Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Stellt Eure Planungen & Eigenbauten vor ...
Lars
Beiträge: 633
Registriert: 07.09.2016, 12:33

Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 16.09.2016, 05:49

Hallo, ich bin gerade in der Phase "Teilebeschaffung und Detailplanung" meiner zukünftigen Eigenbaufräse und habe noch ein paar Fragen.

Bis jetzt steht u.a. dies hier fest:
- Länge 2000 mm (Verfahrweg wird dann ca. 1750 mm übrig bleiben), Portalbreite 350mm (das reicht mir)
- die maximal bearbeitbare z-Höhe soll mit rund 250mm relativ groß werden, daher werde ich einen in z verfahrbaren Portalbalken verwenden (siehe Vorschlag Hermann Möderl: http://cncwerk.de/forum/download/file.p ... &mode=view ), um für niedrige Teile nicht unnötig labil zu werden.
- die Fräse soll Holz und Kunststoff können, in seltenen Fällen auch mal Alu (das aber dann in Position "z unten")

Fragen:
1) ich werde auf der langen Achse 20er Linearführungen mit je zwei Wagen in V1 verwenden. Welchen Wagen-Abstand (Breite Portalwangen) würdet ihr wählen? Ich hätte an 200 untere Wangenbreite gedacht. Oder doch besser 250mm? Mit obiger z-Bearbeitungshöhe wird das Portal dann so ca. 450mm hoch werden.
2) Auf der langen Achse werde ich eine 1610er Spindel mit angetriebener Mutter von Hermann Möderl einsetzen. Er hat auf der P3 zusätzlich noch eine Spindelabstützung verbaut, weil die Spindel durchhängen würde. Da die Spindel ja nicht dreht: Warum stört dann das Durchhängen? Wird dann die Kugelumlaufmutter verschleißtechnisch belastet, wenn die durchhängende Seite "schräg" einläuft? Oder neigt die nicht drehende Spindel trotzdem zum Schwingen?
3) der z-bewegliche Portalbalken (360mm freie Breite): reicht eine Platte mit Querschnitt 120x30? Die Spindel wird etwa 110mm vor dem Balken sitzen und gegenüber dem Balken noch ca. 100mm nach unten überstehen. D.h. die Hebelarme bzgl. Torsion sind etwas geringer als bei den normal gebauten Portalen mit festem Portalbalken.

Habe leider noch keine schönen 3D-Bildchen zum Anschauen der aktuellen Planung (weil ich dazu weder das geeignete Programm habe, es nicht kann und auch etwas zu faul dazu bin). Den 3D-Teil habe ich alles im Kopf und es enstehen daraus die ersten 2D-Zeichnungen.
Der Tisch wird auf jeden Fall anders als die üblichen Aluprofilkonstruktionen: Er besteht aus einem 2m langen Stahlbau-Vierkant-Rohr mit 300x100x5mm, das ich gerade an den Anschraubflächen für die Linearführungen planfräsen lasse. Das Rohr war nämlich doch ein recht "krummer Hund". Dafür wird es mir nicht vom Tisch geweht, es hat jetzt schon rund 60kg und wird später noch mit Sand gefüllt werden müssen, weil es aktuell auch noch als Kirchenglocke tauglich wäre.

KarlG
Site Admin
Beiträge: 4390
Registriert: 22.12.2015, 22:17

Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von KarlG » 16.09.2016, 10:18

Moin,
Lars hat geschrieben:Portalbreite 350mm (das reicht mir)
Portalbreite, oder Verfahrweg? Bei 350mm würden höchsten 200mm X übrig bleiben.
- die maximal bearbeitbare z-Höhe soll mit rund 250mm relativ groß werden
Hmm - wirklich 250mm hohe Teile in voller Höhe bearbeiten? Oder nur 250mm Portaldurchlass über o.K. Aufspannplatte?
Für den ersten Fall brauchst Du einen Fräser, der 250mm auskragt und den doppelten Z-Weg.
Das würde ich aus dem Bauch mit vertretbaren Mitteln für fast unmöglich halten.
daher werde ich einen in z verfahrbaren Portalbalken verwenden
Würde ich nochmal überdenken - das DIng hat nicht nur Vorteile.
2) Auf der langen Achse werde ich eine 1610er Spindel mit angetriebener Mutter von Hermann Möderl einsetzen. Er hat auf der P3 zusätzlich noch eine Spindelabstützung verbaut, weil die Spindel durchhängen würde. Da die Spindel ja nicht dreht: Warum stört dann das Durchhängen?
Grad mal gerechnet: Bei 2000mm freier Länge könntest Du ca. 920rpm fahren, also 9,2m/Min mit 10er Steigung. Selbst habe ich noch nie so lange Spindeln verbaut, würde aber vermuten, dass das Ding (angeregt durch die Vibration der Spindelmutter und dem Durchhang) zum Schwingen neigt. Je mehr, je weiter das Portal grade an einem Ende ist. Kommt sicher auch drauf an, wie stark die Spindel gespannt ist. Da würde ich auf die Erfahrung von Hermann setzen und die Spindelunterstützung zumindest einplanen.
Er besteht aus einem 2m langen Stahlbau-Vierkant-Rohr mit 300x100x5mm, das ich gerade an den Anschraubflächen für die Linearführungen planfräsen lasse.


Das ist natürlich "satt" (über-)dimensioniert. :D
Das Rohr war nämlich doch ein recht "krummer Hund".
Hast Du mal gemessen, wie "krumm"? Würde mich interessieren.

Gruss
Karl

Lars
Beiträge: 633
Registriert: 07.09.2016, 12:33

Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 16.09.2016, 13:34

-> Portalbreite, oder Verfahrweg? Bei 350mm würden höchsten 200mm X übrig bleiben.
Beides, der Portalbalken wird vor den Wangen liegen, sodaß x-Verfahrweg größergleich Innenbreite Portal

-> Hmm - wirklich 250mm hohe Teile in voller Höhe bearbeiten? Oder nur 250mm Portaldurchlass über o.K. Aufspannplatte?
Es werden Teile, die über die 1,8m Länge allmählich von etwa 50mm auf 250mm Höhe ansteigen. Ich muß nicht an senkrechten Kanten tief runterfahren oder in tiefen Löchern fräsen (wo das Portal dann aufsetzen würde). Ich habe geplant, daß der Spindelkopf etwa 100mm unter dem verfahrbaren Portal sitzen wird. Aber das Portal kann ja dann hochfahren, d.h. bei dem 250mm hohen Frästeil wäre das Portal dann auf 350-400mm je nach Fräserlänge.

-> Würde ich nochmal überdenken - das DIng hat nicht nur Vorteile.
Als Nachteile fallen mir ein:
a) zwei z-Spindeln nötig (li+re über Zahnriemen synchronisiert)
b) man kann nicht mit der Spindel in tiefe Löcher hineintauchen (brauche ich aber nicht)
c) was habe ich vergessen?

Zwei y-Spindeln brauche ich nicht, das Portal ist ja schmal und wird zum Ring geschlossen (nicht wie auf Hermanns Bild oben offen). Ich werde wohl doch mal eine Skizze anfertigen, dann spricht es sich leichter darüber, was man sich so denkt.

-> Da würde ich auf die Erfahrung von Hermann setzen und die Spindelunterstützung zumindest einplanen.
OK, dann kommt die angetriebene Mutter AUF die untere Querverbindung des Portals und nicht darunter, sonst geht das nicht mit der Spindelunterstützung.

-> Das ist natürlich "satt" (über-)dimensioniert. :D
Aber günstig. 150€.

-> Hast Du mal gemessen, wie "krumm"? Würde mich interessieren.
1) Die eine der beiden Kanten (an denen ich die Linearführungen verschrauben werde) war laut meinem 2m-Maurerlineal etwa 1mm krumm auf 2m, die andere recht gerade. Das Maurerlineal ist natürlich keine Referenz. Und zusätzlich sind die Seitenflächen etwas bauchig. Auf die beiden nicht ganz geraden Kanten habe ich nun zwei 5mm-Flachstähle geschweisst (gepunktet), die mir ein Kollege nun plan- und parallelfräst. Dann habe ich schon mal zwei gerade parallele Flächen und muß die Schienen "nur" noch auf den zwei parallelen Ebenen mit der Maschinenwasserwaage parallel ausrichten.
2) Die 300mm-Fläche (=die spätere Arbeitsfläche) ist in Querrichtung 3mm gewölbt, da muß ich also eine Opferplatte aufkleben und planfräsen. Das sollte das kleinste Problem sein, wenn die Maschine mal läuft.

PS: Habe jetzt eine grobe Skizze (Seitenansicht der Wangen + das was dran ist) angehängt. Man sieht also von links nach rechts, die Wange (25mm Alu), an der Stirnseite der Wange die z-Führungsschiene mit 1 langem Wagen, darauf den fahrbaren X-Balken (120x30mm Alu), darauf die zwei x-Führungen, die Spindel-Halteplatte mit Aussparung für die x-Spindelmutter, und die Spindel.
Unten sieht man von der Seite das verkürzt dargestellte Trägerrohr, die y-Führungen und die zwei y-Wagen. Die Wagen haben in der Skizze 200mm Abstand, wenn es noch mehr wird, verliere ich halt entsprechend y-Verfahrweg.
Skizze Wangen.jpg
Dateianhänge
wangen.dxf
(18.96 KiB) 158-mal heruntergeladen

Benutzeravatar
Wandoo1980
Beiträge: 1099
Registriert: 30.01.2016, 20:36

Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Wandoo1980 » 16.09.2016, 16:31

Moin.
Dann habe ich schon mal zwei gerade parallele Flächen und muß die Schienen "nur" noch auf den zwei parallelen Ebenen mit der Maschinenwasserwaage parallel ausrichten.
Jain, denn die Schienen sind selber nicht 100% gerade... man muss sie schon richten.
Warum kann dir denn dein Kollege nicht einen Anschlag fräsen, wenn er so oder so plant? Gegen den kannst du dann die Schienen spannen. Natürlich haust du dir dann die Toleranzen der "Muttermaschine" mit rein, ist aber mit Sicherheit genauer als die Dinger mit ner Maschinenwasserwage zu richten.

Grüße, Sebastian
"Seute Deern" Eigenbaufräse
Mach3 mit Cismo IP/M und RoyalCNC Addon
iHSV57 Servos von JMC
SK30 WZW
Tutorials und Videos auf meinem YouTube-Kanal

KarlG
Site Admin
Beiträge: 4390
Registriert: 22.12.2015, 22:17

Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von KarlG » 16.09.2016, 16:33

Lars hat geschrieben:Beides, der Portalbalken wird vor den Wangen liegen, sodaß x-Verfahrweg größergleich Innenbreite Portal
O.k. - dann redest Du vom Abstand der Portalwangen, denn der Portalbalken ist dann tatsächlich mindestens um die Breite Spindeleinspannung breiter.
Es werden Teile, die über die 1,8m Länge allmählich von etwa 50mm auf 250mm Höhe ansteigen. Ich muß nicht an senkrechten Kanten tief runterfahren
Dann würde ich mal den "worst case" betrachten, wieviel Fräserauskragung der tatsächlich braucht, wenn Du die maximal mögliche Dicke bearbeitest und auch ein "herkömmliches" Portal kalkulieren. 250mm Portaldurchlasse (oder auch ein bisserl mehr) sind ja gut zu schaffen. 200mm Stützweite der Y-Wagen ist in beiden Fällen imho deutlich zu wenig - ich sehe also nicht, dass Du aus deinen 2m langen Trägern 1,8m Verfahrweg kriegst.
-> Würde ich nochmal überdenken - das DIng hat nicht nur Vorteile.
Als Nachteile fallen mir ein:
a) zwei z-Spindeln nötig (li+re über Zahnriemen synchronisiert)
b) man kann nicht mit der Spindel in tiefe Löcher hineintauchen (brauche ich aber nicht)
c) was habe ich vergessen?
Irgendwo hier im Forum steht schon was dazu. Du brauchst zwei Portalbalken und weniger Steif (Querverzug, Verdrehung) wird das Portal auch. Nicht zu vergessen, dass auch unten beträchtliche Hebel sind.
1) Die eine der beiden Kanten (an denen ich die Linearführungen verschrauben werde) war laut meinem 2m-Maurerlineal etwa 1mm krumm auf 2m, die andere recht gerade.
O.k. - das ist schon eine Hausnummer, mit der ich was anfangen kann. Danke.
2) Die 300mm-Fläche (=die spätere Arbeitsfläche) ist in Querrichtung 3mm gewölbt, da muß ich also eine Opferplatte aufkleben und planfräsen.
Das hatte ich falsch verstanden. Die 300 also quer und nicht hochkant. Dann nehme ich auch die "Überdimensionierung" zurück, denn dann werden aus 2,2/100 1,2/10 bei 400N mittig. Aber so richtig schlau werde ich daraus auch nicht: Wenn 2 300er Träger nebeneinander liegen, ist der Grundrahmen ja schon mindestens 600 breit??


Edit: Ach - jetzt hats geklingelt. Das sind nicht zwei Längsträger beim Grundrahmen, sondern einer quer. So ähnlich, wie Marc das hier vorhatte. Korrigiere meine mittige 1,2/10 400N-Durchbiegung auf 1,6/10 bei 700N
Zuletzt geändert von KarlG am 16.09.2016, 17:46, insgesamt 1-mal geändert.

Lars
Beiträge: 633
Registriert: 07.09.2016, 12:33

Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 16.09.2016, 17:50

Warum kann dir denn dein Kollege nicht einen Anschlag fräsen, wenn er so oder so plant?
Wenn er es nicht schon gefräst hat, sage ich es ihm, daß er einen Anschlag stehen lassen soll. Gute Idee.
Das hatte ich falsch verstanden. Die 300 also quer und nicht hochkant. Dann nehme ich auch die "Überdimensionierung" zurück, denn dann werden aus 2,2/100 1,2/10 bei 400N mittig. Aber so richtig schlau werde ich daraus auch nicht: Wenn 2 300er Träger nebeneinander liegen, ist der Grundrahmen ja schon mindestens 600 breit??
Der Grundrahmen besteht aus einem Vierkantrohr, 300mm breit, 100mm hoch, 5mm Wandstärke, 2m Lang. Und seitlich sind die Führungen dran.
200mm Stützweite der Y-Wagen ist in beiden Fällen imho deutlich zu wenig


OK, dann werde ich in den Wangen unten mal zusätzliche Montage-Löcher für eine breitere Wagenposition vorsehen, die Wangen sind ja eh breiter als die 200mm. Dann kann ich beides mal ausprobieren, sobald das Portal fertig ist (Wagen festklemmen und am Portal ziehen/verdrehen + Messuhr)

PS:
KarlG hat geschrieben:Korrigiere meine mittige 1,2/10 400N-Durchbiegung auf 1,6/10 bei 700N
Das ist zwar mehr, als mein Bauchgefühl meinte, aber erschrecken tut es mich auch nicht: Denn meine langen Kunststoff-Frästeile werden sich viel mehr durch ihr Eigengewicht durchbiegen, wenn ich sie in die Hand nehme. Und selbst wenn sich der Tisch in der Mitte 2mm biegen würde, dann biegen sich die Führungen entsprechend mit und die Bauteilhöhe (relativ zur Aufspannfläche) passt immer noch. Ein in Quer- oder Längsrichtung weiches Portal würde mich mehr beuruhigen.

Das mit der klassischen nicht verfahrenden Portalbauweise lasse ich mir noch einmal durch den Kopf gehen.

KarlG
Site Admin
Beiträge: 4390
Registriert: 22.12.2015, 22:17

Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von KarlG » 16.09.2016, 19:12

Lars hat geschrieben:Das ist zwar mehr, als mein Bauchgefühl meinte, aber erschrecken tut es mich auch nicht:
Das sollte Dich auch nicht erschrecken - das ist immernoch ein guter Wert auf 2m freie Länge und mit Aluprofilen müsste man da ganz schön "klotzen". Wollte nur meine "Kalkulation" von weiter oben entsprechend berichtigen. Ausserdem hast Du ja gar keine mittige Punktlast; andererseits erhöht wiederum die Sandfüllung die Linienlast....

Lars
Beiträge: 633
Registriert: 07.09.2016, 12:33

Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 03.10.2016, 18:33

So, mittlerweile gibt es schon was zum Anschauen. Nicht in fotogener Umgebung, aber da ich das Ding schon jetzt nur noch zu zweit bewegen kann, fotografiere ich es einfach da, wo es gerade liegt ;-)

Das ist der angesprochene Stahlträger 300x100x5mm, 2000mm lang, mit montierten und ausgerichteten 20er CPC-Führungen. Weil die Oberflächen des Stahlträgers bauchig und nicht fräsengenauigkeitstauglich sind, wurden zwei Flachstähle 30x5 aufgepunktet und bei einem freundlichen Kollegen plan- und parallelgefräst. Den Tipp von Sebastian (eine Anschlagkante mitfräsen lassen) konnte ich nicht rechtzeitig an den Kollegen weitergeben, da war es schon ohne Kante fertig.

Ausrichtung der Schienen:
1) erste Schiene am "Anfang" verstiften
2) erste Schiene mittels 2m-Lineal und Maschinen-Wasserwaage ausrichten (Lineal liegt nur an Anfang und Ende auf) und am "Ende" verstiften
3) zweite Schiene auf ungefähr derselben Höhe am "Anfang" verstiften
4) wie 2) für die zweite Schiene

Jetzt habe ich also 2 durchhängende Schienen, die bzgl. Anfang und Ende am Verstiftungspunkt parallel sind.

Weiter mit dem Ausrichten:
5) Grobausrichtung des durchhängenden Teils mit dem 2m-Lineal, Fixieren mit Schraubzwingen, Bohren von Zwischenlöchern im Abstand von ca. 400mm, anschrauben.
6) 2 Wagen aufsetzen, Maschinen-Wasserwaage auf die zwei Wagen setzen und so die 400mm-Stücke ausrichten.
7) dann alle restlichen Löcher bohren und lose verschrauben
8) dann die Endausrichtung wie bei 6), bloß dass jetzt alle Schrauben drin sind
9) Einzeln jede Schraube nochmal raus und mit Loctite sichern

Ein Libellenstrich der Maschinenwasserwaage bedeutet 0,02mm/1m. Wenn ich nun die Wasserwaage auf zwei Wagen auflege und die Schiene abfahre, habe ich als Endergebnis noch eine Restwelligkeit auf den Führungen von ungefähr 2-3 Libellenstrichen mit etwa 40cm zwischen Berg und Tal. 3 Libellenstriche sind 0,06mm/1m, bei 40cm sind es also knapp 0,03mm. Für eine bessere Ausrichtung hat mir die Geduld gefehlt, auch so hat die Aktion schon 1,5 Tage gedauert. Ich spüre meinen Rücken, 66 Löcher in 10er Stahl und 66x Handgewindeschneiden sind gutes Training...
DSC_0404.jpg
DSC_0402.jpg
Die nächsten Schritte sind:
- gelaserte Endplatten aufschweissen
- 4 Beine mit Rädern anfertigen und anschrauben
- wechselseitig klappbare Spindelunterstützung anfertigen und vormontieren (System wie bei Hermann Möderl, nur ein bißchen anders aus gelaserten Teilen)

In ein paar Wochen geht's hier weiter.

KarlG
Site Admin
Beiträge: 4390
Registriert: 22.12.2015, 22:17

Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von KarlG » 03.10.2016, 18:52

Lars hat geschrieben:- gelaserte Endplatten aufschweissen
Kannst Du die nicht kleben? Beim Schweissen bringst wieder Spannungen rein und die ganze Konstruktion wird sich vermutlich verdrehen...

Lars
Beiträge: 633
Registriert: 07.09.2016, 12:33

Re: Detailplanung Eigenbaufräse, lang + schmal

Beitrag von Lars » 03.10.2016, 19:32

Da hätte ich Angst, daß sich die Klebung löst und mir die Fräse auf den Fuß fällt.

In welche Richtung meinst du das mit dem Verdrehen? Das Rohr über die Länge? Kann ich mir irgendwie nicht vorstellen. Oder die Endplatte in sich auf der Stirnseite? Das kann passieren. Eigentlich bin ich da (noch) recht sorglos, weil mein Schweißgerät ziemlich schwachbrünstig ist und mit 5er Blech eh schon zu kämpfen hat (d.h. die Schweißstelle wird nicht großflächig heiss). Und ich werde eh keine durchgehende Naht ziehen, sondern nur ein paar breitere Punkte setzen.

Die Endplatte wird bei mir (außer als Halter für die Beine) nur die Funktion haben, die lange (nicht drehende) Spindel an den Enden zu halten. Und wenn da die Endplatte nicht 100% gerade ist, muß ich unter den geschraubten Spindelklemmbock halt was unterlegen.

Antworten

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 4 Gäste