Фрезер по дереву...алюм.сплавам, с полем 1300х1000х100

[Василий Владимирович]

Здравствуйте
Вот начинаю проект. Думаю что услышу Вашу критику,доводы и подсказки.
Проект в стадии конструирования. Частично, кое какие компоненты уже пришли или еще едут с Китая.
Прочел много тем на форуме, проанализировал, и вот что рождается:

Описание станка, основные характеристики:
Фрезер для работ по дереву, в основном 2Д работы. Так же для роспуска пластиков ПВХ, Акрил - для рекламных целей.
Планирую так же точить детали из алюминиевых сплавов.

Рабочее поле:
1300х1000х100(115мм)
Конечно первоначально хотел сделать поле больше, к примеру 1500х2500мм, но..
.. но увидел, что это не позволит работать с тем что хочу (алюминий)
.. понял что это будет не дешево и сложно.
.. осознал, что упираться придется еще и в подгонке рельс к раме и порталу.
Поэтому остановился на более мелком варианте. Пусть будет так!

Чертежи, фото, видео станка:

Так как пока еще раму толком не отрисовывал, а прикинул только концепцию, то вот изображения того что наклюнулось:
1. Общий вид (рама не отрисована, еще думаю. Скорее всего будут косые, не длинные раскосины из того же 12-го швеллера, что и белая часть рамы)

Раму думаю делать не высокую, примерно 40-50 см., от рельсов до подошв снизу. Чтобы придать больше жесткости. Потом раму закреплю на ж/б фундаменте, монолитном с полом мастерской)

Что планирую применить из деталей:
Рельсы Хивин 20-е, по всем осям. Каретки по осям Z и порталу - назовем Х - высокие HGH20CA
Ось Z - рельсы 300 мм / ШВП С7, 2005/ мотор с драйвером HB860H + 60BH250-112B 4 N*m + ременная передача
Ось Х(портал) 1240мм/ ШВП .. , 2005-2010?/ мотор с драйвером HB860H + 60BH250-112B 4 N*m + ременная передача
Ось Y(рама) 1600мм/ ШВП - 2шт 2010?/ HB860H + 86HB250-118BJ 8,5 N*m + ременные передачи

Драйверы и моторы уже едут, на днях будут. Вот ссылки на таобао, для просмотра характеристик:
4,0 - https://item.taobao.com/item.htm?spm=20 ... 7026075632
8,5 - https://item.taobao.com/item.htm?id=37728994783
Вроде по расчетам веса получится работать со средними скоростями и ускорениями (учитывая то что могут ШД)
Портал - 95..100кг выйдет (сейчас пока 92), шпиндельная часть оси Z - 12..13кг, подвижная часть оси Х (портала) - 24..26 кг.

Шпиндель - 2,2кВт, 80х246мм, ER20, с водяным охлаждением.
Уже пришел с Али, вот характеристики:
https://ru.aliexpress.com/item/New-Prod ... 57199bf0ae

Частотник к шпинделю, по Вашим наставлениям заказал Шнайдер. На форуме пришли к такому выводу в этой теме:
Re: Подскажите. Выбор частотника шпинделяhttp://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 16#p460516

Еще кое что прикупил уже, ШВП с опорами и гайкой для оси Z, болты разных мастей DIN 912 от М4 до М8. Класс 8.8
Так как есть мысль (или была мысль..) сделать портал сначала с фанеры, чтобы выточить детали портала из Д16 самому на этом же станке, то прикупил еще и вот эти детали, так как думал вручную выставлять размеры по осям и вручную же и протачивать.
https://ru.aliexpress.com/item/1pcs-0-0 ... 57199bf0ae
+ маховик
..но подумал что это будет и муторно и не точно.
Думаю так как из за размеров балки портала и возможно станины станок по размерам не монстр - все же смогу найти где в Подмосковье или в Москве проточить места крепления рельс и изготовить детали портала из Д16.

Теперь еще кое что по конструкции

Значит раму думаю варить из швеллера 12-го. В основном. Стойки косые и нижние опоры тоже. А раскосины в горизонтали, вертикали рамы сделать из труб. Это позже. К этому надо еще подойти.

Портал
Планирую сварить из трубы 100х100х5мм. Если не найду поблизости, то переделаю конструкцию из того же швеллера. Только в этом случае "утоплю" центральную переднюю часть портальной балки, чтобы "задвинуть туда ШВП, дабы приблизить шпиндель к балке, сделав этим конструкцию более устойчивой.

Центр масс портала чуть сзади (3-5см) от оси ШВП портала.
Как на раме, так и на портале, "висят лишние сантиметры" в стороны. Это я оставил для того, чтобы установить позже гофры для защиты от мусора.
Лишний металл на этих ушах портала потом уберу, чтобы максимально уменьшить массу, оставив только "рамку" крепления гофрозащиты.
Опоры портала думаю делать из уголка стального 100х100х10мм. Благо он есть в наличии уже.
Место под каретки проточить параллельно с приваренной пластиной крепления болтами к балке. До 8 мм - не тонко ли будет под каретки?

Под рельсы думал приклеить к стали и прикрутить болтами полосы Д16, чтобы потом протачивать с упором под рельс.
(так как посмотрел какие труды провели форумчане! Ухх... тяжелая работа выравнивать конструкцию.
Всем труженикам форума респект за такой труд!!)
Сразу вопрос - не ослаблю ли я конструкцию прокладками из Д16?

Чуть позже остальные узлы размещу.

Вопросы:
Жду конструктивной критики.

Ориентировочный бюджет:
Честно скажу, ориентируюсь на 300-350 тыс, по материалам.
Остальное не загадываю. Знаю что то на что расчитываю, надо умножить на ДВА.
Поэтому закупать буду по ходу работы над станком. Мой бюджет на станок - 25-30 тыс. в месяц.

[Василий Владимирович]

Один из вопросов таков.
На подвижной части оси Z, планирую поставить по две гайки, так же на других ШВП. А между ними пружину (она не прорисована, Винда 10-я тулбоксу Солида не дает работать , приходится болтики самому отрисовывать, но это мелочи..). Стоит ли?
Или как лучше решить преднатяг. Длинной одной гайкой?

Так же и на ШВП портала X и на двух ШВП рамы.
Плиту крепления "хомута" шпинделя, что на рисунке выше, из Д16 - 20 мм если делать, получится грубо 1 мм улетит со стороны шпинделя, и по 2-3 мм заглублю под каретки и 4 мм под корпуса гаек ШВП, в итоге плита 175мм х 185 мм будет толщиной 15 мм под корпусами гаек ШВП и по 16 мм под каретками. Нормально? Или надо бы толще?
С боков усилил стальными пластинами,5 мм, которые к тому же прижмут каретки с боков.

Еще такой вопрос - класс точности кареток и рельс достаточен C? Для таких работ. Не касаемо дерева, а касаемо алюминия. Допустим выточить те же элементы портала, плиты кареток и т.п.
Или желательно класс - H? Или я класс Н потом фиг выставлю?

20-х рельс на всех осях достаточно?
Не стоит на раму поставить 25-е? Или "выравнять" туго будет?

[Василий Владимирович]

Вот еще часть оси Z:

Тоже из 20 мм Д16. Под рельсами подкладки из полос Д16, которые привинчиваются на клей, потом протачиваются.
Самое тонкое место, в центре по вертикали, где двигается корпус гайки ШВП - 14 мм.
С боковых сторон усилители - пластины 5 мм. Между ними и рельсами, место под гофру думаю использовать, хотя не предусмотрел ее снизу. Если там оставлю место то потеряю на опускании шпинделя. Надо подумать
Шпиндель в верхнем положении:

В нижнем положении:

Гофру же можно будет пустить и поверх? тогда сверху я вообще ничего не потеряю, а снизу.., снизу торец гофры чуть свиснет .. тоже не страшно.
Но это потом. Это не главное.

[Василий Владимирович]

Крепление опор ШВП портала, лучше выполнить наверное на 4 болтах как на правой стороне (первое фото), так же и на левой?

Думаю так прочнее будет чем на двух длинных болтах к трубе портала.

ШВП портала лучше 2010 применить или все же 2005?
Шкивы думаю 1:1 пока использовать. 30Т-М5- 20мм ремень.
По оси Z, так же но ШВП 2005. (уже есть в наличии) А может по Z сделать 1:2? увеличив скорость?

п.с. Расстояние между осями рельс портала 150мм
между осями рельс Z - 130мм

[Василий Владимирович]

Вот еще важная проблема. Если раму изготовлю сам, приклею и прикручу полосы дуралюминия под проточку, погружу, увезу на завод..
Проточили допустим - все параллельно, ровно и класс.
Потом погрузка. И тут.. Могут запросто все запороть. Значит надо продумать стропольные уши или упоры клыков погрузчика так, чтобы нагрузка на них не влияла на верхнюю часть рамы. Типа как у мультикама, снизу швеллеры вварены для клыков. Иначе все на смарку.
Так ведь?
Самому конечно можно вывести места под рельсы, тем более по дюрали. Но не сделаю упор под рельс и надо иметь инструмент точный. Линейку, уровень и т.д.
Это стоит дорого. Думаю сопоставимо с оплатой за проточку на заводе. Плюс, как писал форумчанин с ником Аргон, ..ведро пота сойдет.
Хотя точный инструмент все равно нужен будет.
Кто нибудь сталкивался с данной проблемой транспортировки?
Выходы нашли?

[Василий Владимирович]

..сегодня на форуме видимо санитарный день..
Кварцевание...

[Taganrog]

А для чего вы собираетесь использовать 2 одинарные гайки с 2 креплениями вместо двойной ,где система преднатяга реализована производителем ?
По цене не выигрываете но получаете усложнение конструкции и геморрой с точным выставлением натяга.

И при такой конструкции ножек портала как будете подлезать для того чтоб закрутить ШВП на все болты ? или закрутите только с 1 стороны ?

[Василий Владимирович]

А для чего вы собираетесь испоользовать 2 одинарные гайки с 2 креплениями вместо двойной ,где ...

Хороший вопрос.
Наверное зря так задумал, посмотрев на сайте одной из Московских контор. И еще наверное потому, что для ШВП 2010 проблемно было найти двойную гайку. Для 2005 вроде есть.
Посмотрю наличие, уточню и где возможно, в случае наличия длинных - переделаю. Так как Вы правы. Лишний геморой.

[Василий Владимирович]

И при такой конструкции ножек портала как будете подлезать для того чтоб закрутить ШВП на все болты ? или закрутите только с 1 стороны ?

Вы правы. Косяк мой...
Переделаю

[hmnijp]

Крепление опор ШВП портала, лучше выполнить наверное на 4 болтах как на правой стороне (первое фото), так же и на левой?

вам тут больше не о прочности надо подумать, а о том как вы в этом уголке опорные плоскости обработаете, как в прочем и на других узлах.
Вы хотите двойную гайку швп - какой в ней смысл, если в опоре люфт? А если в опоре преднатяг подшипника - большие требования к точности установки(как в прочем и с двойной гайкой). обработать этот уголок вы не сможете. то же относится к гайкам на стойках портала. К тому-же там довольно тонкая плита.
И вы хотите гайку на швп накручивать прямо внутри трапеции?
Ещё нет смысла на Z ставить 20мм швп - лишняя толщина только.

Касаемо класса швп. С7- катанные. С5 уже шлифованные. Если касаться обработки алюминия, что вы под этим подразумеваете? Вы тут не в точность швп упираетесь, а в общую конструкцию и жесткость станка, а так-же его изготовление - контроль точности его размеров. Не получите вы на такой раме соответствующую жесткость и точность.

[hmnijp]

вот вариант установки второй гайки, если нет двойной

[Taganrog]

вот вариант установки второй гайки, если нет двойной

ИМХО пружинки это удел 3Д принтеров и то от них отказываются. На фрезере, да при обработке алюминия, им не место. Жесткости так не получить .

[Василий Владимирович]

Крепление опор ШВП портала, лучше выполнить наверное на 4 болтах как на правой стороне (первое фото), так же и на левой?

вам тут больше не о прочности надо подумать, а о том как вы в этом уголке опорные плоскости обработаете, как в прочем и на других узлах.
Вы хотите двойную гайку швп - какой в ней смысл, если в опоре люфт? А если в опоре преднатяг подшипника - большие требования к точности установки(как в прочем и с двойной гайкой). обработать этот уголок вы не сможете. то же относится к гайкам на стойках портала. К тому-же там довольно тонкая плита.
И вы хотите гайку на швп накручивать прямо внутри трапеции?

Подошва на которую опирается трапеция ( та на которой каретки с одной стороны и корпус гайки швп на другой -8 мм. Это тонкая?
По поводу подлезть к болтам гайки внутри трапеции, я ответил выше, - переделаю.
На счет упоров из уголков на портале, под опоры швп - задняя, то есть слева, в обойме которой стоит я так понимаю плавающий радиальный, то там вообще с перекосами проблем не будет. Так как вал вдевается в подшипник без натяга, и еще и люфтит. А вот правый, возможно правда стоит на 4 болта к трубе портала. Без угла. Плоскость портала в этом месте проточить.

[Василий Владимирович]

Касаемо класса швп. С7- катанные. С5 уже шлифованные. Если касаться обработки алюминия, что вы под этим подразумеваете? Вы тут не в точность швп упираетесь, а в общую конструкцию и жесткость станка, а так-же его изготовление - контроль точности его размеров. Не получите вы на такой раме соответствующую жесткость и точность.

Значит выходит, что для того чтобы создать станок, нужны контроль точности, прочная и точная рама и портал со всем прочим, а швп и каретки можно использовать с низким классом точности?
И будет точный станок?
..не уверен! (шутка)
Раму я еще не рисовал, как решили, что не подойдет? Рамы то еще нет на набросках.
Значит, вывод такой, надо ШВП С5, для точных работ по алюминию.
Точные места креплений и посадок узлов.
Каретки С или Н класса? Касаемо хивин к примеру?
Насколько понимаю, согласно описанию хивина, С-Класс кареток, вообще не для ЧПУ направляющих. Для каких то более простых операций.
Правильно понимаю?

[hmnijp]

Я не про то как вы к болтам подлезете, а про то как вы там плоскость обработаете под гайками, а затем каким образом вы через дырку швп продевать будете, накручивая на ней гайку...

тонкая, ещё и учитывая то, что её с боих сторон фрезеровать надо.

[hmnijp]

Касаемо класса швп. С7- катанные. С5 уже шлифованные. Если касаться обработки алюминия, что вы под этим подразумеваете? Вы тут не в точность швп упираетесь, а в общую конструкцию и жесткость станка, а так-же его изготовление - контроль точности его размеров. Не получите вы на такой раме соответствующую жесткость и точность.

Значит выходит, что для того чтобы создать станок, нужны контроль точности, прочная и точная рама и портал со всем прочим, а швп и каретки можно использовать с низким классом точности?
И будет точный станок?
..не уверен! (шутка)
Раму я еще не рисовал, как решили, что не подойдет? Рамы то еще нет на набросках.
Значит, вывод такой, надо ШВП С5, для точных работ по алюминию.
Точные места креплений и посадок узлов.

нет, нужно комплексно подходить, учитывая требования и бюджет.
А в данном случае, поставив С5 - точности вы не получите, портал и рама гнуться будет на порядок больше предела точности швп

[MX_Master]

Мои пол копейки:

• Мотор привода на портале можно установить внутри трубы. Ремень получается слишком длинным, будет резонировать на больших оборотах.
  
  
• Дополнительное крепление опоры ШВП в данной конструкции - лишнее. Четырёх болтов и, возможно, пары штифтов - за глаза.
  
  
• Две гайки внутри ноги портала, это, канеш, перебор

[Василий Владимирович]

hmnijp - Вы правы. Комплексный подход. Время есть подумать!
Вполне вероятно для моих нужд и не стоит шибко рваться в повышение точности, также учитывая бюджет.

[Василий Владимирович]

Мотор привода на портале можно установить внутри трубы. Ремень получается слишком длинным, будет резонировать на больших ......

А может не мотор в трубу, а зубчатые шкивы покрупнее? Тогда свободная часть ремня меньше.
И еще плюс, при замене передаточного числа, грубо так сказать, с 1:1, на 2:1, не придется менять оба шкива.

[hmnijp]

hmnijp - Вы правы. Комплексный подход. Время есть подумать!
Вполне вероятно для моих нужд и не стоит шибко рваться в повышение точности, также учитывая бюджет.

У вас бюджет в принципе позволяет сделать пожирнее и поточнее. Но в первую очередь советую наращивать массу рамы и порталы (тк цена металла невысокая, по сравнению с ценой обработки - это самый выгодный способ повысить качество станка)
У самого схожий по размерам станок. Трапеции сварные из пластин на ногах показали себя неплохо, но у меня толщина больше.
По основному материалу - у швелера толщина полок хорошая, но вот между ними тонко. и в общем они кривоватые. Советую найти толстостенную трубу 8мм или типо того. вам же как раз нужно порядка одного хлыста. но сразу учитывайте что там радиус изгиба около 20мм, не получится в плотную к углу рельсы накрутить, и при сварке узлов это учитывать.
Далее по поводу накладок из дюрали - есть минусы в разности коэффициентов температурного расширения. Тут опять же проще стальные полосы наварить.