schwere Fräse

Stellt Eure Planungen & Eigenbauten vor ...
django013
Beiträge: 1706
Registriert: 18.01.2016, 17:12

Re: schwere Fräse

Beitrag von django013 » 09.11.2018, 10:43

Moin Wilhelm,
Jetzt Schreibst du die Abstände müssten gleich sein!
Das habe ich schon immer geschrieben, kannst Du auch nachlesen, wenn Du in diesem Fred zurückblätterst.
Abstand von Fräserspitze bis untere Portalschiene ist eine Längeneinheit und Abstand zwischen den Schienen ist die gleiche Längeneinheit. Die 2 findest Du von oberer Linearschiene zu Fräserspitze.
Das sind für mich typische flosken, wenn man etwas nicht belegen kann.
Sorry, aber ich bin ein alter Dackel und habe sehr viel in meinem Leben gelernt, was ich nimmer belegen kann.
Ich hatte einen sehr guten Meister - wenn der sah, dass ich Mist prodzierte, meinte er nur: gib mir mal Hammer und Meißel. Dann hat er ne Weile gearbeitet und mich dann gefragt: siehst Du den Unterschied?
Als ich bejahte, meinte er nur: so machsch weiter.
Also ja - ich habe sehr viel gelernt, das ich nicht belegen kann :)

Aber ok - ich habe gerade nochmal bei THK gestöbert und selbst bei dem CSR-System keine Abstandsempfehlung gefunden. Werde also die 2:1 Regel nicht wieder erwähnen und jeden machen lassen.
Sollten meine Entwürfe durch Anwendung einer Regel, die ich nicht belegen kann, steifer sein, als erforderlich, so ist das etwas, mit dem ich sehr gut leben kann.

Gruß Reinhard

Willhelm B.
Beiträge: 498
Registriert: 28.08.2017, 14:33

Re: schwere Fräse

Beitrag von Willhelm B. » 09.11.2018, 11:07

Steifer und teurer als nötig! Ja dann leb damit.

django013
Beiträge: 1706
Registriert: 18.01.2016, 17:12

Re: schwere Fräse

Beitrag von django013 » 09.11.2018, 14:34

Moin moin,

da es hier aussah, als ob ich Wilhelm verärgert hätte, habe ich mich hingesetzt und mal ein Beispiel durchgerechnet.
Vorgaben für das Beispiel:
  • Fräserkraft (incl. Sicherheitsfaktor): 1kN
  • max. tolerierbare Durchbiegung: 5 Hundertstel
  • Portalbreite: 1m
  • Portaldurchlass: 250mm
  • Portalbalken wird mit 2 horizontalen Profilen geplant, wobei nur das untere Profil betrachtet wird
  • Biegung wird mit frei aufliegenden Enden gerechnet
Beispiel 1:
Abstand Fräserspitze zu unterer Linearschiene: 250mm
Abstand untere Linearschiene zu oberer Linearschiene: 250mm
Portalbalken 160x80 schwer ergibt eine Durchbiegung von 0,0485
Portalwange 80x40 schwer ergibt eine Durchbiegung von 0,0368

Beispiel 2:
Abstand Fräserspitze zu unterer Linearschiene: 250mm
Abstand untere Linearschiene zu oberer Linearschiene: 125mm
Portalbalken 160x80 reicht nicht mehr aus. Nächst steiferes Profil im Katalog von SMT ist 200x80 in schwer.
(Motedis ist auf meiner "never ever" Liste und wird nicht berücksichtigt).
Durchbiegung des 200x80 S: 0,0255
Portalwange: auch hier reicht die 80x40 nicht mehr aus. Nächst steiferes Profil ist 120x40 leicht und ergibt eine Durchbiegung von 0,0253

Unterschiede im Materialverbrauch (bei Linearschienen habe ich den Preis angesetzt, den ich bei Noulei bezahlt habe):
stärkerer Träger: 153,39 - 86,14 = 67,25
Portalwangen kürzer, aber anderes Profil - Profilpreis nahezu identisch, deshalb Einsparung: 27,7 * 0,25 = 6,93
Linearschienen kürzer: 37,78 * 0,25 = 9,45
Ergibt in Summe: Beispiel 2 wird 50,87 Euro teurer als Variante 1

Somit ist das Fazit von Wilhelm widerlegt.

Gruß Reinhard

Bernd
Beiträge: 74
Registriert: 31.10.2018, 08:32

Re: schwere Fräse

Beitrag von Bernd » 09.11.2018, 17:49

Hallo
danke für die weiteren Infos.

Ich habe versucht das mal umzusetzen.

Das Fundament ( Betonsockel) muß alle Belastungen klaglos aufnehmen und sollte schon recht eben sein.

Das genaue Ausrichten der Bauteile ist erst mal ein späteres Thema

Ich habe anhand der neuen Skizze auch ein wenig überschlagen.
für die Interessierten
Flächenträgheitsmoment Z- Achse x=50576707mm4
y= 38200000mm4
Portalbalken x=190295581mm4
y=271643278mm4

Biegung und Torsion ist alles im grünen Bereich bis auf die Platte der Z-Achse, da habe ich noch ein Verstärkung in Rot eingezeichnet .
das ist alles nur statisch betrachtet.
011.JPG






wie schon gesagt ist das nur ein Entwurf

hier der Garagen Inhalt:
1x Kugelumlaufspindel 32*10*760
2X Kugelumlaufspindel ABM 40*10*964*1175 weg 870mm mutter 120mm
1x Kugelumlaufspindel 25*5*450 weg 310mm mutter 45mm D47,5mm

1X Schiene ina RUE 35 400mm lang zwei wagen 120mm lang
1X Schiene ina RUE 35 500mm lang zwei wagen 120mm lang
2X Schiene ina RUE 35 1800mm lang zwei wagen 140mm lang
1x Schiene ina RUE 55 800mm lang zwei wagen 220mm lang
1X Schiene ina RUE 55 1250mm lang zwei wagen 220mm lang
2X Schiene 40mm 580mm lang zwei wagen 145mm



Also die Gewichtung
Der Platz zum Betreiben der Fräse ist ca. 3,0m *3m und 2,1m Hoch
Arbeitsraum ++++
Bearbeitung Alu ++++
Präzision +++++
Geschwindigkeit ++
Bearbeitung Stahl +++
Präzision +++
Übernahme
Spindel /schiene ++++
Alu Profile +
bis jetzt habe ich vor auf der Fräse Motorgehäuse und Zylinderköpfe herzustellen
auf dem Tisch muß auch noch ein Teilkopf Platz finden ( 4.Achse ) einzelnd steuerbar.

Ich weiss auch, dass die Maschinen die man nutzt immer irgenwann an ihre Grenzen stoßen.


Natürlich könnte ich das Ganze auch verramschen und eine Maschine kaufen.
aber dann ist DAS VERGÜGEN sich ein Maschine selbst gebaut zu haben nicht da.


Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe würdest Du eine Ständer-Fräse aus Stahl
favorisieren.
Liege ich da Richtig ?

Gruss Bernd

Willhelm B.
Beiträge: 498
Registriert: 28.08.2017, 14:33

Re: schwere Fräse

Beitrag von Willhelm B. » 09.11.2018, 21:21

django013 hat geschrieben:
09.11.2018, 14:34
Moin moin,

da es hier aussah, als ob ich Wilhelm verärgert hätte, habe ich mich hingesetzt und mal ein Beispiel durchgerechnet.
Vorgaben für das Beispiel:
  • Fräserkraft (incl. Sicherheitsfaktor): 1kN
  • max. tolerierbare Durchbiegung: 5 Hundertstel
  • Portalbreite: 1m
  • Portaldurchlass: 250mm
  • Portalbalken wird mit 2 horizontalen Profilen geplant, wobei nur das untere Profil betrachtet wird
  • Biegung wird mit frei aufliegenden Enden gerechnet
Beispiel 1:
Abstand Fräserspitze zu unterer Linearschiene: 250mm
Abstand untere Linearschiene zu oberer Linearschiene: 250mm
Portalbalken 160x80 schwer ergibt eine Durchbiegung von 0,0485
Portalwange 80x40 schwer ergibt eine Durchbiegung von 0,0368

Beispiel 2:
Abstand Fräserspitze zu unterer Linearschiene: 250mm
Abstand untere Linearschiene zu oberer Linearschiene: 125mm
Portalbalken 160x80 reicht nicht mehr aus. Nächst steiferes Profil im Katalog von SMT ist 200x80 in schwer.
(Motedis ist auf meiner "never ever" Liste und wird nicht berücksichtigt).
Durchbiegung des 200x80 S: 0,0255
Portalwange: auch hier reicht die 80x40 nicht mehr aus. Nächst steiferes Profil ist 120x40 leicht und ergibt eine Durchbiegung von 0,0253

Unterschiede im Materialverbrauch (bei Linearschienen habe ich den Preis angesetzt, den ich bei Noulei bezahlt habe):
stärkerer Träger: 153,39 - 86,14 = 67,25
Portalwangen kürzer, aber anderes Profil - Profilpreis nahezu identisch, deshalb Einsparung: 27,7 * 0,25 = 6,93
Linearschienen kürzer: 37,78 * 0,25 = 9,45
Ergibt in Summe: Beispiel 2 wird 50,87 Euro teurer als Variante 1

Somit ist das Fazit von Wilhelm widerlegt.

Gruß Reinhard
Das hast dir ja klasse schön gerechnet. Nix ist Wiederlegt, du hast dir deine Vorgaben so zurecht gelegt bis es für dich passt. Ich könnt jetzt ne Gegenrechnung machen, aber warum? Du bist doch der der hier Naturgesetze aufstellt, die Quelle nicht mehr finden will; und wenn man sie Wiederlegt, saugst du dir irgend eine Story aus den Fingern. Mir reicht es. Dazu ist mir meine verbleibende Zeit zu kostbar. 1000N Fräßkraft? ROFL also
10mm 2 Schneider 20mm Vollnut mit 3000mm/min bei 19kU/min macht ca. 850N Schnittkraft und ne 8KW Spindel braust auch noch.
Warum reicht der Portalbalken nicht mehr aus. Wie breit ist das Portal? Wer sagt das ich Profile benutze? Mach was du willst. Wenn deine fräse irgendwann mal fertig ist sag bescheid, damit wir alle staunen können.

django013
Beiträge: 1706
Registriert: 18.01.2016, 17:12

Re: schwere Fräse

Beitrag von django013 » 10.11.2018, 07:20

Moin Bernd,

bei dem roten Dreieck hast Du gemerkt, dass Dein Portalschlitten suboptimal ist. Normalerweise versucht man eine mögliche Biegung bereits konstruktiv zu vermeiden, sodass man garnicht erst Versteifungen braucht.
Das hier wäre der Idealzustand für den Portalschlitten:
THK_CSR_Kreuz.jpg
Das versucht man zu erreichen, indem die Wagen so nah wie möglich auf der Kreuzplatte verschraubt werden.
Wenn Du also die Wagen so lassen willst, wie sie sind, fährst Du mit rechteckigen Versteifungen besser, in die Du nur ein Loch für die KUS einbringst.
Also die Gewichtung
...
bis jetzt habe ich vor auf der Fräse Motorgehäuse und Zylinderköpfe herzustellen
auf dem Tisch muß auch noch ein Teilkopf Platz finden ( 4.Achse ) einzelnd steuerbar.
Motorgehäuse und Zylinderköpfe?
Für Modellbau-Motoren?
Falls nicht, sind die Pläne meiner Ansicht nach überhaupt nicht mit dem gewünschten Einsatz vereinbar.

Bei einer Ständerfräse ist der Tisch zu allen Seiten hin offen, also reichlich Platz für übergroße Teile und auch für einen Teilapparat ...
Natürlich könnte ich das Ganze auch verramschen und eine Maschine kaufen.
aber dann ist DAS VERGÜGEN sich ein Maschine selbst gebaut zu haben nicht da.
Klar, das kann ich nachvollziehen. Allerdings sind Deine Vorgaben Kaugummi und passen nicht zusammen.
Präzision hast Du zweimal drin mit unterschiedlicher Gewichtung.

Ich habe ja keine Ahnung von Motorgehäuse- und Zylinderkopf-Herstellung. Soweit ich weiß, werden die Rohlinge gegossen und dann auf 5-6 achsigen BAZ überarbeitet. Diese BAZ sind in der Tonnenliga und machen Passungen mit einem Lächeln.
Weiß nicht, ob Du Dir klar bist, was Du da vorhast?
Das hast dir ja klasse schön gerechnet.
Hm, ich hatte damit gerechnet, dass Du mir das so auslegst, dabei hatte ich mich an den Teilen orientiert, die hier zum Einsatz kommen sollen.
Anstatt mich anzugreifen hättest Du ja auch konkrete Vorschläge machen können, wie der TE zu einer besseren Maschine kommt.
Vermutlich hast Du noch nie was vergessen.
Ich bitte alle um Verzeihung, die sich über mich geärgert haben.
Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe würdest Du eine Ständer-Fräse aus Stahl
favorisieren.
Liege ich da Richtig ?
Yepp.
Wenn ich 4.Achse, Motorblock und so lese, dann deutet alles für mich darauf hin, dass Du Platzprobleme bekommen wirst, bzw. eben gegen die Grenzen (Portalständer, Portaldurchlass) fährst.
Bei einer Ständerfräse ist die Höhe nur durch die Deckenhöhe begrenzt.
Wenn das Werkstück auf der Arbeitsfläche übersteht, dann juckt das auch eher nicht.
Die Kräfte am Fräskopf sind völlig unabhängig von der Höhe.
Das einzige Teil, was jetzt unterschiedlichen Lastsituationen ausgesetzt ist, ist der Kreuztisch. Den müsste man für den schlechtesten Fall auslegen.
Ist vielleicht nicht so einfach zu bearbeiten - Mit Aluprofilen würde ich bei der Bauart nicht anfangen.
Kommt eben drauf an, welche Möglichkeiten Du hast. Stahl kann man auch verkleben und bekommt eine große Steifigkeit.
In Beton brauchst Du wesentlich mehr Masse um eine vergleichbare Steifigkeit von Stahl zu erreichen. Dennoch ist es machbar.

Gruß Reinhard

Bernd
Beiträge: 74
Registriert: 31.10.2018, 08:32

Re: schwere Fräse

Beitrag von Bernd » 11.11.2018, 10:42

Hallo,
das ist nun das Konzept für die Fräse
Verwendet werden:
Portalbalken 160 x 80 2 Stück
Portalplatte 30 mm Alu
Portalständer 160 x 80 und 120 x 80
Grundrahmen 120 x 80
Y- und Z- Achsen aus 30 mm Alu
und diverse Knotenbleche, noch nicht eingezeichnet.
012.JPG
nach den Informationen die ich bekommen habe, wird die Fräse die Anforderungen
gut umsetzen (hoffe ich)
sicher ist auch, dass es immer noch besser geht.
aber nach dem Motto
so gut wie nötig und nicht wie möglich.

könnte mir das jemand im Detail erläutern ?:
Vorteile / Nachteile der Anordnung der oberen Führung am Portalbalken
Führung.JPG
Für Modellbau-Motoren?
Ja so ist es , und nein es werden nicht immer nur Gussteile verwendet.
das ist unter anderem abhängig von der Stückzahl. (Kosten)
Bearbeitung Alu ++++
Präzision +++++
Geschwindigkeit ++
Bearbeitung Stahl +++
Präzision +++
das war vielleicht nicht eindeutig.
Gemeint war: dass ich für die Bearbeitung von NE-Metall eine höhere Präzision erwarte als bei der Bearbeitung von Stahl.
Mir reicht es. Dazu ist mir meine verbleibende Zeit zu kostbar
Ich würde es nicht begrüßen wenn Du dich nicht mehr zu meinen Projekt äussern würdest.
000N Fräßkraft? ROFL also
10mm 2 Schneider 20mm Vollnut mit 3000mm/min bei 19kU/min macht ca. 850N Schnittkraft
:P

in der Größenordnung liege ich auch bei den zu erwartenden Belastungen. :D

es wäre nett, wenn es nochmal zu einem abschließenden Gedankenaustauch käme
um das Konzept abschliessend zu beurteilen.

Die Detailplanung wird noch genug Zeit in Anspruch nehmen und Änderungen in der Fertigstellung sind immer ärgerlich :evil:

also spart nicht mit Lob und Tadel ich kann das schon ab

Gruß Bernd

django013
Beiträge: 1706
Registriert: 18.01.2016, 17:12

Re: schwere Fräse

Beitrag von django013 » 11.11.2018, 13:37

Moin Bernd,
das ist unter anderem abhängig von der Stückzahl. (Kosten)
Ich hoffe mal, dass sich hinter dieser Aussage nicht die Information versteckt, dass Du die Fräse gewerblich einsetzen willst. Falls doch, solltest Du Dir das nochmal gründlich überlegen. Selbstbau im gewerblichen Umfeld ist keine gute Idee.
dass ich für die Bearbeitung von NE-Metall eine höhere Präzision erwarte als bei der Bearbeitung von Stahl.
Lach - ich hatte nicht gefragt, was Du erwartest, sondern was Du haben willst.
Eine Gewichtung Deiner Anforderungen und da kann die Präzision nur einmal vorkommen.
000N Fräßkraft? ROFL also
10mm 2 Schneider 20mm Vollnut mit 3000mm/min bei 19kU/min macht ca. 850N Schnittkraft
:P
in der Größenordnung liege ich auch bei den zu erwartenden Belastungen.
Scheinbar hat Wilhelm überlesen, dass ich von Fräserkraft inclusive Sicherheitsfaktor schrieb.
Als ich an der Uni war, erklärte man uns, dass man im Maschinenbau Faktor 6-8 ansetzt, in der Luftfahrt dagegen nur 1,4-2
Das war vor 40 Jahren - inzwischen hat der Rotstift auch im Maschinenbau die Sicherheitsfaktoren verkleinert.
Keine Ahnung, was heute angemessen, bzw. finanzierbar ist.
Ich hielt 3 und zerquetschte nicht für übertrieben, womit eben aus 300N dann gerundet 1kN wurde.

Man könnte die von mir favorisierte 2:1 Regel beim Entwurf auch als Warmduscher- oder Ampeldrückervariante bezeichnen. Wenn die untere Linearschine in der Mitte liegt, sind die Kräfte überschaubar: oben wirkt einfache Fräserkraft und unten doppelte Fräserkraft.
Geht man auf 3:1 dann liegt oben bereits die doppelte Fräserkraft an und unten die dreifache.
Bernd, Deine Z-Achse sieht mir eher Richtung 4:1 aus, was dann bedeuten würde, dass unten die 4fache Kraft und oben die 3fache Kraft herrscht. Das ist ein ganz enormes Torsionsmoment und Du solltest den Z-Schlitten nachrechnen, ob der mit der 4fachen Kraft auskommt, bzw. wie die Biegung aussieht.
Es könnte also sein, dass mein Beispiel noch zu großzügig gerechnet war, denn eine steifere Z-Achse bekommt man auch nicht für umme.
könnte mir das jemand im Detail erläutern ?:
Vorteile / Nachteile der Anordnung der oberen Führung am Portalbalken
Wenn Du beide Schiene vorn auf dem Portalbalken hast, muss die Basisfläche sorgfältig eben sein (gefräst, geschliffen). Zudem müssen die Schienen penibel aufeinander ausgerichtet werden.
Zieht man eine Schiene nach oben auf das Portal, so vergrößert man nicht nur den Hebelabstand, sondern entspannt auch die Anforderungen an die perfekte Ausrichtung der Schienen zueinander. Die waagerechte Platte kann als "weicher" Übergang Ungenauigkeiten schlucken. Natürlich nur wenn sie nicht mit Dreiecken o.ä. versteift wurde.
Deshalb ist es auch wichtig, dass der obere Schlitten der Z-Achse auf Höhe des Übergangsbleches kommt.
So wie in Deinem Falle, wo der obere Wagen deutlich tiefer liegt, hast Du große Biegungskräfte auf der Kreuzplatte und keinen Platz, um diese zu versteifen.
Portal hat nach hinten Platz zum versteifen, den Z-Schlitten kann man nach vorn versteifen, nur eben die Kreuzplatte hat keinen Platz für Versteifungen.

Was die Portalträger angeht, wiederhole ich meine Empfehlung: setz auf einer Seite ein L aus zwei 160x80 Profilen und zieh die bis ganz nach unten auf den Betonsockel. Dort verschraubt, brauchst Du keine seitlichen Schrägen mehr.
Die Schräge in Längsrichtung würde ich nach hinten setzen. Du hast doch ein Fundament, wo Du es gut befestigen kannst, also könntest Du vorn freilassen, sodass der Portalschlitten bis zur Kante fahren kann.

Gruß Reinhard

Bernd
Beiträge: 74
Registriert: 31.10.2018, 08:32

Re: schwere Fräse

Beitrag von Bernd » 14.11.2018, 18:01

Hallo
dass Du die Fräse gewerblich einsetzen willst
:oops:
Mal im Ernst ich kann mir beim bestem Willen nicht vorstellen, dass man so eine Fräse zum Geld verdienen benutzen würde.
ne das ist reines Hobby

aber ich bin noch am rechnen :wf

kann mir jemand da weiterhelfen?
bin auf der Suche nach dem polaren Flächenträgheitsmoment oder den Torsionsträgheitsmoment
von ITEM Profilen

ich möchte die Torsion an ein/zwei Stellen betrachten

Gruss Bernd

django013
Beiträge: 1706
Registriert: 18.01.2016, 17:12

Re: schwere Fräse

Beitrag von django013 » 15.11.2018, 07:21

Moin Bernd,
Mal im Ernst ich kann mir beim bestem Willen nicht vorstellen, dass man so eine Fräse zum Geld verdienen benutzen würde.
Na, so schlecht ist Dein Entwurf jetzt auch wieder nicht!

Auch wenn es unglaublich klingt, ich habe schon von Typen gelesen, die wollten allen Ernstes mit ner 3020 und Chinakontroller auf Blöd Geld machen. Es gibt nichts, was es nicht gibt :shock:
bin auf der Suche nach dem polaren Flächenträgheitsmoment oder den Torsionsträgheitsmoment
von ITEM Profilen
"Normalerweise" bekommst Du die Daten dort, wo Du auch die Profile kaufst, bzw. gekauft hast. Zumindest wenn es ein seriöser Laden ist. Gibt ja nicht nur Item, sondern auch div. Nachbauten. Was ich bislang so gesehen habe, gibt es durchaus Unterschiede in den Angaben.
Bei Item selbst bekommt man auch CAD-Modelle der Profile, sodass das CAD dann den Rest übernimmt.

Hier gibt es eine umfangreiche Sammlung an Rechenhilfen, u.a. auch div. Biegungsrechner.

Ich mache es mir da einfacher und rechne nicht jeden Pups aus, sondern mach nur eine Grenzwertabschätzung. Dabei lege ich die Bedingungen für die Berechnung so fest, dass mein Ergebnis auf jeden Fall schlechter ist, als die Realität. Dann dimensioniere ich nach dem, was ich ausgerechnet habe und kann mir sagen, dass das Ergebnis auf jeden Fall nicht schlechter wird.
Nach der Vorgehensweise brauche ich z.B. überhaupt keine Torsion berechnen. Ich komme überall mit Biegungsrechnungen hin.

Ich beschreib mal, wie ich vorgehe:
Ich fange mit dem Z-Schlitten an. Wenn ich den von vorn betrachte und die seitliche Bearbeitung berechnen will, wird die Fräserkraft auf 4 Wagen aufgeteilt. Jeweils nach dem Hebelgesetz, bzw. Maschenregel der statischen Mechanik. Ein Wagen wird "nur" senkrecht zur Schienenrichtung belastet, also muss ich diesen Anteil ausrechnen.
Betrachte ich den Z-Schlitten von der Seite und will die Bearbeitung in Längsrichtung ausrechnen, so kann ich den Z-Schlitten halbieren. Dann habe ich zwei Wagen und halbe Fräserkraft. Auch hier wieder Hebelgesetz bzw. Maschenregel.
Mit den gefundenen Kräften gehe ich dann in den Biegungsrechner um den Z-Schlitten auszulegen. Die seitlichen Kräfte muss die Grundplatte des Z-Schlittens auffangen, die Kräfte in Längsrichtung kann ich über Versteifungsplatten auffangen.

Ach ja - den Rest der Fräse, den ich grade nicht berechnen will, stelle ich mir einfach als unendlich steif vor. Ist zwar in Wirklichkeit nie der Fall, aber so lässt sich einfacher rechnen. Die Prozentpunkte, die eine gesamtheitliche Betrachtung besser liegt, schiebe ich mir in die Tasche und sage mir, dass meine Maschine so wieder etwas besser als gerechnet ist.

Nach dem Z-Schlitten kommt das Portal dran. Zuerst nehme ich mir den Portalbalken vor und setze die Wangen als steif an. Betrachte ich das Portal von vorn, so ist die KUS-Mutter der Drehpunkt, der Hebel zur Fräserspitze bringt die Kraft, bzw. das Drehmoment ein und die Linearwagen der Portalschienen müssen die Kräfte auffangen. Auch hier gilt: zu berechnen ist "nur" die Kraft, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Wagen auftritt (gibt also Kräfte nach oben bzw. nach unten)
Betrachte ich das Portal von der Seite, dann sind wir bei den Hebeln, die ich in früheren Beiträgen schon angesprochen habe.
Betrachtet man die Kräfte dann im Verbund, so zeigt sich, dass die obere Kraft kleiner ist, als die untere, was zu einer Verschiebung der Torsionsachse führt. Ich kenne jetzt keine Torsionsrechner, die mit asymmetrischer Belastung klar kommen. Zudem ist es ja so, dass wir bestrebt sind, den Auslenkungsweg so klein wie möglich zu bekommen. Damit gehen die Unterschiede zwischen Torsion und Biegung auch gegen 0 (die Unterschiede sind die, dass Biegung eine lineare Auslenkung in Kraftrichtung ist, Torsion eine Kreisbahn mit Radius Hebellänge - Geht die Länge des Umfangsabschnittes gegen 0, so nähert sich die Kreisbahn einer Geraden an)

In Deinem Fall muss man noch zwischen den Hebeln der Z-Achse und denen des Portals unterscheiden, da die Wagen nicht auf gleicher Höhe sind. Über die Unterschiede der Hebel lässt sich die Biegung in der Kreuzplatte berechnen.

Nach dem Portalbalken sind die Wangen dran. Portalbalken und Tisch sind fest. Für beide Belastungsrichtungen gilt, dass die Fräserkraft halbiert wird (zwei Wangen teilen sich die Last), wobei man für die Bearbeitung in Längsrichtung den Worstcase ansetzen kann, dass der Portalschlitten an eine Seite gefahren ist. Somit liegt in Längsrichtung fast die ganze Last auf einer Wange - bedeutet, dass die Wange in Längsrichtung steifer sein sollte, als in seitlicher Richtung.

Man könnte jetzt mit dem Tisch und der Verbindung der Portalwangen unter dem Tisch weiter machen, aber bei stehendem Portal fällt die Verbindung unter dem Tisch weg und wenn der Tisch auf einem Betonsockel steht, werden die Kräfte vom Sockel aufgenommen.

So kann man (ganz ohne FEM) eine Fräse auslegen und kommt trotzdem zu brauchbaren Ergebnissen. Die Fräse ist vielleicht nicht ganz so optimiert, wie es mit einer FEM möglich wäre, aber dafür betreiben wir ja auch ein Hobby :D

Gruß Reinhard

Antworten

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: Bing [Bot] und 13 Gäste