Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

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Marc P.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 31.10.2018, 17:01

Wenn ich schonmal dran bin, dann überlege ich auch gleich das Portal zu verstärken. Hier schein aber nicht so viel Potential drin zu sein wie in den Seitenwangen und dem Portalverbinder.

Annahme: Last 100N an 220 mm Hebel =22000Nmm
Zur Einleitung habe ich einen Klotz in die Mitte modelliert. Hier ein Vergleich ohne und mit 6 mm und 10 mm belegter Rückseite:
item_0041904_Profil_6_120x30_L=410_1_22000Nmm.png
item_0041904_Profil_6_120x30_L=410_1_22000Nmm_6mm_Verstärkung.png
item_0041904_Profil_6_120x30_L=410_1_22000Nmm_10mm_Verstärkung.png
Ich denke 10 mm ist nicht nötig. 6 mm Würden bei dem angenommenen Drehmoment eine Verbesserung von 0,026 mm auf 0,011 mm bringen. Eine Schwachstelle schein der Portalbalken gegenüber den anderen Komponenten nicht zu sein. Nun ist die Frage ob man den Aufwand treiben, oder es nachlassen sollte.

Gruß Marc
Karla #9 "Standard" mit TBI
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KarlG
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von KarlG » 31.10.2018, 21:35

Halte ich für keine gute Idee - eine rückseitige Platte kriegt man nicht plan dran, weil das Profil immer leicht gebogen ist.
Rückseitig ist es idR. "hohl" und vorderseitig der resultierende "Buckel", der dann an der Führungsauflage plangefräst wird.
Wenn Du da eine Platte ranbolzt, ziehts das Profil "krumm" und deine X-Achse läuft nicht mehr grade.

Rechne doch mal die Verstärkung der heavy mit 4x60x410mm Alu unter den Balken geschraubt...

django013
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von django013 » 01.11.2018, 04:55

Die Variante mit einem zusätzlichen Steg reduziert die Durchbiegung um rund 75%.
Das ist doch mal ne tolle Ansage!
Ich habe die seitliche Verstrebung ja schon öfters vorgeschlagen, bislang hielt es keiner für nötig auszuprobieren.
75% Verbesserung - das muss man sich auf der Zunge zergehen lassen :D

Gruß Reinhard

Marc P.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 01.11.2018, 05:29

KarlG hat geschrieben:
31.10.2018, 21:35
Halte ich für keine gute Idee - eine rückseitige Platte kriegt man nicht plan dran, weil das Profil immer leicht gebogen ist.
Rückseitig ist es idR. "hohl" und vorderseitig der resultierende "Buckel", der dann an der Führungsauflage plangefräst wird.
Wenn Du da eine Platte ranbolzt, ziehts das Profil "krumm" und deine X-Achse läuft nicht mehr grade.

Rechne doch mal die Verstärkung der heavy mit 4x60x410mm Alu unter den Balken geschraubt...
Hallo Karl,

das krummziehen habe ich gedanklich durchgespielt. Ich kam zu dem Ergebnis das Portal im Ganzen abzunehmen und die Rückseite auf einer Richtplatte per Schleifpapier plan zu schleiffen. Ist recht aufwendig, gebe ich zu und wenn das Profil hinten hohl liegt, muss viel geschliffen werden um auf einen grünen Zweig zu kommen. Ich werde das Winkelprofil auf der Rückseite mal betrachten.

Die Verstärkung der Seitenwange funktioniert so wie gezeigt nur auf einer Seite, da auf der anderen der Antrieb und die Energiekette im Weg ist. Aber selbst auf einer Seite sollte es einen merklichen Unterschied geben.

Gruß Marc
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KarlG
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von KarlG » 01.11.2018, 05:52

Marc P. hat geschrieben:
01.11.2018, 05:29
Ich kam zu dem Ergebnis das Portal im Ganzen abzunehmen und die Rückseite auf einer Richtplatte per Schleifpapier plan zu schleiffen.
Hmmm...denke, das wird so nix, ohne den Portalbalken auszubauen. Dann musst Du alles neu einstellen.
Ich werde das Winkelprofil auf der Rückseite mal betrachten.
Kein Winkel - nur ein "Flach" unter dem Balken. Jedenfalls ist es bei der heavy so.

Gruss
Karl

Marc P.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 01.11.2018, 08:06

django013 hat geschrieben:
01.11.2018, 04:55
Die Variante mit einem zusätzlichen Steg reduziert die Durchbiegung um rund 75%.
Das ist doch mal ne tolle Ansage!
Ich habe die seitliche Verstrebung ja schon öfters vorgeschlagen, bislang hielt es keiner für nötig auszuprobieren.
75% Verbesserung - das muss man sich auf der Zunge zergehen lassen :D
Wenn man es genau nimmt dann bringt weder ein Steg noch eine Verstrebung eine derartige Verbesserung. Das was den "Kohl" an der Stelle "Fett" macht und diese deutliche Verbesserung bring ist das "Sandwich" als geschlossener Kasten. Dadurch wird das Flächenträgheitsmoment des Wangenprofils erheblich verbessert...
KarlG hat geschrieben:
01.11.2018, 05:52
Marc P. hat geschrieben:
01.11.2018, 05:29
Ich kam zu dem Ergebnis das Portal im Ganzen abzunehmen und die Rückseite auf einer Richtplatte per Schleifpapier plan zu schleiffen.
Hmmm...denke, das wird so nix, ohne den Portalbalken auszubauen. Dann musst Du alles neu einstellen.
Ich werde das Winkelprofil auf der Rückseite mal betrachten.
Kein Winkel - nur ein "Flach" unter dem Balken. Jedenfalls ist es bei der heavy so.
Stimmt, bei der Heavy ist es ein Flach unter dem Portalbalken... Dies bringt eine Verbesserung in Bezug auf Biegung und hat keinen großen Einfluss auf die Torsion. Wenn ich es richtig sehe dann fehlt bei mittigem Ansatz eines Drehmomentes als Belastung auf den Portalbalken die Horizontalkomponente (Normalkraft) der Fräskraft in Richtung der langen Achse. Ich hatte eine Last von 100 N an einem Hebelarm von 220 mm angenommen und es als Moment direkt auf den Balken angesetzt. Da muss ich nochmal über das Ersatzmodell und den Ansatz der Kräfte grübeln...
Ich werde mal sehen wie das Flach sich im FEM schlägt.

Gruß Marc
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django013
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von django013 » 01.11.2018, 09:27

Wenn ich es richtig sehe dann fehlt bei mittigem Ansatz eines Drehmomentes ...
Nach meinem Verständnis hast Du aber keinen mittigen Ansatz.
Dadurch dass unten die doppelte Kraft wirkt müsste sich die Torsionsachse verschieben.
Wenn man es genau nimmt dann bringt weder ein Steg noch eine Verstrebung eine derartige Verbesserung. Das was den "Kohl" an der Stelle "Fett" macht und diese deutliche Verbesserung bring ist das "Sandwich" als geschlossener Kasten.
Lach - die Ergebnisse einer FEM sind nur so gut, wie die Bedingungen, die man dafür formuliert.
Klar bringt der Deckel der Box am meisten ...
... allerdings glaube ich nicht, dass eine Versteifung an der richtigen Stelle nix bringt.

Genau wie ich auch Karls Ansatz mit der Platte unter dem Portalträger für richtig halte :)

Gruß Reinhard

Marc P.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 01.11.2018, 17:02

django013 hat geschrieben:
01.11.2018, 09:27
Wenn ich es richtig sehe dann fehlt bei mittigem Ansatz eines Drehmomentes ...
Nach meinem Verständnis hast Du aber keinen mittigen Ansatz.
Dadurch dass unten die doppelte Kraft wirkt müsste sich die Torsionsachse verschieben.
Wie ich oben geschrieben habe, stellte ich bereits selbst fest, dass ich nicht den Richtigen Ansatz gewählt habe...
django013 hat geschrieben:
01.11.2018, 09:27
Wenn man es genau nimmt dann bringt weder ein Steg noch eine Verstrebung eine derartige Verbesserung. Das was den "Kohl" an der Stelle "Fett" macht und diese deutliche Verbesserung bring ist das "Sandwich" als geschlossener Kasten.
Lach - die Ergebnisse einer FEM sind nur so gut, wie die Bedingungen, die man dafür formuliert.
Klar bringt der Deckel der Box am meisten ...
... allerdings glaube ich nicht, dass eine Versteifung an der richtigen Stelle nix bringt.
Klar bringt eine Verstrebung eine Verbesserung, aber eben keine 75%. Wo habe ich blos geschrieben, dass ein Steg nix bringt? Mit "derartig" war eine Verbesserung in der Größenordnung von 75% gemeint.
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von Marc P. » 01.11.2018, 20:52

Hier der Vergleich zwischen Portalbalken unverstärkt, 60x4 mm Profil auf der Unterseite und rückseitige Belegung mit 6 mm Platte. Die Platte vorne dient als "Ideal steifer" Z-Achs Dummy. So ist dann auch die Lastverteilung auf den Portalbalken näher an der Realität.
item_0041904_Profil_6_120x30_L=410_1_100N.png
item_0041904_Profil_6_120x30_L=410_1_100N_Flachprofil_60x4.png
item_0041904_Profil_6_120x30_L=410_1_100N_6mm_Verstärkung.png
Am meisten würde die rückseitige 6 mm Platte bringen aber ich bin bei Karl, dass es recht aufwendig wäre diese spannungsfrei aufzubringen. Also werde ich die Heavy Variante umsetzen, das es wenig Aufwand ist und trotzdem 35% bessere Steifigkeit bringt.

Hier für Reinhard die Seitenwange nur mit Stegen als Beweis, dass es nicht nichts bringt. Die Durchbiegung mit zwei Stegen hat annähernd die selbe Steifigkeit wie eine 20 mm starken Wange nur sind dafür mehr Teile nötig. Das ist aber immerhin ca. 59% besser als die originale 15 mm Wange. Somit sind wir uns einig, dass natürlich auch einzelne Stege etwas bringen. Nur der Mehraufwand den Kasten zu schließen ist am Ende gering und ein weiterer Steifigkeitszugewinn von 15% somit leicht herausgeholt...
2018-10-10_Seitenwange_verstärkt_Stege.jpg
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Re: Karla: Vibrationen beim Fräsen in X-Richtung

Beitrag von KarlG » 01.11.2018, 22:21

Marc P. hat geschrieben:
01.11.2018, 20:52
Also werde ich die Heavy Variante umsetzen, das es wenig Aufwand ist und trotzdem 35% bessere Steifigkeit bringt.
Danke für die Berechnung - das lag ungefähr in dem Rahmen, was ich vermutet/geschätzt hatte. 35% besser für 1,50 Materialaufwand ist ja so übel nicht.. :D

Verbessernd kommen noch die beiden X-Schienen dazu und verschlechternd Eigengewicht von Z-Achse + Spindel.
Insgesamt recht realistisch und auch "harmonisch" im Gesamtkonzept.

Gruss
Karl

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