Сводка по замерам жесткости разных станков

Фрезерные и гравировальные станки для обработки мягких материалов (дерево, пластики, мягкие металлы).
AV39
Новичок
Сообщения: 33
Зарегистрирован: 26 ноя 2020, 11:55
Репутация: 2
Настоящее имя: Алексей
Откуда: Калининград
Контактная информация:

Re: Сводка по замерам жесткости разных станков

Сообщение AV39 »

Добрый день!
Хотелось бы поднять тему и порассуждать по поводу жёсткости станков.
Планирую строить станок по алюминию (сталь в зависимость от того, смогу ли организовать сож, а не туман) из алюминиевого профиля с полем 1200х600х170. Тут многие говорят, что из профиля жёсткий станок не сделать. В начале этой темы я посмотрел некоторые численные данные о жёсткости и поставил себе цель спроектировать станок с жёсткостью 5 мкм / расчётную нагрузку. Это значит, что в любой плоскости при действии расчётной нагрузки станок отклонится максимум на +/- 5 мкм. Проведя различные расчёты выяснилось, что самым слабым местом в станке является портал, а точнее его кручение от возникающего момента от силы фрезерования и собственный вес оси Z. Ось Z можно противовесить, но если шпиндель тяжёлый, противовес будет тяжёлым или габаритным, это утяжелит портал и уменьшит скорость станка, я решил не идти этим путём. При жёстком защемлении от поворотом концов портала, угол поворота в середине равен: ф=(M/2)*(l/2)/G/J. Это значит, что зависимость от длины линейная и даже уменьшенная на половину и укорачивание оси У особо не поможет.
Для расчёта усилия реза использовал сайт Iscar, фрезерование стали фрезой 20мм при заглублении 0.5мм.
Длина портала 800мм.
Портал из профиля 160х80: 28.69 мкм (для примера тем, кто делает станки из таких профилей)
Портал из профиля 100х200: 12.58 мкм
Портал из профиля 120х240: 5.79 мкм (дорого, не вариант)
Портал из профиля 100х200+лист алюминия с обратной стороны оси Z 800х200х24: 7.22 мкм
Портал из профиля 100х200+лист алюминия с обратной стороны оси Z 800х200х29: 6.51 мкм
Прошу откликнуться, кто что об этом думает. Можно подумать, что самым слабым местом будут являться боковины портала, но их легко усилить рёбрами. Если интересно, могу скинуть Excel'ку с расчётами, в т.ч. прогибов.
Gembel
Новичок
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 28 сен 2020, 16:09
Репутация: 0
Настоящее имя: Дмитрий
Контактная информация:

Re: Сводка по замерам жесткости разных станков

Сообщение Gembel »

Для чего брать фрезу Iscar d=20 мм и заглубляться на 0,5 мм? Не думаю что ее купите т.к. дорого и сможете нормально работать. Если рассчитывать жесткость, то брать больше заглубление для запаса.
AV39
Новичок
Сообщения: 33
Зарегистрирован: 26 ноя 2020, 11:55
Репутация: 2
Настоящее имя: Алексей
Откуда: Калининград
Контактная информация:

Re: Сводка по замерам жесткости разных станков

Сообщение AV39 »

Gembel писал(а): 13 дек 2020, 17:59 Для чего брать фрезу Iscar d=20 мм и заглубляться на 0,5 мм? Не думаю что ее купите т.к. дорого и сможете нормально работать. Если рассчитывать жесткость, то брать больше заглубление для запаса.
Там выдало 20 кг усилие, я взял 30. Врядли будет больше, по крайней мере я не планирую.
Да такая фреза со сменными пластинами стоит долларов 300, не в этом дело, может и куплю.
a321
Мастер
Сообщения: 563
Зарегистрирован: 03 дек 2016, 00:30
Репутация: 65
Контактная информация:

Re: Сводка по замерам жесткости разных станков

Сообщение a321 »

Вы имеете хороший шанс (и возможность) проделать много бессмысленной работы. В первую очередь следует понять, что именно вы планируете делать. Например я работаю с листовым материалом, дерево, до 50мм в толщину. Я не имею возможности лист притянуть к рабочему столу по всей плоскости, будь то делать 200*200мм, будь то 900*2500. В лучшем случае по углам, по сторонам. Сама фреза, 3 и 6, да и 8 тоже при обработке изгибается больше, чем 0.05, не говоря уже о выгибе листа вверх\вниз от воздействия фрезы, температурно-влажностных условий (за время обработки в 3 часа это уже играет роль). Алюминий, конечно, не дерево. Но на размере 1200мм, Вы ведь с умыслом по нужде планируете такие размеры, 0.05 выгибать будет. Точности 0.05 таки обычно делают доводочными операциями, с минимальными нагрузками.

С точки же зрения (собственных) размышлений о дальнейшей судьбе модернизации своего ТАдам я пришел к следующему -
1. раньше я делал зучатые одноступенчатые редукторы в корпусах из дерева (нареканий нет, прекрасно работают, но приходилось местами делать избыточные толщины из-за учета направления волокон). Теперь буду из фанеры, возможно - бакелитовой. К самим одноступенчатым редукторам (моей работы) претензий нет, даже начал было пост писать, да ср.....ый движок форума все помножил на ноль, запросив за время написания статьи авторизацию с последующим сбросом всего написанного.
2. вопрос выборки зазора зубчатой рейки решился преднатягом и пред-перекосом портала - с программной его, перекоса, компенсацией. Это ощутимо улучшило работу станка - сервы (с каждой стороны длинной оси) всегда в напряженном состоянии и их (присущее сервам) рысканье существенно меньше. У ШВП, кстати, тоже люфты есть - это апологетам ШВП.
3. по второй оси представляется разумным решение тоже с 2 моторами и двумя рейками - рейки дешевые, моторы тоже не очень дорогие (сервы-гибриды), ставя их пару можно брать меньшую мощность. Это дешевле, чем искать блок\модуль выборки зазоров по рейке и при этом решает вопрос выверки перпендикулярности рабочего стола и Z (в одном из сечений).
4. размышляя почти 2 года над своим же опытом загрузки заготовок и расположением рельс по Х склоняюсь к их размещению на разных высотах - одну выше портала, другую ниже. Это повлияет на отклонение портала под нагрузкой - кратным снижением крутящих моментов. Станок все равно стоит у стены. Понятия не имею, как именно я это буду (в итоге) делать.
5. портал решил делать из бакелитовой фанеры т30-40мм и составной, может двутавр, может еще что (сейчас ясень 40мм)
6. моторы и каретки по Х разнесу не только по высоте, по одному борту будет за порталом, по другому - перед шпинделем.

И, конечно, жаль, что начатый топик во многом певратился в офтопик, начинался он как сухая сводка замеров разных станков.
a321
Мастер
Сообщения: 563
Зарегистрирован: 03 дек 2016, 00:30
Репутация: 65
Контактная информация:

Re: Сводка по замерам жесткости разных станков

Сообщение a321 »

Тадам-3,
Замеренная честная жесткость по оси Z (34,133 - 34,121)/0,768=0,0156мм на килограмм нагрузки
Примечания -
а) "честная" = станок включен, все моторы включены, удержание осуществляется моторами (а не как у некоторых ;) любителей легких путей, блокирующих ради измерений валы или зажимающие каретки и делающих замеры на какой-то точке шпинделя)
б) замеры проводились так - станок сигналом Пробе ищет точку касания до контрольной пластины (толстой и тяжелой) - без нагрузки. Затем на шпиндель сверху устанавливается груз весом 768гр и делаются повторные измерения. Показани считываются с панели управления станка с точностью до 3 знака. Вычисляются средние за 5 испытаний.

Х и У обмерю позднее, надо городить подвесы грузов и пр., а сейчас некогда.
Ответить

Вернуться в «Фрезерные станки по дереву и пластикам, гравировальные станки, роутеры»