Проектирование фрезерного по алюминию 700х400

[smart4on]

Лицевая сторона, ось Z

Описание станка, основные характеристики:
Благодаря некоторым подарком от одного хорошего человека, решил попробовать сделать станочек. Как и положено, началось все с проектирования.
Направляющие - линейные подшипники LM13UU, валы диаметром 13мм соответственно. Чтобы увеличить жёсткость их установлено 4шт.
ШВП 1204 уже иметься в наличии, под нее и плясал. Конечно ход не большой 45мм, но ничего не поделаешь. В принципе для раскроя, этого достаточно.
Двигатель ШД PL57H56 также уже имеется.
Материал корпуса: шина алюминиевая 60мм на 8мм толщиной (Имеется в наличии). На переднюю плиту планирую использовать Д16Т толщиной 10мм.

Рабочее поле: Пока этот вопрос рассмотрен только ориентировочно. (700ммх400мм)
Обрабатываемые материалы: Хотелось бы кроить алюминий на быстрых скоростях.
Чертежи, фото, видео станка:

Обратная сторона

Конструкция внутри

Передняя сторона оси без шпинделя

Вопросы:
Хотелось бы почитать мнение о данной конструкции, возможно выслушать идеи и предложения.
Не исключаю что конструкция может отправить в топку.
Что не получилось:
Немного пугает большое количество деталей, и их плотное размещение.

Ориентировочный бюджет: На сегодняшний день это лишь проект в программе Solidwork

[muxa]

коробушка вокруг оси потребует тотальной фрезеровки всех плоскостей. что выльется в опупительные деньги, такие что проще купить пару огрызков рельс и во общем сделать всё классически.
можно конечно еще посочувствовать опоре швп, паре концевиков но это вроде бы лечится.
ну и конечно забыть про скоростной крой люминия и прочий бред с таким подходом.

[smart4on]

коробушка вокруг оси потребует тотальной фрезеровки всех плоскостей. что выльется в опупительные деньги, такие что проще купить пару огрызков рельс и во общем сделать всё классически.
можно конечно еще посочувствовать опоре швп, паре концевиков но это вроде бы лечится.
ну и конечно забыть про скоростной крой люминия и прочий бред с таким подходом.

Вот это меня больше всего пугает, что даже если это сделать, точность должна быть высокой.

"можно конечно еще посочувствовать опоре швп, паре концевиков но это вроде бы лечится." - А в чем выражается сочувствие? И как это все лечиться...

Про абсурдность быстрого раскроя также хотелось бы послушать.

[Mamont]

Про абсурдность быстрого раскроя также хотелось бы послушать.

Чтобы коровы меньше ели и давали больше надоев, их надо меньше кормить и больше доить.
Гнуться направляющие будут все, фреза визжать и шаговые моторы терять шаги

[lkbyysq]

Немного пугает большое количество деталей, и их плотное размещение.

Чтобы жесткость четырех направляющих грела душу, на каждую надо установить по две каретки.
Если кареток всего четыре и больше никто их не дарит, то на двух направляющих будет жестче, чем на четырех.

[shalek]

https://www.youtube.com/watch?v=tLbkrCvz--0
Видимо автор этого ролика побудил к такому действию.

[AndyBig]

По рисункам плохо видно... Я правильно понимаю, что опора ШВП не фиксирующая и платформа шпинделя вместе со шпинделем будут практически висеть на валу ШД? И что все осевые нагрузки при резании будут приходиться на подшипники этого мотора?

[muxa]

Я правильно понимаю, что опора ШВП не фиксирующая

там гайка виднеется, так что опора скорее фиксирующая, но стоит явно не там .

[smart4on]

Немного пугает большое количество деталей, и их плотное размещение.

Чтобы жесткость четырех направляющих грела душу, на каждую надо установить по две каретки.
Если кареток всего четыре и больше никто их не дарит, то на двух направляющих будет жестче, чем на четырех.

Я думал про установку 8 линейных подшипников. Цена на них не сильно высокая. Но компактность конструкции немного мешает.
С этим соглашусь полностью, буду думать как пересмотреть конструкцию.

[smart4on]

Про абсурдность быстрого раскроя также хотелось бы послушать.

Чтобы коровы меньше ели и давали больше надоев, их надо меньше кормить и больше доить.
Гнуться направляющие будут все, фреза визжать и шаговые моторы терять шаги

Где-нибудь можно почитать о величине прогиба направляющих? Подшипники здесь стоят по 2шт на каждую сторону (13мм толщиной). По какой причине будет визжать фреза?
Шаговый мотор здесь только один, его мощности, с практической точки зрения, будет не достаточно?

Если вам не сложно помочь советом, то опишите свое мысли конкретнее.

[smart4on]

https://www.youtube.com/watch?v=tLbkrCvz--0
Видимо автор этого ролика побудил к такому действию.

Ролик не видел раньше такой, забавно) Видимо оставались лишние рельсы у человека)

Я помимо усиления жесткости, хотел сделать конструкцию максимально закрытой, чтобы меньше грязи попадало внутрь.

По рисункам плохо видно... Я правильно понимаю, что опора ШВП не фиксирующая и платформа шпинделя вместе со шпинделем будут практически висеть на валу ШД? И что все осевые нагрузки при резании будут приходиться на подшипники этого мотора?

Исправил (моя первоначальная ошибка), вот более детально:

Вложение 4.png больше недоступно

Опора ШВП одна, фиксируется к задней части оси Z.

[Mamont]

. По какой причине будет визжать фреза?

Визг от высоких оборотов и низкой подачи. Налетает зуб на металл, врезание не произошло, т.к. из-за низкой жесткости станка отогнуло фрезу, фреза просто проскользила по металлу (и разогрелась чучуть). Второй раз зуб налетает, опять мимо.... наступает критический момент и врезание таки произошло, небольшую струженцию сняло. Фреза и станок выпрямились и издали "бззз..."
И таких процессов по нескольку сотен раз в секунду.

Оптимальная скорость подачи реза люминия 0.03-0.05мм на зуб для (мелких фрез, до 6мм диамтера).

Увеличить скорость подачи не возможно, т.к. шаговые моторчики слабые.
Остается искать шпиндель низкоскостной ~1000 об/мин.
Вот и остается, что неспешно кроить и максимум фанеру


****upd : увеличить жесткости по Z можно поставив третью опору вала , посредине, между линейных подшипников. Все равно ход очень маленький.
И по краям крепить направляющие не винтиком в торец, а обхватывающей опорой.

[smart4on]

. По какой причине будет визжать фреза?

Визг от высоких оборотов и низкой подачи. Налетает зуб на металл, врезание не произошло, т.к. из-за низкой жесткости станка отогнуло фрезу, фреза просто проскользила по металлу (и разогрелась чучуть). Второй раз зуб налетает, опять мимо.... наступает критический момент и врезание таки произошло, небольшую струженцию сняло. Фреза и станок выпрямились и издали "бззз..."
И таких процессов по нескольку сотен раз в секунду.

Оптимальная скорость подачи реза люминия 0.03-0.05мм на зуб для (мелких фрез, до 6мм диамтера).

Увеличить скорость подачи не возможно, т.к. шаговые моторчики слабые.
Остается искать шпиндель низкоскостной ~1000 об/мин.
Вот и остается, что неспешно кроить и максимум фанеру

Налетает зуб фрезы? Я так понимаю что если фреза острая, такого эффекта уже не будет?
Второе. Можно узнать почему вы считаете что жесткость будет никакая?

[Mamont]

Налетает зуб фрезы? Я так понимаю что если фреза острая, такого эффекта уже не будет?
Второе. Можно узнать почему вы считаете что жесткость будет никакая?

Меч световой если вместо шпинделя закрепишь, эффекта такого избежать сможешь.
Низкая жесткость станка обусловлена будет портальной конструкцией, тонкими цилиндрическими направляющими (а не рельсовыми направляющие) и порочного желания сделать станок из того что есть , а не из того что надо

[smart4on]

Налетает зуб фрезы? Я так понимаю что если фреза острая, такого эффекта уже не будет?
Второе. Можно узнать почему вы считаете что жесткость будет никакая?

Меч световой если вместо шпинделя закрепишь, эффекта такого избежать сможешь.
Низкая жесткость станка обусловлена будет портальной конструкцией, тонкими цилиндрическими направляющими (а не рельсовыми направляющие) и порочного желания сделать станок из того что есть , а не из того что надо

Тонкость направляющих компенсируется их количеством. Два вала по 13мм в сумме дадут 26мм, я считаю что это неплохо. Материал их изготовления и точность высока. На сколько я знаю, такие валы использовались на промышленных типографских центрах, где по ним также ездили направляющие.

[Сергей Саныч]

Два вала по 13мм в сумме дадут 26мм

Два вала по 13 мм дадут такую же жесткость, как один вал диаметром 15,5 мм.

[SVP]

Два вала по 13мм в сумме дадут 26мм,

Рукалицо

Площадь посчитайте 13мм и 26мм.

Материал их изготовления и точность высока.

Что прям-таки высокой точности валы ? Прецезионные может ?
Кончайте эту дурь, почитайте елы-палы темы, которых несколько десятков
только на этом форуме.

Конечно, если вас интересует результат.
А можно не читать, "быть как-бы правым", тогда скорее всего будете
писать чуть позже всякие трактаты типа "а почему фрезы на 10 минут только хватает"
"почему торцы изделий столь полосаты" "почему размеры пляшут +-несколько десяток" итп.

[Сергей Саныч]

Площадь посчитайте 13мм и 26мм.

Там вообще-то не то, что площадь - жесткость пропорциональна четвертой степени диаметра.

[SVP]

Площадь посчитайте 13мм и 26мм.

Там вообще-то не то, что площадь - жесткость пропорциональна четвертой степени диаметра.

Честно говоря сходу не нашел про 4ю степень. Но и второй достаточно...
Мы говорим о прочности на срез-изгиб ?

[Mamont]

Честно говоря сходу не нашел про 4ю степень. Но и второй достаточно...
Мы говорим о прочности на срез-изгиб ?

Осевой момент инерции J= 1/4* (Pi*r^4) [cm4]
максимальный изгиб = Р*l^3/(48*E*J) (для способа закрепления на 2 шарнирах, к которым наиболее близок данный способ крепления направляющих)
Е модуль упругости, l - длинна направляющей, Р сила

видно что промежуточная точка опоры направляющей, уменьшит деформацию в 8 раз. Т.е. как будто использовал бы вал 22мм