Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

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KarlG
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von KarlG » 01.12.2016, 20:01

Wg. neuer Steuerung hatte ich nun an meiner Maschine auch die Motoren ab (Tausch gegen CL) und habe dabei auch die Vorspannung der Festlager geprüft - bei mir war alles fest; auch die Madenschrauben...
..die wurde nicht wenig benutzt.

Gruss
Karl

Marc P.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 03.12.2016, 13:24

Moin,

Nach der Kontrolle des Umkehrspiels in Y-Richtung habe ich mir nochmal Gedanken gemacht, welche Steifigkeiten beim Fräsen in X-Richtung hauptsächlich relevant sind.
Da der Fräser im Gleichlauf beim Eintauchen in das Material in Vorschubrichtung "gezogen" wird, spielt hier die Steifigkeit in X-Richtung imho die "Hauptrolle". Um nun endlich mal nen Haken hinter die Frage zu machen ob irgendwas faul ist, oder alles im normalen Bereich, hier nochmal meine aktuellen Ergebnisse der Nachforschungen.

Da gerade in einem anderen Thread über die Auslegung von Portalwangen gesprochen wird, habe ich nochmal die Steifigkeit an der Portalwange mit selbiger an der Z-Platte miteinander verglichen.

Im "alten" Thread "Kleine robuste Fräse" in Post #185 und #186 werden die Steifigleiten der Standard Karla aufgeführt:
KarlG hat geschrieben: (2) Die Durchbiegungen:

Die Portalwangen zwischen den Einspannungen (unten Linearwagen, oben Portaltraeger) bei 200N quer um ca. 0,026mm (2,6/100).
Wenn man das in den Foreneigenen Durchbiegungsrechner eingibt fällt auf, dass sich hier ein Fehler eingeschlichen haben muss. Das ist nicht die Durchbiegung bei 200 N, sondern bei 100N für zwei Portalwangen.

Hier mit 50 N gerechnet, da nur eine Portalwange betrachtet wird:
(Die Länge beschreibt den Abstand vom Mitte Y-Linearwagen bis Unterkante Portaltraeger)
Durchbiegeung_Portalwangen.jpg
Ich habe es an meiner Maschine nachgemessen. Dabei steht das Magnetstativ auf einer auf die Opferplatte geschraubten Stahlplatte. Gemessen wird auf Höhe Unterkante Portaltraeger.
Da ja zwei Portalwangen die Zugkraft von 100N aufnehmen, sollte hier der Wert aus dem Durchbiegungsrechner herauskommen.
Messen tue ich nicht ganz das doppekte: ca. 4,5/100 mm. Falls ein Denkfehler vorliegt, komme ich grad nicht drauf.
Foto 03.12.16, 11 54 07.jpg
Foto 03.12.16, 11 56 02.jpg
Wenn ich auf selber Höhe an der Z-Platte messe dann ergibt sich die doppelte Verformung wie an der Portalwange direkt gemessen: ca. 9/100 mm
Foto 03.12.16, 12 05 24.jpg
Foto 03.12.16, 12 06 24.jpg

Dieser Wert liegt ca. 2/100 über diesem Messwerten:
Steifigkeit_Karla.jpg
Hier kann ich zumindestens die Abweichung der Messwerte in X-Richtung mit Z-Achse unten nicht ganz nachvollziehen.
Müssten die Werte mit Z-Achse unten nicht auf allen drei Positionen gleich sein?

Hier sagte Karl mal, dass er diese Werte nach der Messung damals nichtmehr ganz nachvollziehen kann.
Somit passt zumindestens die Größenordung meiner 9/100 mm bei 100N in etwa.

Was momentan nicht zusammen passt ist die errechnete Durchbiegung der Portalwangen und der real gemessene Wert. Wie kommts?

Als Ergebnis der ganzen Aktion, würde ich die Kombination der evtl. umgünstig gewählten Schnittparameter gepaart mit der "schwachstelle" Steifigkeit in X-Richtung benennen.
Die Nachgiebigkeit in X-Richtung ist ca. 30% größer als die in Y-Richtung (Siehe Messwerte im ersten Thread):
Marc P. hat geschrieben: Y-Richtung:
Z-Achse oben: ca. 6,5/100mm
Z-Achse unten: ca. 6/100 mm
Gruß Marc
Karla #9 "Standard" mit TBI
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von KarlG » 03.12.2016, 14:06

Marc P. hat geschrieben:Wenn man das in den Foreneigenen Durchbiegungsrechner eingibt fällt auf, dass sich hier ein Fehler eingeschlichen haben muss. Das ist nicht die Durchbiegung bei 200 N, sondern bei 100N für zwei Portalwangen.
Ja - das ist verkehrt. Muss ich wohl alles nochmal durchgehen und den ganzen Unsinn richten, den ich da im Suff zusammengeschrieben habe. :D
Im Moment gehts nicht...

Marc P.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 03.12.2016, 16:57

Bin ich der Einzige der mit der Karla Alu fräst?
Bei 50 Maschinen muss es doch Leute geben die mal von Ihren Erfahrungen in Alu erzählen können?
Also raus damit!

Gruß Marc
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Wandoo1980
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Wandoo1980 » 03.12.2016, 20:51

Moin Marc,
ich habe eben mal ein bisschen den Schnittdatenrechner bemüht. Hast du eine genaue Bezeichnung für den Fräser? Ich habe hier ein Garant-Handbuch, da kann ich dann die genauen Werte raussuchen. Bis jetzt habe ich mit dem Datenblatt von Sorotec gerechnet. Die Schlagen bei Alu-Knetlegierungen 0.05mm pro Zahn und Umdrehung vor. Damit sind dann 1400mm/min deutlich zu langsam. Bei einem 2-Schneider mit 5mm spukt Fusion mir einen Vorschub von 2400mm/min aus. Außerdem gibt Sorotec in der Tabelle 500m die Minute als Schnittgeschwindigkeit an, das wäre bei 5mm ca. 31000 U/min. Das klappt ja nun nicht, aber du könntest die Drehzahl deutlich erhöhen. Ich habe in meinem Video den 6mm Fräser mit 24000 Klamotten durchs Aluminium gejagt. Hatte ja aber auch gekühlt. Damit bist du dann bei dem Fräser bei 377m/min Schnittgeschwindigkeit.
Das ganze habe ich eben auch noch einmal für Guss-Aluminium gerechnet. Dort gibt Sorotec für den 5mm Fräser 0.015mm pro Umdrehung und Zahn an.
Das wären dann 720mm/min für den 5mm 2Schneider. Natürlich auch da, bei 24000 Umdrehungen 377m/min Schnittgeschwindigkeit.

Vielleicht kannst du damit mal rumprobieren.

Bei mir hauen die Werte gut hin.
Wie gesagt, wenn du die genaue Bezeichnung des Fräsers noch hast, kann ich dir die genauen Daten mal aus dem Handbuch raussuchen. Oder du guckst selber. Garant bietet das meines Wissens als PDF-Download an.

Grüße, Sebastian
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Marc P.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 09.10.2018, 22:01

Moin,

ich plane an der Karla Umbauten zur Leistungssteigerung umzusetzen. Zum einen werde ich die Verstärkung des Querverbinders wie bei Heavy verbauen. Hier hatte Karl ja schonmal beschrieben, dass hier evtl. nicht nur die Steifigkeit sondern auch Resonanz zum Tragen kommt.

@ Karl
Verwendest du M5 zum Verschrauben des Profils mit dem Querverbinder?
In Welcher Menge und Abstand setzt du die Verschraubung des Profils um?
Würdest du die Bohrungsabstände und Position der Durchgänge für die Mutternblockschrauben bekannt geben?

Zum anderen mache ich mir schon eine Weile Gedanken, wie ich die Seitenwangen versteift bekomme. Auf der Loslagerseite könnte man etwas machen, die Festlagerseite ist aber aufgrund des Antriebes und der Schleppkette recht verbaut.
Ich spiele mit dem Gedanken nur auf der Loslagerseite eine Aufdopplung zu machen. Ich würde die ungenutzen, unteren M5 Bohrungen für die Lagerschale nutzen und diese in zwei Reihen nach unten in Richtung Y Wagen fortführen. Als Abstandshalter kommen dort zwei 12 mm Stege hin und darauf eine 10-12 mm Platte. Somit ergibt sich ein Kasten der die Seitenwange erheblich versteifen sollte.
IMG_4496.JPG
Nun ist die Frage ob man sich Nachteile einhandelt, wenn man diese Versteifung nur auf einer Seite vorsieht?

Gruß Marc
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KarlG
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von KarlG » 09.10.2018, 22:33

Moin,
Marc P. hat geschrieben:
09.10.2018, 22:01
Verwendest du M5 zum Verschrauben des Profils mit dem Querverbinder?
Nein - das sind M4x20 Senkkopfschrauben.
In Welcher Menge und Abstand setzt du die Verschraubung des Profils um?
Insgesamt 12 Schrauben (und Nutensteine).
Würdest du die Bohrungsabstände und Position der Durchgänge für die Mutternblockschrauben bekannt geben?
Ich glaube, die stehen hier schon irgendwo. Ich habe mir mal eine Erinnerung für morgen gesetzt, die CAM-files rauszukramen.
Zum anderen mache ich mir schon eine Weile Gedanken, wie ich die Seitenwangen versteift bekomme. Auf der Loslagerseite könnte man etwas machen, die Festlagerseite ist aber aufgrund des Antriebes und der Schleppkette recht verbaut.
Und selbst neue 20er Wangen fräsen? Ist das Eigenbauprojekt für die größere Maschine gestorben?
Nun ist die Frage ob man sich Nachteile einhandelt, wenn man diese Versteifung nur auf einer Seite vorsieht?
Kann keine Nachteile erkennen - eine Seite ist besser als keine...

Gruss
Karl

Ergänzung: Hier gips zumindest Bilder: viewtopic.php?f=2&t=49&p=4932&hilit=que ... kung#p4932

Hier die Durchbrüche im Profil: http://www.alufraese.de/downloads/verst ... profil.dxf
Achtung: Es gibt 2 Versionen des Mutternhalters mit verschiedenen Lochabständen. Prüfen und ggfs. anpassen.

Und die Bohrungen:
Bohrungen.zip
(562 Bytes) 9-mal heruntergeladen
Zuletzt geändert von KarlG am 09.10.2018, 22:43, insgesamt 2-mal geändert.

Marc P.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 10.10.2018, 06:21

KarlG hat geschrieben:
09.10.2018, 22:33
Ich glaube, die stehen hier schon irgendwo. Ich habe mir mal eine Erinnerung für morgen gesetzt, die CAM-files rauszukramen.
Danke!
Ist das Eigenbauprojekt für die größere Maschine gestorben?
Nein, das wird wohl eine kompakte Stahlfräse mit ca 1000x500 mm Verfahrweg werden. Ähnlich der Sorotec FE aber nicht so mächtig. Ich denke ich werde das Projekt in 1-2 Jahren umsetzen.
Kann keine Nachteile erkennen - eine Seite ist besser als keine...
Ich werde eine 20 mm Wange bzgl. Steifigkeit mal mit einem Kasten vergleichen. Gefühlt wird selbst der einseitige Kasten stabiler und ich spare mir Material, Fräs-, Umbau- und Ausrichtarbeit. Den Kasten kann ich im zusammengebauten Zustand montieren.
Und die Bohrungen...
Danke, ich gucke es mir heute Abend an

Gruß Marc
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Marc P.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 11.10.2018, 06:33

KarlG hat geschrieben:
09.10.2018, 22:33
Ist das Eigenbauprojekt für die größere Maschine gestorben?
Bis zum Bau der größeren Fräse, ist der Weg zu Bauteilen mit > 495 mm Länge zugegeben etwas umständlicher, aber Karla schlägt sich gut!
Die Oberfläche der Rumpfform hat nach dem Durchschieben einen Absatz von geschätzt wenigen 1/100 mm. Diese ließen sich beim Polieren problemlos egalisieren. Da mach sich die saubere Ausrichtung der Fräse während des Aufbaus bezahlt. Trotzdem wird mit größerer Fräse vielen Einfacher werden...
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Hier das fertige Modell.
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Gruß Marc
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 11.10.2018, 17:18

Hallo Karlaisten,

ich habe mal drei Wangenvarianten Verglichen. Diese sind jeweils an den Bohrungen des Portalbalkens fest eingespannt und mittig zum unteren Wagen mit 50 N belastet.

Bild 1: 15 mm Standard Wange
2018-10-10_Seitenwange_Karla_15mm.jpg
Bild 2: 20 mm Heavy Wange
2018-10-10_Seitenwange_Karla_20mm.jpg
Bild 3: 15 mm Wange mit 2x 25 mm hohen Stegen und einem Gurt aus jeweils 10 mm Material.
2018-10-10_Seitenwange_verstärkt.jpg
Ergebnis:

Die Variante mit einem zusätzlichen Steg reduziert die Durchbiegung um rund 75%. Das ist ein ordentlicher Wert und der Aufwand hält sich in Grenzen. Die Erhöhung der Stege und auch dickeres Gurtmaterial führen zu keinen nennenswerten Verbesserungen der Steifigkeit mehr. Ich denke das werde ich so wie dargestellt umsetzten. Dazu dann die Versteifung des Portalverbinders. Mal sehen was es Leistungsmässig bringt.

Gruß Marc
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