungestützte) Länge von 1070mm.

Damit darfst Du im Fall 3 (Fest/Los) lt. specs ca. 1700 rpm fahren. Das wären bei 5mm Steigung ca. 8,5m/Min. Mehr schaffst mit Steppern ohnehin nicht sicher. Die Werte beinhalten schon 20% Sicherheitsreserve.



D.h.: Ich sehe keinen Grund, auf 20er zu gehen. Eher würde ich einen Fall 4 bauen - damit "darfst" Du schon über 11 m/Min. Das schafft man nur mit Servos...

 

[Fantobaer]

D.h.: Ich sehe keinen Grund, auf 20er zu gehen. Eher würde ich einen Fall 4 bauen - damit "darfst" Du schon über 11 m/Min. Das schafft man nur mit Servos...

Na da knall ich ja nur noch in die Endschalter

Das Diagramm ist top! Dann wird es wohl eine 16er, denn 8,5m/Min reicht dicke für meine Anforderungen.
Vielen Dank für deine Mühe Karl!!

Gruß
Max