Die "alten" threads - Kleine robuste Fräse

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KarlG
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Kleine Spindelkunde

Beitrag von KarlG » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: KarlG » 27.04.2015 um 23:01 Uhr#1061
Moin,

"Kleine Spindelkunde" ist natuerlich massive Hochstapelei - kratzt ja grade mal ein bisserl an der Oberflaeche.
:D Da aber einige Fragen (in Varianten) immer wieder kommen, kritzel ich hier mal was zusammen und mit Diskussionen/Fragen/Ergaenzungen dazu koennte das schon ein grober Ueberblick ueber das Thema "Kugelumlaufspindeln" werden. Ist ja nicht so einfach, mal eben "aus dem Stand" das Wesentliche verstaendlich zusammenzufassen - kann also alles moegliche eingearbeitet werden.

Neben den "nackten" technische Daten gibt es noch ein paar zusaetzliche Parameter, die sich nicht (oder schlecht) in Zahlen ausdruecken lassen und einfach mal erwaehnt werden sollten.


Technische Daten:

- Spindel(aussen)durchmesser (bei uns 16mm)
- Kerndurchmesser (bei uns ca. 14mm) - das ist der Durchmesser der Spindel auf dem Gewindegrund und bestimmt wesentlich Durchbiegung, max. zulaessige Laenge und Grenzdrehzahl
- Spindelsteigung (Strecke pro Umdrehung - ueblich sind Werte zw. ~2 und 20mm; wir benutzen 5mm)
- Belastbarkeit. Wesentliche Werte sind Ca und Coa. Vereinfacht: Ca ist die maximale Dauerlast, Coa die Spitzenlast, ab der plastische Deformationen entstehen, also irgendwas kaputt geht
:D
Fuer die TBI gilt: Ca knapp 1 t; Coa 2,4t; die chinesichen SFU1605-4 aehnlich; die einfachen chinesischen SFU1605-3 mit Kunststoffumlenkungen 765/1320 kg


Herstellungsverfahren:

Da gibt es einige verschiedene (rollen, schaelen, wirbeln, schleifen...); fuer uns relevant sind eigentlich nur gerollte (gewalzte) und wenn die Portokasse gut gefuellt ist, evtl. auch geschliffene
:D
Geschliffene sind idr. deutlich teuerer, haben aber auch bessere Oberflaechen und hoehere Genauigkeiten


Genauigkeiten:

Wesentliche Parameter sind Steigungsfehler (also wie gross ist die Abweichung vom Soll bei Weg X) und das Umkehrspiel (wieviel totweg hat hat die Mutter bei Richtungsaenderung)

Steigungsfehler
C7 +/- 0,052/300 mm
C5 +/- 0,023/300 mm
C3 +/- 0,012/300 mm

Gerollte idr. als C7 und C5; geschliffene als C5 und besser.

Unsere C7-Spindeln haben also im Extrem auf der langen Achse (600mm) 0,12mm Steigungsgfehler, wovon sich (Verfahrweg) 0,1mm auswirkt. Eine C5 dann knapp die Haelfte.
Dabei darf man natuerlich nicht den thermischen (Ausdehnungs-) Fehler vergessen.
Ausgehend von 20 Grad C Raumtemperatur wird die Spindel auf 600mm bei 10K (10-30 Grad C) Unterschied 0,072mm laenger oder kuerzer. Das Alu-Chassis bei gleichen Bedingungen sogar 0,14mm. Werkstuecke (je nach Material) ebenso.
Eine Investition in bessere Spindeln lohnt also bei stark schwankenden Betriebstemperaturen (bspw. Gartenhaus)
nicht.

Umkehrspiel

"Alles was sich bewegt, hat auch Spiel - sonst wuerde es sich nicht bewegen".
Das war frueher - heute gibt es sogar negatives Spiel
:D Das nennt sich dann Vorspannung.

Doch der Reihe nach: Unsere Spindel hat ein Aussengewinde. Die Mutter ein Innengewinde (bzw. mehrere einzelne Gewindegaenge). Dazwischen laufen Kugeln. Je nachdem, wie eng die Kugeln in den Gewindegaengen "eingeklemmt" sind, umso weniger Axialspiel hat die Mutter. Das darf natuerlich nicht so weit getrieben werden, dass das System anfaengt zu klemmen. Idr. ist man mit dem Spiel etwas grosszuegiger, um in der Serie zu garantieren, dass eine beliebige Mutter auf eine beliebige Spindel passt.

So macht es bspw. Hiwin mit ihrer Standardserie und garantiert dann auch "nur" ein Axialspiel <=0,04mm.

Fuer unsere Verhaeltnisse ist das schon eine Menge und wenn es genauer sein soll, muss die Mutter auf die
Spindel angepasst werden. Das passiert bei den SFU ueber den Kugeldurchmesser.

Bei TBI gibt es "Vorspannklassen":
P0 - Leichtlauf, Spiel
P1 - Leichtlauf, Spielfrei (ca. 2u ohne Last)
P2 - leichte Vorspannung (ca. -2u)
P3 - mittlere Vorspannung (nur fuer geschliffene Spindeln)
P4 - starke Vorspannung (die gibt es bei den SFU nicht)

An den Werten kann man sehen, dass die Fertigung fuer Spindeln/Mutterngehaeuse schon im Mikrometerbereich genau sein muss; ebenso die Toleranzen der Kugeldurchmesser und deren "Rundheit".

Die Latte haengt also ganz schoen hoch, sowas in Serie zu garantieren. Eine Vorspannung bedeutet, dass der Kugeldurchmesser groesser ist, als der Platz, der dafuer vorhanden ist. Das System laeuft also permanent in der elastischen Verformung (ueberwiegend der Kugeln), was schon recht grosse Ansprueche an die Fertigungstoleranzen stellt.

Damit kommen wir zu den chinesischen Spindeln. Die sind idr. TBI-Kopien; allerdings ohne (bzw. mit abgeschriebenen) Spezifikationen.

Die Belastungswerte lassen sich noch annaehernd herleiten; wenn es dann an Laufkultur und Spiel geht, dann regiert der Zufall. Die Spindeldurchmsser schwanken herstellungsbedingt um ca. 0,15mm. Demzufolge muessen sowohl Mutterngehaeuse als auch Kugeln an die Spindel angepasst werden und je nachdem, wie gut da gemessen/gearbeitet wird, wird's auch mal schlechter und mal besser, aber selten wirklich gut.

Die Chinesen schaffen meist einen recht brauchbaren Durchschnitt, der einen grossen Vorteil hat: Das Zeug ist nicht teuer. Wenns dann praeziser (Spielfrei bzw. gar vorgespannt) sein soll, ist es aber vorbei, weil meist schon die Toleranzen der Materialien das nicht hergeben (schwankende Spindeldurchmesser, Oberflaechengueten, Qualitaet, Rundheit und Sortierklassen der Kugeln usw.)

Gruss
Karl

Nebu1987
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Re: Kleine robuste Fraese

Beitrag von Nebu1987 » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: Nebu1987 » 28.04.2015 um 05:41 Uhr#1062
Wer weiss das bitte nicht ?
:) *Reusper,kratz,wuerg*
:angel:

Danke Karl
:)
Karla Heavy #21 - nicht mehr... aber eine spätere ;)
P3Steel V4.0 V2A
BIGP3Steel V1.0 V2A
3ter Versuch V1.0 Alu

alpenkreuzer

Re: Kleine robuste Fraese

Beitrag von alpenkreuzer » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: alpenkreuzer » 28.04.2015 um 11:17 Uhr#1063
Weil mein Gedaechtnis nicht mehr das beste ist, brauche ich Eure Hilfe:

Suche mir heute morgen schon "fast einen Wolf" nach einem Beitrag, den ich gestern gelesen habe. Darin hat ein Forumsmitglied einen Link zu einem Hersteller von beidseitigen duennen Klebefolien - z. Bsp. fuer duennes Alublech - gepostet (war es Karl?).

Weiss leider nicht einmal mehr, welches Forum. Habe die ueblichen Verdaechtigen durchgeklickt, aber nichts mehr gefunden. Auch die Firefox-Chronik hat nichts hergegeben ...

Gruss Michael

KarlG
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Re: Kleine robuste Fraese

Beitrag von KarlG » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: KarlG » 28.04.2015 um 11:45 Uhr#1064
Ich bin unschuldig!
:D

Kann mich finster erinnern, dass Tilman (r0sewhite ) mal was dazu geschrieben hat - evtl. auch auf seiner Website: http://www.microcopters.de

Gruss
Karl

importer
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Re: Kleine robuste Fraese

Beitrag von importer » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: Norman_75 » 28.04.2015 um 13:02 Uhr#1065
Platzhalter fuer Beitrag Nr.1065

KarlG
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Preise

Beitrag von KarlG » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: KarlG » 30.04.2015 um 10:31 Uhr#1066
Moin,

mittlerweile kann ich den Aufwand ziemlich gut einschaetzen.

Am Ende der aktuellen Liste Stand heute (skaan1) wird der Bausatz 100 teuerer - kostet dann also 1500 .
Optionen bleiben erstmal (vorbehaltlich Dollarkurs fuer Importware).

Aufbau/Justage war mal als Ausnahme gedacht - ist inzwischen eher die Regel. Schneller als 2 Tage (mit eher 10-12 Arbeitsstunden, als 8) werde ich nicht mehr - dafuer sind 350 brutto nicht kostendeckend; vielmehr unter Selbstkostenniveau.

D.h.: Der Aufbau muss deutlich teurer werden - vorerst 500 (nach skaan1) und wird weiter steigen.

Gruss
Karl

alpenkreuzer

Re: Kleine robuste Fraese

Beitrag von alpenkreuzer » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: alpenkreuzer » 30.04.2015 um 10:41 Uhr#1067
Moin,

kann ich sehr gut nachvollziehen, die Fraese ist auch DIESEN Preis wert - mindestens !!!

Gruss Michael

importer
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Re: Kleine robuste Fraese

Beitrag von importer » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: nique » 08.05.2015 um 16:22 Uhr#1068
Aha, schon laenger keine Aktivitaet mehr. Heisst das, dass die "Produktion" gut laeuft und die Warteliste abnimmt? Wo landet man wenn man heute bestellt?

KarlG
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Re: Kleine robuste Fraese

Beitrag von KarlG » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: KarlG » 08.05.2015 um 19:46 Uhr#1069
nique hat geschrieben:Heisst das, dass die "Produktion" gut laeuft und die Warteliste abnimmt? Wo landet man wenn man heute bestellt?

Hab die letzten 2 Wochen Teile gemacht fuer 12 neue Fraesen. Termin ist schwer zu benennen, weil es wirklich nicht vorherzusehen ist:
- Wieviel Zeit ich habe
- Wieviele Aufbauten dabei sind
- Ob mich mal wieder ein Lieferant versetzt
- und wieviele Leute abspringen / sich gar nicht mehr melden
Realistisch wuerde ich 2-3 Monate schaetzen.

Gruss
Karl

McMerlin
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Re: Kleine robuste Fraese

Beitrag von McMerlin » 05.01.2016, 23:43

Original Author in der FPVC: McMerlin » 08.05.2015 um 21:41 Uhr#1070
Und nebenbei bist du ja auch noch damit beschaeftigt einen Keller auszuheben
:angel:

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