Eine neue Fräse soll entstehen...

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django013
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von django013 » 30.01.2018, 16:52

Moin moin,

nochmal ein Wort zur Berechnung von Belastungen bei einer Selbstbaufräse. Ich hab's nicht so mit Mathe, deshalb sind mir die exakten Berechnungen meist viel zu schwierig, bzw. mir ist es die Zeit nicht wert, die ich bräuchte es zu verstehen :shock:

Deshalb mache ich immer nur eine (möglichst pessimistische) Grenzwertabschätzung mit dem groben Daumen ;)
... und die geht so:
Ich lege mir die Kraft fest, die beim Fräsen auftreten darf (souveräne Willkür, kann jeder für sich frei Schnauze festlegen).
Dann gilt:
  • Durchbiegung untere Portalschiene: doppelte Fräserkraft (in Y-Richtung)
  • Durchbiegung obere Portalschiene: einfach Fräserkraft (in Y-Richtung)
  • Durchbiegung/Scherung Portalwange: halbe Fräserkraft (in X-Richtung)
Beim Tisch nehme ich mir die Bearbeitungsfläche und nehme den Portaldurchlass als Höhe an. Von dem Quader nehme ich das Volumen dann mal 8 (Dichte von Stahl) und habe die Biegungskraft für den Sockel.

Bei den Biegungswerten nehme ich immer die Biegung frei aufliegend mit mittiger Punktlast. Die Realität ist in der Regel besser, aber das ist ein angenehmer Nebeneffekt, den ich billigend in Kauf nehme.

Nach diesem Schema kann man sich ganz schnell die Durchbiegung für unterschiedliche Profile und Längen ausrechnen (lassen :) ). Ich habe einmal die Formel im Excel abgeschrieben und kopiere danach nur noch die Zellen. So bekommt man schnell eine Übersicht über verschiedene Profile und kann Biegungslänge und Kraft sogar noch frei ändern.

Wenn man sich so im Vorfeld ein paar Gedanken macht, dann kann man mit einer einfachen Excel-Tabelle unterschiedliche Bauformen überschlagen und bewerten.
Ja und wenn man weiß, in welcher Richtung die Kräfte wirken, dann sieht man auch schnell, wo Versteifungen Sinn machen.

Gruß Reinhard

KarlG
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von KarlG » 30.01.2018, 17:18

django013 hat geschrieben:
30.01.2018, 16:33
die gleiche Rechnung für M5 in 8.8 ergibt für eine Schraube 630N - oder für 16 Schrauben dann eben 5,12kN grob 500kg
Also lt. Würth trägt eine M5 in 8.8 4kN - macht also 1,6 to pro Wagen bzw. 3,2 to pro Seite...

django013
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von django013 » 30.01.2018, 17:33

Moin Karl,

lies mal die Abschnitte A bis B1 - B1 ist worst case und den habe ich angenommen.

Gruß Reinhard

Lars
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von Lars » 30.01.2018, 17:57

django013 hat geschrieben:
30.01.2018, 16:52
Beim Tisch nehme ich mir die Bearbeitungsfläche und nehme den Portaldurchlass als Höhe an. Von dem Quader nehme ich das Volumen dann mal 8 (Dichte von Stahl) und habe die Biegungskraft für den Sockel.
:-)

Wenn ich das bei mir so rechne, wiegt mein Stahlquader in der Größe 1,7m * 0,35m * 0,26m * 8000kg/m³ = 1237 kg. Folglich habe ich meine Fräse ziemlich falsch ausgelegt, weil ich dieses Klötzchen nicht auf meine Fräse legen möchte. In erster Linie eigentlich nur deswegen, weil die rund 25 Nachbarn, die mir beim Tragen des Klötzchens helfen müssten, neben meiner Fräse keinen Platz hätten. Und ich müsste zum Dank dann ziemlich viel Kuchen kaufen.

Ich behaupte einfach mal, dass dein Daumen doch etwas grob ist ;-)

gebuwa
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von gebuwa » 30.01.2018, 18:39

Hallo Reinhard
Durch deine Antwort hat sich meine Vermutung bestätigt. Ich habe hin und her überlegt wie das Ausrichten dann sinnvoll vonstatten gehen kann, ohne dass man mit der Topfzeit des Klebers Probleme bekommt. Wir haben jetzt beim Portalbalken eine recht gute Lösung gefunden um unsere bisherige Konstruktion in die richtige Stabilität zu bekommen. Ich möchte Tobias aber da nicht vorgreifen, er kann es viel besser begründen. Nur soviel, Robotunits ist noch nicht außen vor, vor allem preislich konkurrenzlos. Eure Vorschläge mit eingeschlossen.
Gruß
Gerd und Tobias
P.S. Jetzt muss erst mal ne neue Dunstabzugshaube in die Küche, damit die bessere Hälfte besänftigt ist :am

django013
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von django013 » 31.01.2018, 10:00

Moin moin,
Lars hat geschrieben:Ich behaupte einfach mal, dass dein Daumen doch etwas grob ist
Lach - ja genau! Lars, ich habe nie etwas anderes behauptet.
Ich bin ein bekennender Grobmotoriker und ich liebe TTT :)
Nur soviel, Robotunits ist noch nicht außen vor, vor allem preislich konkurrenzlos.
Gilt die preisliche Attraktivität nur für Firmenkunden, oder auch für Normalsterbliche?

Bin schon sehr gespannt auf Eure neue Lösung :)

Gruß Reinhard

gebuwa
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von gebuwa » 31.01.2018, 11:25

Hallo Reinhard
Nur soviel, Robotunits ist noch nicht außen vor, vor allem preislich konkurrenzlos.
Gilt die preisliche Attraktivität nur für Firmenkunden, oder auch für Normalsterbliche?


Da bin ich etwas überfragt, vermute mal "Firmenkunden". Ich werde dich gegebenenfalls informieren.

Gruß
Gerd

Olli-CNC
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von Olli-CNC » 31.01.2018, 11:36

Moin zusammen,
ok, die Schrauben halten wohl, aber was ist mit den Gewinden in den Wagen? Ihr habt bestimmt Recht und das ganze hält, wird ja auch an genug Fräsen erfolgreich gezeigt, trotzdem werde ich meinen Dickkopf durchsetzen und die Schienen samt Wagen oben drauf parken, es muss ja am Ende was zu meckern geben wenns nicht klappt und die Stimmen ertönen können ...... "naaaa, haben wir doch gesagt" :mrgreen:
So haben wir hier im Forum immer was zu quatschen, wird doch langweilig wenn auf Anhieb immer alles klappt :lol:

Bei einer Sache muss ich allerdings zurück rudern, die beiden Grundträger als auch das Portal wird nicht geschweißt. Hatte gestern Nachmittag ein Gespräch darüber mit einem unserer Schweißermeister und er sagte mir, dass es bei dem "dünnen" Material, auf der Länge, bis zu 6mm Verzug geben wird, bei vorsichtigem Schweißen. Selbst mit reichlich Aufmaß hab ich dann am Ende, nach dem Überfäsen, wahrscheinlich überall unterschiedlich Wandstärken, gerade beim Portal. Das würde heißen, dass das innere des Portals auch nicht gerade ist, da möchte ich aber den Servo für die X-Achse unterbringen. Es wird also alles verschraubt (stellenweise zusätzlich verstiftet) und dann nur plan und rechtwinklig überfräst.

Seht ihr denn momentan noch ein Problem an der Steifigkeit/Stabilität der Konstruktion, so wie sie gerade ist, die Stützstreben sind ja jetzt auch dran.
Ich sehe evtl. noch den unteren Portalbalken (nennt man den so?), also da wo das Spindelmuttergehäuse der Y-Achse drauf sitzt, als unterdimensioniert. Wäre vieleicht besser diesen als U-Profil auszuführen.

In den nächsten Tagen werden bereits die ersten Rohmaterialien zugeschnitten für die Bauteile die definitiv nicht mehr geändert werden.
Geplante Bauzeit, nur für die Mechanik, mind. 6 Monate

Was anderes, ich habe mich wohl mittlerweile auf eine Steuerung festgelegt und zwar die CSMIO IP-S in Verbindung mit Mach4.
Ich denke damit habe ich alles was ich brauche


Danke und Gruß
Olli

django013
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von django013 » 31.01.2018, 14:03

Moin Olli,

ich finde es toll, dass Du Deinen Fehler zugibst.
Viele andere vor Dir haben nach einer Trotzphase einfach das Forum verlassen und woanders das gleiche geschrieben - nur um dann dort auch die gleichen Antworten zu bekommen.
Also ja - Respekt dafür, dass Du noch da bist :)
trotzdem werde ich meinen Dickkopf durchsetzen und die Schienen samt Wagen oben drauf parken
Du solltest aufmerksamer lesen!
Es hat niemand was gegen Deine Anordnung der Linearschienen und Wagen gesagt. Ich habe meine Schienen genauso verbaut.
Lies Dir nochmal durch, was denn genau kritisiert wurde!
Es wird also alles verschraubt (stellenweise zusätzlich verstiftet) und dann nur plan und rechtwinklig überfräst.
...
Seht ihr denn momentan noch ein Problem an der Steifigkeit/Stabilität der Konstruktion, so wie sie gerade ist, die Stützstreben sind ja jetzt auch dran.
Nochmal: Du wirst noch reichlich Arbeit mit der Fräse haben. Du musst Dir also nicht zusätzlich noch Arbeit aufhalsen.
Warum also etwas verbinden, wo die Verbindung zudem schwächer ist als das Material an sich - wenn es das Teil doch schon fertig gibt?

Hier mal ein Beispiel eines sehr guten Portalbalkens:
Portal-Beispiel01.png
Wenn ich mich recht entsinne, dann war das mittlere Rechteckrohr ein 200x100x10 - die anderen weiß ich nimmer. Schätzometrisch dürften das 140x80 oder sowas in der Richtung sein.
Egal - wichtig ist einfach, dass hier die Profile in Kraftrichtung eingesetzt wurden (das Portal liegt auf dem Sockel, also gedanklich um 90° gegen Uhrzeigersinn drehen)
Es gibt die Rechteckrohre auch mit 12,5mm Wandstärke und man kann so einen Portalbalken schweißen oder auch kleben.
Wer genau hinschaut, sieht, dass zwischen Linearschiene und Rechteckrohr noch mit Flachmaterial aufgefüttert wurde. Das wurde entsprechend plan gefräst ...
Die Linearschienen der Y-Achse sind (wie bei Dir) horizontal verbaut und hinter dem Portal sieht man die KGS für den Gantry-Antrieb.
Die Portalwangen sind I-Profile und das ganze Portal mit Wangen und Aufnahmen für die Wagen der Y-Achse ist ein (geschweißtes) Bauteil. Da ist nix zum schrauben oder wackeln vorhanden.
Ich sehe evtl. noch den unteren Portalbalken (nennt man den so?), also da wo das Spindelmuttergehäuse der Y-Achse drauf sitzt, als unterdimensioniert. Wäre vieleicht besser diesen als U-Profil auszuführen.
Hm, Du solltest Dich mit den Widerstandswerten der unterschiedlichen Profile vertraut machen!
Ein U-Profil ist nicht für diese Last ausgelegt. Besser fährst Du mit einem I-Profil.

Gruß Reinhard
Zuletzt geändert von KarlG am 01.02.2018, 09:19, insgesamt 1-mal geändert.
Grund: Bild ausgetauscht; Anmerkung zur Herkunft gelöscht

Willhelm B.
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Re: Eine neue Fräse soll entstehen...

Beitrag von Willhelm B. » 31.01.2018, 17:21

django013 hat geschrieben:
31.01.2018, 14:03
... Wegen der Bildrechte kann ich den Autor leider nicht fragen - habe keine Kontaktdaten. Deshalb habe ich das Bild bearbeitet, sodass es jetzt meines ist.
Wie genau soll das gehen? Da hätt ich gerne mal weitere Informationen, gerne auch per PN.

Mir wäre das zumindest neu.
https://www.medienrecht-urheberrecht.de ... fotos.html
Zuletzt geändert von Willhelm B. am 31.01.2018, 17:49, insgesamt 1-mal geändert.

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