Planung und Konstruktion einer Fräse. Eure Erfahrung soll mit einfließen.

[Nathas]

Hallo zusammen,

ich habe am Samstag meinen ersten entwurf für eine Fräse verworfen und nochmals von Null begonnen, nun wollte ich von euch mal eine Einschätzung ob das Ganze in die Richtige Richtung geht. Die Fräse soll nicht nur für CFK/GFK sein, da ich neben dem Modellbau auch gerne mal etwas Messing/Kupfer/verschiedene Stähle und Holz fräsen würde. Das muss aber nicht in Windeseile gehen, ich suche eben einen Mittelweg wo man solche Dinge noch machen kann aber es nicht richtig teuer wird.

Hier mal mein erster Entwurf nach einem Tag Arbeit, so richtig viel ist zwar noch nicht gemacht aber man kann die Richtung erkennen. Und vor ich nun Tagelang in die Falsche Richtung konstruiere wollte ich vorab schonmal die hilfreichen Tipps von euch in die Konstruktion mit einbeziehen.

Hier ein paar Details zur bisherigen Planung:

Bett / Y-Achse:
- Profil 8 80x80 längs / 80x40 quer Item(oder günstiger)
- Y-Achse 25er Führungen mit Laufwagen, normale ausführung (HiWin oder Isel)
- d=16 Rundmaterial im Profil unterhalb der Führung
- 16er Gewindespindel, Enden E8-10/E10-10 (fest- loslager) (ebenfalls HiWin oder Isel)


Portal / X-Achse (grade erst angefangen grob zusammenzustecken):
- Portalbalken Profil 8 160x80 Item(oder günstiger)
- X-Achse 25er Führung mit Laufwagen, flache Ausführung (HiWin oder Isel)
- d=16 Rundmaterial im Profil unterhalb der Führung
- X-Achse2 20er Führung mit Laufwagen, flache Ausführung (HiWin oder Isel)
- 16er Gewindespindel, Enden E8-10/E10-10 (fest- loslager) (HiWin oder Isel)

Z-Achse: to be done
- höhe des Portals ergibt sich später aus der Z-Achse. Form der Portalträger ändert sich noch.


Frästeile alle aus 20mm Aluminium

Änderungen im Blick:
Ich denke für die Y-Achse werde ich auf 2 kurze Laufwägen wechseln und der Stabilität wegen den kleineren Verfahrweg in Kauf nehmen. Als ich das Portal aufgesetzt habe sah das doch etwas sehr komisch aus und passt gefühlsmäßig nicht zusammen.
Da ich lieber etwas stabiler als wackelig baue bin ich auf 80er Profile gegangen, somit ist die Karre auch ein wenig größer geworden. Böse darum bin ich nicht unbedingt, da irgendwann bestimmt "Das Teil" kommt wo nicht mehr auf die normale 600x400 passt. Wenn ihr mir davon abratet größer zu werden oder die Erfahrung sagt, dass die Kosten dadurch exorbitant in die Höhe schießen lasse ich mich auch auf die 600x400 ein.


Hier noch meine "grobe Einkaufsliste".
https://www.dropbox.com/sh/7lu5f6q3t...qRmTJwe1a?dl=0

Wenn ihr Detailbilder oder mehr Infos braucht einfach bescheid geben.

Vielen Dank schonmal

Gruß Nathas

 

[flyover1974]

Hallo Nathas,

ich denke um vernünftig Stahl zu fräsen, musst du den Unterbau aus Stahlprofilen machen und die Portalwangen mindestens 1/3 bis zum doppelten breiter, Unterbau mit Beton oder Sand auffüllen.
Ansonsten ist die Fräse zuwenig steif. Am Besten wäre es.wenn du den Portalbalken ebenfalls aus schwerem Stahl Vierkantprofil baust nd mit Sand verfüllst.
Du brauchst Masse damit die Fräse bei Stahl nicht anfängt zu schwingen/vibrieren.
Bau die Seitenwangen so kurz wie möglich, hast dann weniger Z Höhe aber auch wesentlich weniger Verbiegung und Schwingung. Am idealsten wäre es wenn die Seitenwangen aus 20mm Stahlplatten wären.

 

[KarlG]

Moin,

für ernsthafte Stahlbearbeitung müsste man ganz anders planen (Masse und Steifigkeit). Mit so einer Konstruktion kann man weichen Stahl evtl. ein wenig "streicheln"...

Grundrahmen: Die Steifigkeit liegt ungefähr auf dem Niveau der "Karla" - 1,8/100 bei 200N Last mittig. Für Alu-Bearbeitung ist das in Ordnung und Holz, GFK usw. sowieso.

Portalbalken: Ist auch o.k.

Was gar nicht passt, sind die Portalwangen und der Querverbinder. Auch die Führungen und Stützweiten sind viel zu knapp. Habe zwar keine Maße (Portaldurchlass usw.), aber mit einer Einwagenlösung wird das nicht mehr gehen - selbst mit langen 30er Wagen. 25er kannst sowieso vergessen.

Wenn ihr mir davon abratet größer zu werden oder die Erfahrung sagt, dass die Kosten dadurch exorbitant in die Höhe schießen lasse ich mich auch auf die 600x400 ein.

Innerhalb eines Konzepts wird mehrgröße nicht exorbitant teurer. Das sind dann wirklich nur die Mehrlängen von Trägern, Spindeln, Führungen.

Isel-Spindeln würde ich nicht verbauen und ob die Führungen (Du meinst vermutlich die LSK) was taugen, weiss ich nicht...

Gruss
Karl

 

[Nathas]

Beim Bett werden auf jeden Fall alle Profile mit Sand/Blei gemisch gefüllt, beim Portalbalken habe ich das auch vor.

der Durchlass in Z sollte auch nicht rießig werden, die Wangen werden nach der Konstruktion von X- und Z-Achse soweit gekürzt, dass noch ein Durchlass von ca. 100-150mm möglich ist.

Spindeln sind diese hier in der Konstruktion vorgesehen.
http://www.hiwin.de/de/Produkte/Kugelgewindetriebe/Flanschmutter/Einzelmutter_DEB/9235
Ich lasse aber ähnliche Spindeln von verschiedenen Herstellern anfragen und passe die Lagerungen dann an den günstigsten Anbieter an.

Führungen entsprechend
http://www.hiwin.de/de/Produkte/Profilschienenfuehrungen/Baureihe_HG_QH/Profilschiene_HGR/HGR_R/4278

Laufwagen
http://www.hiwin.de/de/Produkte/Profilschienenfuehrungen/Baureihe_HG_QH/Laufwagen_HG/HGL/4276/22183
Artikel: HGL25CA ZA C SS

Aus Interesse, was spricht gegen Isel?
Isel setzen wir in der Industrie auch ein.
HiWin kenne ich aus einer anderen Firma, die stellt große Fräß- und Schleif- Bearbeitungscentren her.

Die Portalwangen gebe ich dir recht, die sind auch mehr oder minder aus "ich zeichne mal ein Viereck außen rum" entstanden. Da wurde nocht nichts konstruiert.

ich lasse die änderungen mal einfließen und werde:
1.) Y-Achse auf 25er Führung 2 Wägen kurze und flache Bauarweise ändern.
2.) X-Achse ebenfalls auf 25er Führung 2 Wägen kurze und flache Bauarweise erweitern.
3.) X-Achse Führung oben ebenfalls 2 Wägen kurze und flache Bauarweise.


Ich melde mich wenn die Konstruktion soweit abgeändert ist. Ich hoffe ich muss diese Woche nicht all zu oft in den Außendienst

Gruß

 

[KarlG]

Beim Bett werden auf jeden Fall alle Profile mit Sand/Blei gemisch gefüllt, beim Portalbalken habe ich das auch vor.

Das würde ich mal von der Masse und den Kosten durchkalkulieren - gegen nur Sand.

der Durchlass in Z sollte auch nicht rießig werden, die Wangen werden nach der Konstruktion von X- und Z-Achse soweit gekürzt, dass noch ein Durchlass von ca. 100-150mm möglich ist.

Konstruktiv würde ich ca. 160mm anpeilen - je nach Stützweite und Wangenstärke/Breite.

Spindeln sind diese hier in der Konstruktion vorgesehen.
http://www.hiwin.de/de/Produkte/Kugelgewindetriebe/Flanschmutter/Einzelmutter_DEB/9235
Ich lasse aber ähnliche Spindeln von verschiedenen Herstellern anfragen und passe die Lagerungen dann an den günstigsten Anbieter an.

Günstigster Anbieter dürfte in China sitzen.

Aus Interesse, was spricht gegen Isel?
Isel setzen wir in der Industrie auch ein.

Stell die Frage andersrum: Was spricht für Isel?
Klar kann man damit funktionierende Antriebe bauen und in der Industrie zählt auch Liefertreue, Zuverlässigkeit usw.
Für Privat bei Einzelabnahme ist Isel mMn. preislich nicht interessant und technisch hinkt das deutlich hinter Alternative bspw,. aus Taiwan hinterher. Persönlich gefällt mir nicht, dass man die Mutter verspannen muss, um Spielarmut zu erreichen. Besonders belastbar sind die auch nicht.

Isel: 2 Kugelumläufe C: 4,6 / C0: 7,2kN
Hiwin: 3 Kugelumläufe C: 9,6 / C0 12,7 kN
TBI: 4 Kugelumläufe C: 13 / C0 30 kN

Wenn man sich dann die Preise anschaut und dass man bei Hiwin Spielfreiheit/-Armut auch noch extra bezahlen muss, ist meine Entscheidung klar....
..wenn man die Isel per Rahmenvertrag spottbillig kriegt, sieht das evtl. anders aus. Auch für Hiwin - Endkundenpreise bei EInzelabnahme sind imho deutlich überhöht. Das ist durch "technische Vorteile" nicht zu begründen - die lassen sich nur ihren Bekanntheitsgrad bezahlen.

 

[themrdomi]

Ich würde vor allem die Portalwangen viel breiter machen und auf jeden Fall 2 Wagen verwenden

 

[Nathas]

Leider habe ich dank der lieben Arbeit wiedermal fast keine Zeit gehabt, wollte aber dennoch mal ein Zeichen geben dass ich noch weiter mache .
Gestern abend hatte ich etwas Zeit und alle Führungen gegen CAD Modelle von TBI ersetzt und die X- und Y-Führungen auf 2 Wägen umgebaut.

Wer übrigens wie ich auf der TBI-Motion Seite nicht freigeschalten wird, hier gibt es die CAD Modelle zum konfigurieren und runterladen

http://ltk.partcommunity.com/portal...prjpathinfo=ltk/lineartechnology/linearguides


Die Portalhöhe kann ich leider immer noch nicht festlegen, da Z fehlt. Daher bringt alles rumrechnen nicht wenn man den Hebel nicht kennt

Aber ich denke mit den 2 Wägen bin ich auf jeden Fall auf der sicheren Seite.


Evtl werde ich mit Z Morgen fertig. Muss mich nur erstmal durch den Produktkatalog von TBI kämpfen.
Aktuell sind
TRH25 Führungen
THR25-V-N-UN Wägen verbaut
die niedrigen sind
TRS25-V-S-UN
da ich noch ziemlich viel Platz habe könnte ich auch auf die etwas längeren
TRS25-V-N-UN gehen, ob das einen rießen Unterschied macht glaube ich nicht


Gruß Nathas

 

[alter-hase]

Na super....

Jetzt hatte ich eine lange Antwort geschrieben, ...und weg war sie .. ich war angeblich nicht angemeldet, also alles weg
Ich versuche es aber in Kürze erneut.

 

[alter-hase]

Unter "Eigenbaufräse Erfahrungen und Tipps" sieht man eine ähnliche Konstruktion.
Irgendwie ähneln sich die Konstruktionen ständig und auch die Probleme sind die gleichen.
Ich kann verstehen, dass eine Fräse möglichst alles können soll und dass man gerne, wenn auch etwas langsamer, Stahl fräsen können möchte. Aber das ist eben heikel. Was genau hat man denn da zu Fräsen, was nicht auch in Alu ginge?
Bei mir waren das immer diese üblen Schaltschranktüren. Die machen aber selbst auf einer echten Fräse wenig Spass, weil alleine die Aufspannung schon Mist ist. Bei mir bleibt das ungeliebte Handarbeit und notfalls ein grosser Ausschnitt per Stichsäge und oben drauf ne schön gefrässte Aluplatte mit den entsprechenden Aussparungen