Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

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DirkT
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Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von DirkT » 12.08.2017, 13:44

Hallo,

excellente Verwendung der Fräse :D.

Gruß,

Dirk
Karla #14 'heavy',
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Solidworks & CondaCAM V3.1;
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Lars
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Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 13.08.2017, 11:27

Optimierungsarbeiten: Mich hat ja noch interessiert, warum sich die Steifigkeiten kaum mit der Höhe des Portals ändern. Ich vermutete eine weiche Stelle im Bereich des Portalbalkens und habe nun die einzelnen Verformungen gemessen.

-> die Vermutung war falsch:
In Querrichtung habe ich etwa die Hälfte der Gesamtverformung im Festlager, in Längsrichtung ist 2/3 der Gesamtverformung in der angetriebenen Spindelmutter (vermutlich in ihrer mit Tellerfedern vorgespannten Lagerung).

Wenn ich nun gedanklich diese Lagerungen starr setze, hätte ich auf einen Schlag die doppelte (quer) bzw. dreifache Steifigkeit (längs). Klingt verlockend.

Dazu habe ich eine Verständnisfrage: Am Querachsen-Festlager ist alles aus Stahl (Spindel, Lagerschalen, die Lager, und die Platte zwischen den Lagerschalen). Wenn ich nun die Tellerfedern weglasse, sollte sich dieser Montagezustand doch nicht mehr über die Temperatur ändern, oder? Vorausgesetzt, es gibt keinen Temperaturunterschied zwischen Spindel, Lager, und Lagerschalen, sondern alle Teile ändern gemeinsam ihre Temperatur. Also lasse ich (zumindest an der Querachse) die Tellerfeder weg. Findet jemand einen Denkfehler?

KarlG
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Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von KarlG » 13.08.2017, 12:04

Lars hat geschrieben:
13.08.2017, 11:27
Dazu habe ich eine Verständnisfrage: Am Querachsen-Festlager ist alles aus Stahl (Spindel, Lagerschalen, die Lager, und die Platte zwischen den Lagerschalen). Wenn ich nun die Tellerfedern weglasse, sollte sich dieser Montagezustand doch nicht mehr über die Temperatur ändern, oder?
Naja - die Tellerfedern sollen ja nicht (nur) die Deltas der thermischen Dehnung puffern, sondern kompensieren auch Toleranz- und Parallelitätsfehler der Lager und sollen außerdem verhindern, dass die Lager per Vorspannung überlastet werden.

Das Konzept ist absolut sinnvoll, weil die Alternative heißt, sehr eng tolerierte Lager, passgenau geschliffen, einzusetzen. Wer die Preise kennt... :D

Gegenfrage: Wie hoch ist die Vorspannung eingestellt und wie stark war die Zugkraft? Die eingestellte Vorspannung muss natürlich ÜBER der maximal zu erwarteten Bearbeitungskraft liegen.

Ich hatte das vor längerer Zeit mal nachgemssen und hatte unterhalb der Vorspannungskraft (aus der Erninnerung) 2µ im Festlager - wobei da sicher noch ein wenig die Portalwange beteiligt war...

Lars
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Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 13.08.2017, 14:29

OK, danke.
An der Querachse habe ich drei Tellerfedern übereinander, Einstellung "auf Anschlag + einen Tick wieder nachlassen". Prüfkraft mit der Kofferwaage 100N bzw. 200N, die Wegmessung war aber sehr linear zur Kraft. Muß mal nachprüfen, ob es im Moment noch alles so eingestellt ist oder ob sich inzwischen was gesetzt hat.

KarlG
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Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von KarlG » 13.08.2017, 15:15

Achja - wogegen misst Du? Ich setze für sowas die Uhr auf die untere (X-)Linearschiene direkt neben die Kreuzplatte und messe auf der Höhe der Mutter, bzw. direkt gegen die Mutter, falls man rankommt...

Edith: Und nochwas - idealerweise auch eine Gegenmessung gegen Spindelstumpf auf der Loslagerseite. Wenn die Verformung aus dem Festlager kommt, muss sich das Ende auch bewegen. Ist auch denkbar, dass die Spindelmutter selbst "einfedert".
Zuletzt geändert von KarlG am 13.08.2017, 15:27, insgesamt 1-mal geändert.
Grund: Ergänzung

Lars
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Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 13.08.2017, 18:34

Habe jetzt noch einmal mit mehr Messpunkten gemessen:

Quer:
- Spindelende gegen Querbalken auf Loslagerseite (=reiner Weg des Festlagers inkl Tellerfeder): 0,03mm bei 100N in Richtung 1 (Tellerfeder im Kraftfluß), 0-0,01mm bei 100N in Richtung 2 (Tellerfeder nicht im Kraftfluß); Die 0,03mm sind bei dieser Kraft etwa 1/3 der Gesamtverformung.
- Bei 200N ist der Weg der Tellerfeder aufgebraucht, da erhöht sich der Weg nur noch von 0,03 auf 0,04mm.

Mutter an der Tellerfeder nachgezogen: jetzt ist es symmetrisch bei <0,01mm in beider Richtungen.

Längs:
An der angetriebenen Mutter kann ich schlecht Details messen, da ist es zu eng. Das Portal unten neben der angetriebenen Mutter hat aber deutlich mehr Weg als die feststehende Spindel gegen den Hauptrahmen, d.h. da ist was zu holen. Ich behalte das mal im Hinterkopf für später, im Moment soll erst mal alles betriebsbereit bleiben.

Lars
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Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 21.01.2018, 14:36

Lars hat geschrieben:
19.03.2017, 11:17
Querbalken unten (Fräse ca. in 40mm Höhe), Mitte, längs: 100N, 0,07mm (1,4N/µm)
Querbalken unten (Fräse ca. in 40mm Höhe), Mitte, quer: 100N, 0,07mm (1,4N/µm)
Querbalken oben (Fräser ca. in 290mm Höhe), Mitte, längs: 100N, 0,08mm (1,2N/µm)
Querbalken oben (Fräser ca. in 290mm Höhe), Mitte, quer: 100N, 0,09mm (1,1N/µm)
Ich hatte ja noch ein paar Ideen, was man besser machen könnte. Mit einigen Änderungen (siehe unten) komme ich jetzt auf diese Werte:

Querbalken unten (Fräse ca. in 40mm Höhe), Mitte, längs: 200N, 0,05mm (4 N/µm)
Querbalken unten (Fräse ca. in 40mm Höhe), Mitte, quer: 200N, 0,05mm (4 N/µm)
Querbalken oben (Fräser ca. in 290mm Höhe), Mitte, längs: 200N, 0,06mm (3,3 N/µm)
Querbalken oben (Fräser ca. in 290mm Höhe), Mitte, quer: 200N, 0,13mm (1,5 N/µm)

Geändert wurde dies:
- Spindelplatte auf 4 statt 3 Wagen montiert
- Querbalken aus 20er Stahlplatte (statt 5er U-Profil)
- Festlagerbock steifer sowie mit Schrägkugellagern FAG 7201-B-TVP-P5-UL. Die haben bei Direktmontage Außenring-Außenring und Innenring-Innenring eine definierte Vorspannung und brauchen keine Tellerfeder mehr
- Stützweite des Querbalkens in z-Richtung vergrößert
- angetriebene Mutter an der langen Achse von Kunststoff-Drehteil auf Alu-Drehteil umgebaut + breiteres Riemenrad (15mm HTD3)
- auf X und Y Wechsel auf Delta AC-Servo 400W (ASD-B2-0421-B)
- Z-Antrieb nun ohne Riemen, sondern als Gantry mit zwei der bisherigen CL-Schrittmotoren
- (auf dem Foto nicht montiert) Gewichtsausgleich z über Gaszugfeder und Seil

DSC_2701_00001_01.jpg

Ich habe noch kein Fazit, was die Steifigkeitserhöhung beim Fräsen gebracht hat, weil ich damit noch nicht gefräst habe. Kommt noch... :-)

Ach ja, und ich habe das ganze Trumm mal gewogen: 346 kg (also inkl. Untergestell, Bodenplatte, Steuerung).
Ein 2m Stahlrohr, Hebelgesetze und eine Personenwaage machen das Wiegen möglich.

Lars
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Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 22.02.2018, 17:57

Lars hat geschrieben:
21.01.2018, 14:36
Ich habe noch kein Fazit, was die Steifigkeitserhöhung beim Fräsen gebracht hat
Jetzt habe ich ein erstes Fazit, aber nur ein frühes erstes: Es geht ganz gut. Der 8er 4-Zahn-Fräser in Alu ist sehr leise, wenn man ihn kurz genug einspannt. Sonst kreischt er ziemlich, aber das ist halt dann die Fräserbiegung und nicht die Fräse. Stahl habe ich noch nicht gefräst, das dürfte noch aussagekräftiger werden, aber erst mal waren noch ein paar Kleinteile zu machen.

Der obere Durchmesser hier sollte 21mm werden und ist jetzt im ersten Anlauf 20,98mm. Passt.
DSC_5874_00001.jpg

1.AVM
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Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von 1.AVM » 20.04.2018, 11:40

Tolle Maschine! :)
Da weiß ich ja, wen ich kontaktieren muss, wenn ich sehr lange Teile brauche! :wf
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Patrick

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