Фрезерный по фанере (и т.п.) рабочее поле 3050х1550х190

[pant-79]

Выкладываю предварительный чертеж механики станка 3050х1550х190 на обсуждение.
Хотелось бы послушать конструктивную критику по данной конструкции.
Сразу говорю, текущая конструкция - результат противостояния интересов.
Мой интерес - сделать конструкцию как можно жестче. Интерес начальства - не сильно много на это потратить.
Пока что считаю, что я в своем интересе не очень преуспел. Просто потому, что не нашел весомых аргументов в пользу дальнейшего усиления конструкции станка. Надеюсь с помощью форумчан эти самые аргументы найти и довести конструкцию до логического завершения, ну и до первой стружки.
Описание станка, основные характеристики:
Станок практически весь из черного металлопроката, только пластины по оси Z алюминиевые.
Да, детали практически все сварные. И отжигаться они на 90% не будут. Также пока отсутствует возможность фрезеровать поверхности под рельсы. Это у нас просто железное ограничение, просто в цеху у нас такие ресурсы.
Выравнивать придется другими методами. Склоняюсь к методу предложенному одним из форумчан - сделать несколько участков из металлополимера, которые потом выровнять по лучу лазера.
Рабочее поле:
3050х1550х190. Да, по 5 сантиметров по главным осям проектирую, ибо наболело. Не хочется ограничения хода на фанере размером 3000х1500. Поэтому рабочее поле сделано с запасом.
Обрабатываемые материалы:
Фанера, древесина
Чертежи, фото, видео станка:

Ориентировочный бюджет:
Бюджет по механической части стараемся минимизировать в пределах допустимого. Пока окончательного расчета нет. Собираюсь произвести его после всех корректировок, произведенных в ходе обсуждения на форуме.

[Taganrog]

Если не секрет ,что будет направляющими по оси Х ?

[donvictorio]

что в глаза бросилось:
посередине стола нет поперечного ребра. сделайте там перемычки, они копеечные.
таких радиусов у кабель-каналов у вас точно не будет
если не будет 4й оси есть смысл опустить ниже ось X, тем более что у вас нет ребер жёсткости на плите шпинделя, а гонять фрезу вы будете по максимуму.
ну и ещё нюанс. если у вас дерево - зубчатая рейка быстро забьётся стружкой и шестерёнка, меся маслодеревянное говнецо будет себя чувствовать отвратно.
мои коллеги поступили кардинальным способом - подвели под шестерни пневмотрассу и поставили форсунки. пока станок ездит, воздух непрерывно сдувает с рейки мусор и шестерня катается в чистоте. затраты мизерные, а удобство как от распределённой смазки. ну либо бегать с пневмопистолетом и постоянно очищать станок.

[grandPrix]

балку портала из чего планируете делать?

[pant-79]

Если не секрет ,что будет направляющими по оси Х ?

Смотря что вы считаете осью Х. А то тут постоянные разночтения на эту тему.

что в глаза бросилось:
посередине стола нет поперечного ребра. сделайте там перемычки, они копеечные.

Ну да, пару железок добавить можно, дочерчу...

таких радиусов у кабель-каналов у вас точно не будет

дык кто ж их будет чертить с учетом реального радиуса? ))))) Там такая закогулина в результате вылезет, что я нормально эту траекторию двигать не смогу в автокаде ))))

если не будет 4й оси есть смысл опустить ниже ось X, тем более что у вас нет ребер жёсткости на плите шпинделя, а гонять фрезу вы будете по максимуму.

Вот опускать никак нельзя. Этот станок дополнительно должен будет делать циклы сверления в деревянных брусьях толщиной 100мм. То есть, 100мм высоты бруса + хотя бы 105мм высоты сверла - высота, на которую должен подниматься портал.

Насчет ребер жесткости - так вот они, отмечены красными стрелками:

Да да, а чем рельсы - не ребра жесткости?

ну и ещё нюанс. если у вас дерево - зубчатая рейка быстро забьётся стружкой и шестерёнка, меся маслодеревянное говнецо будет себя чувствовать отвратно.
мои коллеги поступили кардинальным способом - подвели под шестерни пневмотрассу и поставили форсунки. пока станок ездит, воздух непрерывно сдувает с рейки мусор и шестерня катается в чистоте. затраты мизерные, а удобство как от распределённой смазки. ну либо бегать с пневмопистолетом и постоянно очищать станок.

Ну, это удорожание конструкции. Вообще станок планируется использовать с подключенным пылесосом. Мы уже один станок так используем.

балку портала из чего планируете делать?

Балка портала - две трубы 100х100х4, сваренные параллельно и усиленные в местах крепления рельс и в местах крепления уголков под стойки портала наваренными сверху полосами стали. 8ки или 10ки:

Естественно, полосы привариваются сплошным швом, а отверстия с резьбой под болты сверлятся сквозь полосу и сквозь стенку трубы.

[Predator]

Рельсы - это, точно не ребра жесткости!

[donvictorio]

Да да, а чем рельсы - не ребра жесткости?

сомнительные рёбра, еси честно
сделайте плиту шпинделя заподлицо с каретками.
а на лицевой стороне (где шпиндель крепится) оставьте 10-15 мм места по бокам. в будущем сможете приварить туда пластины, если шпиндель будет сильно вибрировать или прогибаться.

по поводу боковин портала - если место по бокам от заготовки не будет чем-то занято в процессе работы (какими-то креплениями и тд) то можно рёбра жёсткости в виде труб вообще убрать и перенести внутрь в виде косынок.
это довольно распостранённый и проверенный метод. всяко жёстче внешних рёбер в виде труб. размер можно варьировать в зависимости от желаний-возожностей.

[Taganrog]

100мм высоты бруса + хотя бы 105мм высоты сверла - высота, на которую должен подниматься портал.

Тоже кажется портал высоковат . чтоб обрабатывать 100мм заготовку вам достаточно сделать высоту портала 120мм (чтоб крепеж не задевало). а вот ход по Z действительно минимум 120мм(портал)+110мм(инструмент)+120мм(расстояние между линейными подшипниками)=350мм минимум длинна рабочей части ШВП и направляющих оси. инструмент будет подниматься выше нижней точки портала и мешать не сможет. А чем ниже портал тем меньше плечо. меньше будет вибраций.

П.С. Ось Х имел виду самую длинную ось.

[pant-79]

Да да, а чем рельсы - не ребра жесткости?

сомнительные рёбра, еси честно
сделайте плиту шпинделя заподлицо с каретками.

Невозможно. Высота рельсы+каретки меньше высоты крепежей ШВП на 15мм. Эта впадина посередине неизбежна при текущей конструкции.

а на лицевой стороне (где шпиндель крепится) оставьте 10-15 мм места по бокам. в будущем сможете приварить туда пластины, если шпиндель будет сильно вибрировать или прогибаться.

Приварить я туда ничего не смогу, т.к. все пластины по Z - алюминиевые. Максимум, прикрутить. Но там уже есть отверстия под крепление рельс. И с задней стороны сами рельсы мешают что-либо прикрутить. Максимум, если прикрутить к торцу пластины. Только с какой частотой при этом должны идти болты?

по поводу боковин портала - если место по бокам от заготовки не будет чем-то занято в процессе работы (какими-то креплениями и тд) то можно рёбра жёсткости в виде труб вообще убрать и перенести внутрь в виде косынок.
это довольно распостранённый и проверенный метод. всяко жёстче внешних рёбер в виде труб. размер можно варьировать в зависимости от желаний-возожностей.

Тут вы правы, бюджет не вырастет, а надежность и жесткость конструкции повысится. Переделал вот так:

Также добавил раскосины по центру станка:

100мм высоты бруса + хотя бы 105мм высоты сверла - высота, на которую должен подниматься портал.

Тоже кажется портал высоковат . чтоб обрабатывать 100мм заготовку вам достаточно сделать высоту портала 120мм (чтоб крепеж не задевало). а вот ход по Z действительно минимум 120мм(портал)+110мм(инструмент)+120мм(расстояние между линейными подшипниками)=350мм минимум длинна рабочей части ШВП и направляющих оси. инструмент будет подниматься выше нижней точки портала и мешать не сможет. А чем ниже портал тем меньше плечо. меньше будет вибраций.

Вот смотрите на текущие высоты:

Если при этом 30мм высоты фрезы заменить на 105мм высоты сверла, его нижний конец должен подниматься хотя бы на 105мм над поверхностью жертвы.

П.С. Ось Х имел виду самую длинную ось.

Рельсы HSAC 20мм и каретки под них с разнесенными крепежными фланцами:

[pant-79]

Вот максимально поднятая каретка со сверлом длиной 105мм:

[donvictorio]

Невозможно. Высота рельсы+каретки меньше высоты крепежей ШВП на 15мм. Эта впадина посередине неизбежна при текущей конструкции.

я имел ввиду боковую грань.

Приварить я туда ничего не смогу, т.к. все пластины по Z - алюминиевые. Максимум, прикрутить. Но там уже есть отверстия под крепление рельс. И с задней стороны сами рельсы мешают что-либо прикрутить. Максимум, если прикрутить к торцу пластины. Только с какой частотой при этом должны идти болты?

и если совместить боковую грань каретки и боковую грань плиты шпинделя - место под крепление ребра жёсткости появится. для 20го рельса и 20й каретки это 12 мм, болты каждые 30мм, М5.

[pant-79]

Невозможно. Высота рельсы+каретки меньше высоты крепежей ШВП на 15мм. Эта впадина посередине неизбежна при текущей конструкции.

я имел ввиду боковую грань.

Приварить я туда ничего не смогу, т.к. все пластины по Z - алюминиевые. Максимум, прикрутить. Но там уже есть отверстия под крепление рельс. И с задней стороны сами рельсы мешают что-либо прикрутить. Максимум, если прикрутить к торцу пластины. Только с какой частотой при этом должны идти болты?

и если совместить боковую грань каретки и боковую грань плиты шпинделя - место под крепление ребра жёсткости появится. для 20го рельса и 20й каретки это 12 мм, болты каждые 30мм, М5.

Не совсем понял, как совмещать их боковые грани.
На самой плите шпинделя кареток нет, на ней рельсы. И совмещать подвижную плиту шпинделя с неподвижными каретками не вижу смысла.
Боковые грани плиты шпинделя и наружные боковые грани кареток компланарны, если вы об этом.

[donvictorio]

Боковые грани плиты шпинделя и наружные боковые грани кареток компланарны, если вы об этом.

да,ь я об этом. грани кареток и грань плиты шпинделя в одной плоскости. от этой плоскости до рельса у вас остаётся 12 мм пустого места.

[pant-79]

Боковые грани плиты шпинделя и наружные боковые грани кареток компланарны, если вы об этом.

да,ь я об этом. грани кареток и грань плиты шпинделя в одной плоскости. от этой плоскости до рельса у вас остаётся 12 мм пустого места.

Остается. Есть там впадинка. Вы предлагаете ее чем-то заполнить?

[donvictorio]

Остается. Есть там впадинка. Вы предлагаете ее чем-то заполнить?

нене. я имел ввиду оставить место под рёбра, которые смотрят наружу, как здесь.
http://www.cnc-club.ru/forum/download/f ... =view&mt=1
я к чему это всё клоню - если у вас при резке будут наблюдаться осцилляции фрезы изза недостаточной жёсткости конструкции, то было бы неплохо заранее заложить в неё возможность увеличения жёсткости без костылей и граблей. тем более это ничего не стоит.

[Taganrog]

Хорошая фотка по ссылке выше. она отражает более удачное перемещение по оси Z. На мой взгляд там выполнено грамотнее. Обратите внимание там инструмент может подниматься за уровень портала, что позволяет сделать его ниже.
как то так. Вы не теряете возможность сверлить габаритные детали насквозь и уменьшаете высоту портала а следовательно и массивный рычаг.все это позволит увеличить ускорения .

Высота.png (24.72 КБ) 2460 просмотров

[donvictorio]

там палка о двух концах.
максимальная жёсткость фрезы там только в нижнем положении и она уменьшается (сильно) с подъёмом шпинделя.
в версии с рельсами на плите шпинделя жёсткость при подъёме только увеличивается. в нижнем же положении она ненамного (около 15%) меньше чем в версии с каретками. так что вопрос спорный.

[pant-79]

Остается. Есть там впадинка. Вы предлагаете ее чем-то заполнить?

нене. я имел ввиду оставить место под рёбра, которые смотрят наружу, как здесь.
http://www.cnc-club.ru/forum/download/f ... =view&mt=1

У вас по ссылке - алюминиевый шедевр токарного искусства. По ходу, на ЧПУ по металлу выпилен.
У нас такой технической возможности нету, зато есть возможность резать сталюку на плазморезе, а также всякие листогибы и дыроколы. Поэтому я видоизменил то, что вы посоветовали, на вариант стальных прикручиваемых ребер жесткости:

Вы не теряете возможность сверлить габаритные детали насквозь и уменьшаете высоту портала а следовательно и массивный рычаг.все это позволит увеличить ускорения .

Это, конечно, заманчивая модификация. И для меня она была бы неплоха, правда, пришлось бы каретки с рельсами местами менять. Но есть одно большое НО. По предложенной вами картинке выходит, что до поверхности жертвы на максимально опущенном шпинделе достает именно только сверло длиной 120мм. А надо то ведь, чтобы доставала и фреза длиной 30мм. Целых 90мм разницы. Вот еще раз мой максимально опущенный вариант для сравнения:

Даже при нем мне не совсем нравится нижний край плиты шпинделя - низковат, зараза.
При вашем варианте же короткая фреза ни достанет до нужной для обработки фанеры глубины.
З.Ы. Но вы зародили во мне сомнения. Пересчитал все еще раз и вижу, что портал можно таки опустить на 100мм. Правда, придется менять каретки и рельсы местами, но конструкция удешевится. Стоит над этим подумать.

[pant-79]

там палка о двух концах.
максимальная жёсткость фрезы там только в нижнем положении и она уменьшается (сильно) с подъёмом шпинделя.
в версии с рельсами на плите шпинделя жёсткость при подъёме только увеличивается. в нижнем же положении она ненамного (около 15%) меньше чем в версии с каретками. так что вопрос спорный.

Тут вопрос целевого использования встает, конечно. В основном такой станок работает в опущенном положении, а в моем случае так вообще из верхнего положения только циклы сверления выполняются. При нем боковые нагрузки минимальны.
Но плиту шпинделя сократить вдвое.... Вобщем, надо еще посчитать, стоит ли овчинка выделки....

[Taganrog]

Но есть одно большое НО. По предложенной вами картинке выходит, что до поверхности жертвы на максимально опущенном шпинделе достает именно только сверло длиной 120мм.

Странно . у меня достает и мелкими фрезами и длинными сверлами. Вашей модели нет. Покажу на примере моего станка. Вопрос жесткости я не затрагиваю . Но если б я не жадничал и сделал направляющие и ШВП по Z по длинее милиметров на 70-100 было б вообще красиво. в 3 версии станка видимо так и поступлю ))
На картинке убрал столешницу 25мм.