Материал для изготовления станка
-
- Мастер
- Сообщения: 1222
- Зарегистрирован: 22 окт 2017, 22:17
- Репутация: 28
- Настоящее имя: Вадим
- Откуда: Москва
Материал для изготовления станка
Понятно что станок должен быть жестким. Жесткость это модуль упругости. Тут для меня было, к сожалению "открытием", что все стали имеют примерно один и тот же показатель упругости =~2, независимо от того что это такое - гвоздь или пружина. Такая я же ситуация и по алюминию и его сплавам - там ~0,7. Чугун и вовсе странно выглядит сомнительно с упругостью 1,1 - а ведь все почему-то мечтают сделать чугунный станок.Чугун же похоже хорош только тем что льется, что сомнительный плюс для любительского станка.. ну и дешев.
Теоретически получается, что элементы конструкции из алюминиевого сплава толщиной % на 30-40 толще чем стальные будут жестче при любом раскладе, легче, проще в обработке.. Причем любой алюминиевый сплав, хотя там есть еще факторы типа обрабатываемости и стабильности..
Собственно и вопрос - какие марки алюминиевых сплавов подходят под фрезерную обработку, под нарезку резьб, имеют необходимую стабильность и может еще какие необходимые характеристики..
Теоретически получается, что элементы конструкции из алюминиевого сплава толщиной % на 30-40 толще чем стальные будут жестче при любом раскладе, легче, проще в обработке.. Причем любой алюминиевый сплав, хотя там есть еще факторы типа обрабатываемости и стабильности..
Собственно и вопрос - какие марки алюминиевых сплавов подходят под фрезерную обработку, под нарезку резьб, имеют необходимую стабильность и может еще какие необходимые характеристики..
в игноре:
Афтаев
Афтаев
- Vladimir52
- Мастер
- Сообщения: 386
- Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
- Репутация: 51
- Настоящее имя: Владимир
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
Я нифига не гуру, но из своего опыта скажу. Для построения станка важна не только жесткость, но еще и предел текуческти металла. Все зависит от того, где используется деталь из алюминия. А то подзатянете болт, и алюминий "потечет", т.е. произойдет необратимая деформация, чего со сталью добиться намного сложнее (сильнее придется затягивать болт). Вот у разных типов алюминиевого сплава может быть сильно разный предел текучести и предел прочности. Я бы рекомендовалл брать AW7075 - отлично обрабатывается и один из самых прочных алюсплавов. Но где вы его возьмете?
Ну и еще момент, не всегда "толще" может влезть в конструкцию, или легко обработать. Навскидку, туже плиту под шпиндель на портале, лучше делать тоньше, для уменшения консольности, но из стали, при сохранении той же величины жесткости конструкции. Ну и хомут шпинделя можно будет уже прикручивать с большим усилием к плите.
Ну и еще момент, не всегда "толще" может влезть в конструкцию, или легко обработать. Навскидку, туже плиту под шпиндель на портале, лучше делать тоньше, для уменшения консольности, но из стали, при сохранении той же величины жесткости конструкции. Ну и хомут шпинделя можно будет уже прикручивать с большим усилием к плите.
- Сергей Саныч
- Мастер
- Сообщения: 9116
- Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
- Репутация: 2858
- Откуда: Тюмень
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
Чугун еще и не "звенит", как сталь, то есть гасит вибрации.VAT писал(а):Чугун же похоже хорош только тем что льется
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
-
- Мастер
- Сообщения: 1222
- Зарегистрирован: 22 окт 2017, 22:17
- Репутация: 28
- Настоящее имя: Вадим
- Откуда: Москва
Re: Материал для изготовления станка
Один спец по музыкальным инструментам поделился формулой музыкального качества дерева..
Акустическая константа. Вот формула K=sqrt(E/p^3), где E - модуль упругости, p - плотность
Сосна
Средняя плотность: 0,495 т/м³
Модуль Упругости: 8.9 ГПа
Расчетное значение акустической константы 8.6
алюминиевый сплав
плотность 2,7т/м3
Упругость 70ГПа
АК=1,9
чугун
плотность 7,8т/м3
Упругость 110ГПа
АК=0,5
Сталь
плотность 7,8т/м3
Упругость 210ГПа
АК=0,66
В общем - сталь недалеко ушла по музыкальности от чугуна. А вот алюминий явно более музыкален..
Акустическая константа. Вот формула K=sqrt(E/p^3), где E - модуль упругости, p - плотность
Сосна
Средняя плотность: 0,495 т/м³
Модуль Упругости: 8.9 ГПа
Расчетное значение акустической константы 8.6
алюминиевый сплав
плотность 2,7т/м3
Упругость 70ГПа
АК=1,9
чугун
плотность 7,8т/м3
Упругость 110ГПа
АК=0,5
Сталь
плотность 7,8т/м3
Упругость 210ГПа
АК=0,66
В общем - сталь недалеко ушла по музыкальности от чугуна. А вот алюминий явно более музыкален..
в игноре:
Афтаев
Афтаев
-
- Мастер
- Сообщения: 2110
- Зарегистрирован: 14 май 2016, 09:40
- Репутация: 326
- Настоящее имя: Станислав Ерофеев
- Откуда: Санкт-Петербург
Re: Материал для изготовления станка
Тому, кто строит сам свой любительский станок, должно быть параллельно до его музыкальности. Построить бы ровный.
Алюминий имеет модуль Юнга в три раза меньше чем сталь. Это значит, что он прогибается в три раза сильнее под той же нагрузкой. Значит толщина плиты или стенок профиля должна быть в три раза больше, чем стальных. Массы одинаковых по жесткости деталей что из алюминия, что из стали примерно равны.
Зато алюминий легко льется и легко обрабатывается.
Алюминий имеет модуль Юнга в три раза меньше чем сталь. Это значит, что он прогибается в три раза сильнее под той же нагрузкой. Значит толщина плиты или стенок профиля должна быть в три раза больше, чем стальных. Массы одинаковых по жесткости деталей что из алюминия, что из стали примерно равны.
Зато алюминий легко льется и легко обрабатывается.
- Vladimir52
- Мастер
- Сообщения: 386
- Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
- Репутация: 51
- Настоящее имя: Владимир
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
По музыкальности ничего не сравнится с шаговыми двигателями. Тут один из участников форума выкладывал видео на youtube, где построив портальный станок, он первым делом сыграл шаговиками рапсодию..VAT писал(а):В общем - сталь недалеко ушла по музыкальности от чугуна. А вот алюминий явно более музыкален..
- MX_Master
- Мастер
- Сообщения: 7480
- Зарегистрирован: 27 июн 2015, 19:45
- Репутация: 3101
- Настоящее имя: Михаил
- Откуда: Алматы
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
Идеальный музыкальный тандем - прямой привод из шаговика Nema34 на тонкостенной профильной трубе.
На микрошаге 1/4 ноты вытягивает зашибись
На микрошаге 1/4 ноты вытягивает зашибись
-
- Мастер
- Сообщения: 1222
- Зарегистрирован: 22 окт 2017, 22:17
- Репутация: 28
- Настоящее имя: Вадим
- Откуда: Москва
Re: Материал для изготовления станка
lkbyysq, в том то и дело что для получения одинаковой жесткости алюминиевая деталь должна быть не в 3 раза толще, а на 1/3..
Vladimir52, согласен - в некоторых местах любительского станка от деталей требуется не только жесткость. И с консольностью хорошее замечание.
Vladimir52, согласен - в некоторых местах любительского станка от деталей требуется не только жесткость. И с консольностью хорошее замечание.
в игноре:
Афтаев
Афтаев
- Leonid Vs
- Мастер
- Сообщения: 1642
- Зарегистрирован: 28 сен 2014, 20:24
- Репутация: 469
- Настоящее имя: Леонид Владимирович Васильев
- Откуда: г. Москва
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
Место в Люберцах, М.О. есть, Томилино. Там 7075Т7351, 7075Т651, 7475Т7351.Vladimir52 писал(а):AW7075 - отлично обрабатывается и один из самых прочных алюсплавов. Но где вы его возьмете?
Туда на утилизацию свозят 7075 со всей России.
Не встречали?
Но там фотографии выкладывать строго не рекомендовали. Только слухи ходят.
- Вложения
-
- 7075т7351_№1.81_726500.pdf
- Там такие сертификаты лежат. И какой-то болгаркой чего-то режут.
- (177.99 КБ) 460 скачиваний
-
- Мастер
- Сообщения: 6135
- Зарегистрирован: 19 дек 2012, 15:49
- Репутация: 884
- Откуда: Москва
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
Разве не в корень квадратный, а то и кубический из 3х ?lkbyysq писал(а): Алюминий имеет модуль Юнга в три раза меньше чем сталь. Это значит, что он прогибается в три раза сильнее под той же нагрузкой. Значит толщина плиты или стенок профиля должна быть в три раза больше, чем стальных.
Самолеты почему-то не из стали делают , что как-бы намекает, что на единицу массы алюминий дает существенный выигрыш.
А алюминий всего втрое легче стали...
У чугуна, похоже, одно крупное преимущество - цена.
Но в текущих реалиях он как-то подороже алюминия получается...
Я вот думал некоторые элементы лить итп, а потом призадумался... и... похоже придется делать алюминиевые.
Т.к. тупо дешевле выходит, а учитывая ограничения по массе(иногда условия нецеховые) так и вообще...
- Vladimir52
- Мастер
- Сообщения: 386
- Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
- Репутация: 51
- Настоящее имя: Владимир
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
Опять же, я не гуру самолетостроения, но каркасную часть самолета делают из алюминиевых сплавов только потому, что они по совокупности многих параметров оптимальны. Жесткость и прочность, с противоположным парметром - вес, а еще коррозионная стойкость, подверженность усталости, цена изготовления, и обрабатываемость. Выкинь како-то из параметров (например, цену), и идеальным, наверное стал бы какой-то сорт титана.SVP писал(а):Самолеты почему-то не из стали делают , что как-бы намекает, что на единицу массы алюминий дает существенный выигрыш.
И еще надо не забывать, что из алюсплавов в самолетах изготавливают каркасные конструкции, которые имеют объемную жесткость. В самолете (напр. пассажирском) есть довольно много критичных элементов, которые изготавливают столько из стали. А есть менее критичные, например внешний корпус фюзеляжа, его и из полимеров можно делать.
Ну и чтобы не гадать (и не пытаться рассчитаь по формулам сопромата), во сколько раз станок из стали жесче такого же из алюсплава, достаточно нарисовать в том же Солиде основные элементы станка, и "покрутить" его с услилиями, равноценными усилиям резания, и сразу все понятно станет. (Вот как раз щас этим и занимаюсь, т.к. мне из алюпрофиля станок выйдет по материалам раза в три дороже по сравнению с трубами из стали)
-
- Мастер
- Сообщения: 2110
- Зарегистрирован: 14 май 2016, 09:40
- Репутация: 326
- Настоящее имя: Станислав Ерофеев
- Откуда: Санкт-Петербург
Re: Материал для изготовления станка
Жесткость - способность сопротивляться нагрузкам. Модуль Юнга.
Прочность - способность пусть и гнуться, но не ломаться под нагрузкой и восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки. Сигма.
Открываем сопромат, смотрим формулу прогиба от нагрузки. Видим там модуль Юнга без корней или квадратов.
Смотрим формулу максимально допустимой нагрузки. Видим там сигму.
Делаем выводы.
Прочность - способность пусть и гнуться, но не ломаться под нагрузкой и восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки. Сигма.
Открываем сопромат, смотрим формулу прогиба от нагрузки. Видим там модуль Юнга без корней или квадратов.
Смотрим формулу максимально допустимой нагрузки. Видим там сигму.
Делаем выводы.
-
- Мастер
- Сообщения: 1222
- Зарегистрирован: 22 окт 2017, 22:17
- Репутация: 28
- Настоящее имя: Вадим
- Откуда: Москва
Re: Материал для изготовления станка
Если бы зависимость была линейной то прогиб N тонких листов под нагрузкой был бы такой же как один толстый лист. Опять же не было бы смысла в ребрах жесткости.
Другое как то не укладывается в голове - все сплавы алюминия включая сам алюминий имееют схожую жесткость, так же и со сталями.. Почему то чугун выделяется заниженным вдвое модулем Юнга.
Другое как то не укладывается в голове - все сплавы алюминия включая сам алюминий имееют схожую жесткость, так же и со сталями.. Почему то чугун выделяется заниженным вдвое модулем Юнга.
в игноре:
Афтаев
Афтаев
-
- Мастер
- Сообщения: 2110
- Зарегистрирован: 14 май 2016, 09:40
- Репутация: 326
- Настоящее имя: Станислав Ерофеев
- Откуда: Санкт-Петербург
Re: Материал для изготовления станка
Не стоит спорить с господином Гуком.
Не надо ничего выдумывать, надо взглянуть на формулы.
Не надо ничего выдумывать, надо взглянуть на формулы.
-
- Мастер
- Сообщения: 2110
- Зарегистрирован: 14 май 2016, 09:40
- Репутация: 326
- Настоящее имя: Станислав Ерофеев
- Откуда: Санкт-Петербург
Re: Материал для изготовления станка
До чугуна.
Я оправдываю его поведение наличием углерода, который не есть металл и по сути стройность кристаллической решетки железа только портит. Глубже лезть не считаю нужным.
Сродни чугуну силумин, что там Юнг говорит? Впрочем силициум-кварц-песок-стекло не углерод, его решетка постройнее будет.
Я оправдываю его поведение наличием углерода, который не есть металл и по сути стройность кристаллической решетки железа только портит. Глубже лезть не считаю нужным.
Сродни чугуну силумин, что там Юнг говорит? Впрочем силициум-кварц-песок-стекло не углерод, его решетка постройнее будет.
- Dimka
- Мастер
- Сообщения: 1389
- Зарегистрирован: 14 июл 2016, 23:40
- Репутация: 344
- Настоящее имя: Дима
- Откуда: Санкт-Петербург
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
lkbyysq писал(а):Алюминий имеет модуль Юнга в три раза меньше чем сталь. Это значит, что он прогибается в три раза сильнее под той же нагрузкой. Значит толщина плиты или стенок профиля должна быть в три раза больше, чем стальных.
Если открывать сопромат дальше, то узнаем, что прогиб обратно пропорционален кубу высоты сечения... Следственно, чтобы увеличить жёсткость на изгиб в 3 раза, не нужен лист толще в 3 раза, а как указал VAT - на 1/3..lkbyysq писал(а):Открываем сопромат, смотрим формулу прогиба от нагрузки. Видим там модуль Юнга без корней или квадратов.
Так что
lkbyysq писал(а):Не надо ничего выдумывать, надо взглянуть на формулы.
-
- Мастер
- Сообщения: 2110
- Зарегистрирован: 14 май 2016, 09:40
- Репутация: 326
- Настоящее имя: Станислав Ерофеев
- Откуда: Санкт-Петербург
Re: Материал для изготовления станка
Ну-ну.
Прогиб зависит от момента инерции сечения, значение которого вычисляется несколько сложнее, чем куб высоты. В погоне за прочностью и жесткостью в сочетании со снижением стоимости выбираются для конструкций относительно тонкостенные профили вместо чушек. Читайте дальше.
ЗЫ По-любому СПАСИБО за замечание. В отношении листов действительно на одну треть. Зашоренность на профилях глаз застила. Теперь я стальной лист на столешню станка и рассматривать не буду, из дюраля значительно проще сделать.
Прогиб зависит от момента инерции сечения, значение которого вычисляется несколько сложнее, чем куб высоты. В погоне за прочностью и жесткостью в сочетании со снижением стоимости выбираются для конструкций относительно тонкостенные профили вместо чушек. Читайте дальше.
ЗЫ По-любому СПАСИБО за замечание. В отношении листов действительно на одну треть. Зашоренность на профилях глаз застила. Теперь я стальной лист на столешню станка и рассматривать не буду, из дюраля значительно проще сделать.
Последний раз редактировалось lkbyysq 08 дек 2017, 12:02, всего редактировалось 1 раз.
-
- Мастер
- Сообщения: 2110
- Зарегистрирован: 14 май 2016, 09:40
- Репутация: 326
- Настоящее имя: Станислав Ерофеев
- Откуда: Санкт-Петербург
Re: Материал для изготовления станка
До чугуна. В какой-то мере я прав. Углерод та еще хрень, стекло же так люминь не портит.
"Модуль упругости чугунов колеблется от 8000 кг/мм2 (серый чугун с крупным пластинчатым графитом) до 17 000 кг/мм2 (высокопрочный чугун с шаровидным графитом) ."
"Модуль упругости чугунов колеблется от 8000 кг/мм2 (серый чугун с крупным пластинчатым графитом) до 17 000 кг/мм2 (высокопрочный чугун с шаровидным графитом) ."
- Dimka
- Мастер
- Сообщения: 1389
- Зарегистрирован: 14 июл 2016, 23:40
- Репутация: 344
- Настоящее имя: Дима
- Откуда: Санкт-Петербург
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
Дык тогда и для остального
а не просто
,lkbyysq писал(а):значение вычисляется несколько сложнее
а не просто
По факту, претензия к этой фразе:lkbyysq писал(а):в три раза больше
Это не так. Помоделируйте в симуляторах стальную детальку и алюминиевую, но в 3 раза толще и наглядно увидите.lkbyysq писал(а):Алюминий имеет модуль Юнга в три раза меньше чем сталь. Это значит, что он прогибается в три раза сильнее под той же нагрузкой.
- Dimka
- Мастер
- Сообщения: 1389
- Зарегистрирован: 14 июл 2016, 23:40
- Репутация: 344
- Настоящее имя: Дима
- Откуда: Санкт-Петербург
- Контактная информация:
Re: Материал для изготовления станка
А вот тут уже каждый по доступности смотрит. Сталюка даёт хорошую массу, что станку только на пользу. Резьбы много прочнее. Если станину обрабатывать на серьёзных станках, то такому оборудованию пофигу, что драть - сталь или алюминий .lkbyysq писал(а):Теперь я стальной лист на столешню станка и рассматривать не буду, из дюраля значительно проще сделать.