Расчет жёсткости станка чпу

Доброго дня, чпушники. Это проект моего станка по которому собственно вопрос.

Расчет жёсткости станка чпу ЧПУ, Фрезерный станок, Своими руками, Проектирование, Фрезеровка, Длиннопост

А это то "нечто" которое пойдет в помойку.

Расчет жёсткости станка чпу ЧПУ, Фрезерный станок, Своими руками, Проектирование, Фрезеровка, Длиннопост

Достался мне совершенно случайно вот такой "СТАНОК)))". Сходу поставил на него 500w моторчик с цангой ER11, который китайцы горды именуют "шпиндель". И решил я попробовать обработать на нем латунь. Купил листовой лс59-1тв, фрез 1мм и 2мм и посчитав подачи перемещения и на зуб вгрызся в эту самую латунь. Ну как сказать вгрызся, стал ее нееежно щекотать до получения результата. Ибо при 12тыс об в минуту скорость резания никакая, и при подаче 600мм/мин и заглублении больше 0.03мм вся эта конструкция начала убегать со стола (гипербола). Вдобавок ещё и фрезы ломала на счёт раз. В общем жёсткости ее хватит чтобы пошкрябать теплое говно, но не более.
А латунь то надо обрабатывать. Засел я в автодеск инвентор и нарисовал себе станочек 300х400 из 40мм листовой стали на 250кг. Прогнал по симуляциям - красота! Жёсткости хватит сталь резать с хорошим шпинделем. Позвонил в несколько контор по обработке металла и загрустил. Вырезать то его не проблема и даже не очень то и дорого, сварить и сам могу, а вот отжечь после сварки и прогнать плоскость под рельсы вылетает в такую копеечку что волосы на голове шевелятся, проще уже готовую раму купить за 70тыр.

Решил проверить, а что же по жёсткости у станков из более серьезного алюминиевого профиля. На основание взял 60х60 (2т.р) , боковые стойки из имеющейся 8мм стали, на ось Х и Y заложил вот такой профиль по 3850 за метр:

Расчет жёсткости станка чпу ЧПУ, Фрезерный станок, Своими руками, Проектирование, Фрезеровка, Длиннопост

141х40 мм. Готовые места под рельсы HG15 и подшипники швп BF12/BK12.
Рабочее поле 400х250х200мм.
И вот что из этого вышло:

Расчет жёсткости станка чпу ЧПУ, Фрезерный станок, Своими руками, Проектирование, Фрезеровка, Длиннопост

Прогиб под нагрузкой 100Н (у станка с первой картинки, как по симуляции, так и по ощущениям, микрометр там нафиг не нужен, прогиб 2мм!!!

Расчет жёсткости станка чпу ЧПУ, Фрезерный станок, Своими руками, Проектирование, Фрезеровка, Длиннопост

Тоже 100Н, но нагрузка боковая на каретку Z (стрелку вектора нагрузки плохо видно).

Вот решил спросить у силы Пикабу, хватит ли такой жёсткости для съёма 0.2-0.3 мм латуни за проход и долгой жизни фрезы. Фреза максимум 4мм, в основном 1 -2 мм, подача на зуб 0.02мм. Обороты пока доступны только 12тыс( , так что мелким фрезам придется потяжелее. Ессно без сож( В планах шпиндель на 40к оборотов.

Лига ЧПУшников

1.5K постов11K подписчиков

Добавить пост
Вы смотрите срез комментариев. Показать все
14
Автор поста оценил этот комментарий

В чем проблема уменьшить скорость подачи? В два-три раза и, соответственно, связанную с этим силу противодавления и прогиб консоли/направляющих?

У вас же не серийное производство, хер ли вам скорость?

раскрыть ветку (16)
15
Автор поста оценил этот комментарий
Проблема в том, что это уже будет не резание, а истирание заготовки в пыль. И фрезы от перегрева будут дохнуть ещё веселее.
раскрыть ветку (15)
2
Автор поста оценил этот комментарий

всегда было интересно - а почему для работы по металлам не ставят тупо ванну с СОЖ, и в ней пилить?

раскрыть ветку (5)
Автор поста оценил этот комментарий

Такие станки есть.... только то, что они с металлом делают увы не видно, и по завершении обработки ты можешь получить ванну с испорченой деталью и кучей изломанного инструмента!

Автор поста оценил этот комментарий

Какой смысл? Дешевле, удобнее и намного эффективнее подавать под давлением непосредственно в зону резания.

Автор поста оценил этот комментарий

Полагаю, потому что опилки будут непрерывно загрязнять место пиления.

раскрыть ветку (2)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Струйка СОЖ в место контакта должна решить эту проблему.

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Эмммм... Ну так обычно и делают, при необходимости)

Иллюстрация к комментарию
6
Автор поста оценил этот комментарий

Сделать обдув места реза)))

Костыли: такие костыли)))

1
Автор поста оценил этот комментарий
Вы ток старый станок не выкидыайте. Лучше нам отдайте в кружке детям будет пособие. Фрезы туманом охлаждать. И норм
Автор поста оценил этот комментарий

https://mac.walter-tools.com/#menu/home

Попробуй поюзать вот этот калькулятор для понимания момента на фрезе. И умножай то, что он тебе выдает в 2 раза (калькулятор врет слегка ИМХО + запас на тупые фрезы).


А вообще в таких станках жесткость - это последнее что решает. Т.к. у тебя он будет вибрировать и визжать не от недостаточной жесткости рамы, а от люфтов в дешевых ШВП (дешевые типа катанных швп от хивина, TBI и т.п.). И от хренового шпинделя, у которого подшипники преднатянуты с помощью пружины. А если покупать самый дешевый шпиндель с али - то там вообще будут обычные радиальные подшипники стоять.

раскрыть ветку (6)
Автор поста оценил этот комментарий
Спасибо, я уже посчитал по этому калькулятора. Усилие ноль целых, хер десятых) реально, 0.1кгс.
Шпиндели с Али коллекторные понятно что г полное, bldc чуть лучше, но тоже не то пальто. Присматриваюсь к penny на 24т.об. есть смысл связываться? У них керамические подшипники заявлены.
раскрыть ветку (5)
Автор поста оценил этот комментарий

Я как раз говорил об асинхронный шпинделях на 24к оборотов. Как раз там в дешевых версия стоят радиальные подшипники, а в более-менее нормальных - радиально упорные. Но все равно они все preload делают через пружину.

Я хз насчет керамических - не вижу большой разницы для таких низких оборотов, как 24000. Если вам потихоньку грызть алюминий/латунь - то не парьтесь и покупайте этот шпиндель от g-penny.

А когда-нибудь потом, может быть, сами переделаете ротор под правильную установку подшипников.


Можете после покупки разобрать шпиндель - посмотреть что там да как внутри. Схемы правильных шпинделей можете найти в интернете. Или поищите на ютубе видео, как разбирают такие шпиндели.


P.S. А что стоит в коллекторных шпинделях - я даже представить себе не могу. Скорее радиальные подшипники самого обычного 0-класса точности, что совсем не подходит для станка.

раскрыть ветку (4)
Автор поста оценил этот комментарий
В коллекторных подшипники стоят через резиновое уплотнение))) это не шпиндель, а просто электромоторчик.

Честно говоря, так как гравировать в основном фрезами 1-2мм хотелось бы 40к, но что-то побаиваюсь китайцев, а на фирму́ бюджета нет.
раскрыть ветку (3)
Автор поста оценил этот комментарий

И правильно побаиваетесь. 40 тыс - это уже совсем другие обороты, для которых куда важнее балансировка, нормальные подшипники и т.д. А нормальный шпиндель с али на 40к+ будет стоить 1к баксов в лучшем случае.

ИМХО, есть 2 варианта, если очень хочется 40 тыс и более: поискать б/у шпиндель на directlot-е или ebay. Или делать свой шпиндель на базе bldc моторчика для радиоуправляемых моделей. Второй вариант подойдет только для очень малых мощностей, до 200-400 ватт.

В целом, второй вариант по цене выйдет наверное не дороже китайского шпинделя - там надо будет лишь заказать 2 пары подшипников прецизионных, движок и детали у хорошего токаря и, желательно, обработать их потом на круглошлифовальном.


Если есть желание - то советую выбрать второй вариант. Получишь великолепный опыт, который ни в каком универе не дают)

раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий
Насчёт второго вариант понял... Но не понял) Т.е. точим корпус под подшипники, вал, крышки, ну ок, оно крутится, а чем вал двигателя соединить с валом шпинделя? Как быть с охлаждением? И насколько громко эта воздушная конструкция будет выть. С воздушным охлаждением не особо связываться хочется, стружка потом везде куда ни глянь будет. Есть наглядное изображение реализации такой задумки?
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Нет, наглядного изображения нету) Было предложение придумать хорошую конструкцию)


ИМХО, можно разобрать ротор двигателя (использовать инраннер) выпрессовав вал и его уже переделать в ротор шпинделя. Ну т.е. сделать мотор-шпиндель. А по охлаждению - если использовать только для гравировки, то может пассивного хватит. Там вряд ли будет больше 100 ватт тепловой мощности.


Я же говорю - этот вариант только если есть очень большое желание разобраться. Задача очень нетривиальная, но зато даст огромное количество опыта и, вероятно, весьма качественный шпиндель. Уж точно лучше, чем китайские с али)


Если бы передо мной стояла такая задача, то я бы именно этим путем и пошел бы, т.к. это очень интересно и требует не так много денег.


А если не хочется заморачиваться - то остается только варианты купить: или дешево и хреново, или дорого и качественно) Чудес не бывает)


Тот же g-penny (насколько я слышал о нем - весьма неплохой магазин, старается хорошие вещи продавать) предлагает такой вариант на 60к оборотов: https://aliexpress.ru/item/1005002474457550.html


А чем отличается хороший шпиндель от плохого, есть вот это видео:

Предпросмотр
YouTube31:19
Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку