Еще один проект станка CNC (чертежи)
Что-то я ничего не понял… По Вашим словам нужно разносить направляющие по максимуму по Z, а по Y наоборот? Чем конструкция слева лучше правой и почему?
Практически верно, нужно расстояния делать одинаковыми.
конструкция слева лучше правой - размерами (она компактней)
по жесткости поперек осей У - почти одно и то же (нижняя направляющая всегда больше нагружена, потому что верхняя имеет больший рычаг.)
по жесткости вдоль осей У - конструкция справа несколько хуже конструкции слева, (проводим следущий мысленный эксперимент - ранее описанный мной, поднимем верхнюю ось У - еще на метр вверх, потянем за инструмент в направлении винта У)…
если винт в обоих конструкциях стоит на одной и той же высоте, то они почти идентичны, просто если можно сделать меньше - зачем делать больше?
вот так - эти две конструкции почти одинаковы по жесткости в случае если база между направляющими оси У - равна высоте приложения силы к инструменту.
А если взять и сделать по оси игрек 4(!!!) направляющих? - тогда ведь точно все будет жестко?(это не шутка )
Минут за 5 до того как прочитал, тоже подумал о 4-х направляющих.
У дураков мысли сходятся или это действительно дельная идея?
вот так - эти две конструкции почти одинаковы по жесткости в случае если база между направляющими оси У - равна высоте приложения силы к инструменту.
Выходит если вылет инструмента 100мм от нижней направляющей Y, то расстояние между направляющими Y должно быть 100мм?
Минут за 5 до того как прочитал, тоже подумал о 4-х направляющих.
У дураков мысли сходятся или это действительно дельная идея?
делать так не стоит, потому что жесткость увеличится вдвое, (было скажем 0,2мм на 5кг, станет 0,1мм)
а сложность изготовления вес, стоимость, и прочее - увеличатся в два раза.
лучше повышать диаметр направляющих.
переход с 20 на 25 мм даст те же в два раза улучшенные жесткости.
Выходит если вылет инструмента 100мм от нижней направляющей Y, то расстояние между направляющими Y должно быть 100мм?
точнее - увеличивая это растояние между направляющими никакого действительно стоящего прибавления жесткости - не будет.
Представим что на конец инструмента действует вынуждающая сила.
представим что у нас две одинаковых направляющих каждая из которых сместилась на Д - дельта.
смещение конца инструмента - 4Д.
Теперь представим, что у нас абсолютно жесткая верхняя направляющая (или расположенная очень высоко).
смещение инструмента 2Д - дельта.
итого разница между бесконечно высокой и равнорасположенной - в два раза.
если вас не устраивает точность в 0,2мм, кто сказал что вас устроит точность в 0,1мм…
если хотите могу с рисунками. - хотя я думаю вы сами прекрасно представляете.
А то, что инструмент окажется в центре, не перекроет все минусы такого расположения?
И еще вариант - только две из четырех, но по диагонали. ??
точнее - увеличивая это растояние между направляющими никакого действительно стоящего прибавления жесткости - не будет.
Вы не ответили! Ети расстояния должны быть примерно равными?
Вы не ответили! Ети расстояния должны быть примерно равными?
да, и не больше рабочей высоты в 1.5 раза.
хотите график?
смещенние в зависимости от расстояния между направляющими (в терминах высоты инструмента)
А то, что инструмент окажется в центре, не перекроет все минусы такого расположения?
И еще вариант - только две из четырех, но по диагонали. ??
Эй, вы где?
Побежали патент оформлять?
Эй, вы где?
Побежали патент оформлять?
порисуйте силы - увидите.
во вторых ограничения на размеры и геометрию шпинделей.
оформление патента стоит начиная от 5 килобаксов))))
у нас тут и вовсе тысяч семь фунтов)))
хлопотно это
да, и не больше рабочей высоты в 1.5 раза.
Значит это расстояние всё таки влияет на качество! К примеру: вылет инструмента 100мм, значит между направляющими тоже 100мм. Очень хорошо! Далее: вылет инструмента 200мм, значит между направляющими должно быть 200мм! Но почему должно быть 200мм? Потому что при 200мм больше плечо удержания нежели при 100мм. А если мы поставим вылет фрезы 100мм и базу 200мм. Получим меньшие нагрузки. Меньшие нагрузки дают меньшие отклонения при одинаковой жёсткости. Весь мед не в увеличении жёсткости, а в увеличения плеча удержания!
Возьмите карандаш посередине двумя пальцами правой руки, двумя пальцами левой руки возьмите на 1 см выше, нарисуйте несколько фигур. А теперь пальцами левой руки за верхний кончик и порисуйте. Каким способом лучше получается? А почему?
Плюс к этому увеличение этого плеча способствует точности. Например при базе в 100мм верхний подшипник люфтит на 0,1мм, при вылете фрезы это будут те же 0,1мм. При базе в 200мм уже будет 0,05мм. Так?
Значит это расстояние всё таки влияет на качество! К примеру: вылет инструмента 100мм, значит между направляющими тоже 100мм. Очень хорошо! Далее: вылет инструмента 200мм, значит между направляющими должно быть 200мм! Но почему должно быть 200мм? Потому что при 200мм больше плечо удержания нежели при 100мм. А если мы поставим вылет фрезы 100мм и базу 200мм. Получим меньшие нагрузки. Меньшие нагрузки дают меньшие отклонения при одинаковой жёсткости. Весь мед не в увеличении жёсткости, а в увеличения плеча удержания!
Возьмите карандаш посередине двумя пальцами правой руки, двумя пальцами левой руки возьмите на 1 см выше, нарисуйте несколько фигур. А теперь пальцами левой руки за верхний кончик и порисуйте. Каким способом лучше получается? А почему?
Плюс к этому увеличение этого плеча способствует точности. Например при базе в 100мм верхний подшипник люфтит на 0,1мм, при вылете фрезы это будут те же 0,1мм. При базе в 200мм уже будет 0,05мм. Так?
буду дома - составлю програмку - из физики - покажу что и как будет.
ваш карандаш не будет рисовать лучше чем позволяет одна ваша рука - возьметесь одной
или возьметесь одной а второй конец зафиксируете.
вообще-то я больше привык в цыфирках, - нарисую - покажу.
“”“Возьмите карандаш посередине двумя пальцами правой руки, двумя пальцами левой руки возьмите на 1 см выше, нарисуйте несколько фигур. А теперь пальцами левой руки за верхний кончик и порисуйте. Каким способом лучше получается? А почему?
Плюс к этому увеличение этого плеча способствует точности. Например при базе в 100мм верхний подшипник люфтит на 0,1мм, при вылете фрезы это будут те же 0,1мм. При базе в 200мм уже будет 0,05мм. Так?”“”
Не так, вся нагрузка в такой системе идет на нижнюю направляющую, посути вехнюю можно взять даже в 2 раза меньшнго диаметра и от этого практически ничего не изменится. Вы берете карандаш вообще одной рукой, двумяже никто не пишет.
А если потшипники люфтят на 0,1 мм то такой станок получим (если не учитывать жесткости) вообще точностью 0,4мм и как далеко расположены направляющие уже будет пофигу.
Не так, вся нагрузка в такой системе идет на нижнюю направляющую, посути вехнюю можно взять даже в 2 раза меньшнго диаметра и от этого практически ничего не изменится. Вы берете карандаш вообще одной рукой, двумяже никто не пишет.
А если потшипники люфтят на 0,1 мм то такой станок получим (если не учитывать жесткости) вообще точностью 0,4мм и как далеко расположены направляющие уже будет пофигу.
Ну не надо цепляться к цифрам, это ж для примера. 😃
Ну не надо цепляться к цифрам, это ж для примера. 😃
посчитал силы и смещения.
дельта0, дельта1 и дельта два - это смещения инструмента, нижней и соответственно верхней направляющих.
S1, S2 - это катеты соответствующих подобных треугольников.
H - высота инструмента
hH - расстояние между направляющими.
расчет проводился для одинаково жестких направляющих, в силу малости смещений продольными смещениями пренебрегали (направляющие скрутятся по дугам, не по прямой).
как можно увидеть - при равном расстоянии между направляющими и высотой инструмента - смещение составит
два условных смещения нижней направлящей (действует сила в два раза больше чем на инструменте)
одно условное смещение верхней,(действует сила равна той что на инструменте)
смещение на инструменте - 5.
в случае если расстояния между направляющими в два раза больше расстояния до инструмента,
смещение на нижней - 1,5 на верхней 0,5 на инструменте 2,5.
в случае если расстояние между направляющими в полтора раза больше расстояния до инструмента
1.(6) для нижней 0,(6) для верхней и 3.(2) для инструмента.
посмотрим теперь на проценты
когда расстояние между направляющими увеличивается с одной высоты инструмента до полутора - прогиб уменьшается с 5, до 3.22
что увеличивает жетскость на (5/3,222) * 100%=155%
когда расстояние между направляющими увеличивается с полутора до двух высот инструмента прогиб уменьшается с 3,222 до 2,5
что увеличивает жесткость на 3,22/2,5=128%
одинаковые прибавки высот.
а результат - в одном случае в полтора раза, в другом - на 30 процентов.
и как я уже ранее говорил - если вас не устраивает точность 0,2мм, то почему вас устроит точность 0,1мм?
а уже тем более 0,15 или 0,13мм.
т.е. расстояния между направляющими можно и нужно делать в один - полтора раза больше расстояний до инструмента,
но более этого - делать бессмысленно
посмотрим теперь на проценты
когда расстояние между направляющими увеличивается с одной высоты инструмента до полутора - прогиб уменьшается с 5, до 3.22
что увеличивает жетскость на (5/3,222) * 100%=155%когда расстояние между направляющими увеличивается с полутора до двух высот инструмента прогиб уменьшается с 3,222 до 2,5
что увеличивает жесткость на 3,22/2,5=128%одинаковые прибавки высот.
а результат - в одном случае в полтора раза, в другом - на 30 процентов.
Очень красивый расчёт! Респект автору 😃 . Но Вы немного неправильно берёте проценты. Надо считать так:
1,5 раза прирост 55%
2 раза прирост 55 + 28 = 83%
Вы просто показали, что увеличение плеча в 2 раза не дает увеличения в 2 раза жёсткости. Что эти величины не есть взаимно пропорциональны. Ну это и так было понятно. Согласитесь, что прирост в 83% это очень много.
Очень красивый расчёт! Респект автору 😃 . Но Вы немного неправильно берёте проценты. Надо считать так:
1,5 раза прирост 55%
2 раза прирост 55 + 28 = 83%Вы просто показали, что увеличение плеча в 2 раза не дает увеличения в 2 раза жёсткости. Что эти величины не есть взаимно пропорциональны. Ну это и так было понятно. Согласитесь, что прирост в 83% это очень много.
не согласен
это очень мало.
точность 0,2мм и точность 0,1мм - это одного порядка вещи.
точность 0,1мм и точность 0,01мм - вещи порядка разного.
посмотрите как у вас будет работать верхняя направляющая (Дельта2) в точке h=2 - нижняя прогнулась на 1.5, верхняя на 0.5 (разница в три раза!!!)
можно в принципе посмотреть что получится при установке разных направляющих…
то что я показал - это:
при расстоянии 1.5 - вы получаете прогиб 3,2222 от прогиба на одной направляющей при воздействии на нее этой силы
при расстоянии 2 - вы получаете прогиб 2.5
при расстоянии 3 - вы получаете прогиб 1.88
нет смысла задирать и расстягивать каретки на две три рабочих высоты, полторы - хватит за глаза!
другой вопрос что сдвигая базу на расстояние меньше рабочей высоты - сразу вылазят соответствующие коэффициенты!
если база между подшипниками равна половине высоты - то тут же коэффициент вырастает до 13!
т.е. если у вас на оси зет каждый из подшипников продавится на сотку - инструмент сместится на 0,13мм!
и именно поэтому я говорил что конструкции неправильные!
раздвигая направляющие У в три раза - в одной оси получают уменьшенный прогиб порядка 1.9(хотя можно было взять полторы высоты и получить 3.2-3.3)
сдвигая базу зет - получают увеличенные прогибы и накапливающиеся ошибки! - спрашивается - нафига?
все оси должны быть проанализированны и сконструированны таким образом чтобы давать везде ОДИНАКОВЫЙ минимально возможный прогиб.
в оси У этот прогиб меньше чем прогиб одной направляющей при воздействии на нее рабочей силы быть не может принципиально.
вот и брать и рассчитывать! - баланс и только баланс, чтобы было одинаково хорошо, а не по разному хреново!
1,5 раза прирост 55%
2 раза прирост 55 + 28 = 83%
не согласен
это очень мало.
точность 0,2мм и точность 0,1мм - это одного порядка вещи.
точность 0,1мм и точность 0,01мм - вещи порядка разного.
Ндаа… Без коментариев…
нет смысла задирать и расстягивать каретки на две три рабочих высоты, полторы - хватит за глаза!
другой вопрос что сдвигая базу на расстояние меньше рабочей высоты - сразу вылазят соответствующие коэффициенты!
если база между подшипниками равна половине высоты - то тут же коэффициент вырастает до 13!
т.е. если у вас на оси зет каждый из подшипников продавится на сотку - инструмент сместится на 0,13мм!
А кто говорил в 2-3 раза и более? Я просто сказал что прямоугольник лучше квадрата. Что-то Вы в разные стороны клоните… Сначала говорили что квадрат это идеал, а теперь в полтора раза лучше?
и именно поэтому я говорил что конструкции неправильные!
раздвигая направляющие У в три раза - в одной оси получают уменьшенный прогиб порядка 1.9(хотя можно было взять полторы высоты и получить 3.2-3.3)
сдвигая базу зет - получают увеличенные прогибы и накапливающиеся ошибки! - спрашивается - нафига?
А у кого Вы видели расстояние между направляющими Y больше в 3 раза чем вылет инструмента?
баланс и только баланс, чтобы было одинаково хорошо, а не по разному хреново!
Расчёт это конечно хорошо 😃
только вот возникает вопрос - что Вы собираетесь обрабатывать, каким инструментом!
Если дерево, пластики : фреза 2-3 мм, Proxxoн при 20000 оборотах, подача 200 мм/мин, глубина 3-4 мм, то там ни смещения, ни прогибов, которые приведут к потере точности плюс минус 0,1 мм, не будет.
Ну а если Вы собираетесь дюраль или даже сталь фрезеровать, то… ну Вы понимаете, что я хочу сказать 😒
По поводу взаимного расположения деталей - более менее ясно, осталось воплотить все это в металле…
Причем, в связи с ограниченным бюджетом, желательно на базе доступных покупных элементов. В идеале, как я понял, конструкция должна быть монолитной, что не совсем приемлимо, всвязи с необходимостью точного ее изготовления, что не каждый сможет во первых - себе позволить, а во второх - проконтролировать эту точность(люфт подшипников я не рассматриваю). Готовые опорные модули не позволяют собрать все это должным образом без применения различных дополнительных конструкций, увеличивающих их высоту. Поразмыслив, набросал такой вот вариант:
Более темная деталь прижимает подшипники, показана одна из четырех(две по вертикали и по горизонтали). Профиль - 40х40(типа KANYA), но это не догма, можно использовать и фрезерованые детали. Соосность крепежных отверстий большой роли не играет, в разумных пределах - можно и “на коленке”,ИМХО. Хотелось бы услышать какие то практические советы в дополнение к теории.
Марат, по поводу материалов: ничего тверже дерева и пластика не планируется, но попробовать на алюминии наверно не удержусь 😒
ЗЫ. Нашел в каталоге оннинен нержавеющие калиброваные трубы диаметром 28 мм - можно попробовать из них сварить конструкцию(28 - наружный диаметр подшипника), конечно с первого раза наверняка не получится, зато практически монолитная конструкция получается…
Вы просто сплющите подшипники при затягивании…
Вы просто сплющите подшипники при затягивании…
Да ну, сталь против дюраля?
Мне честно конструкция не понравилась. Не вижу, как тут можно добиться жесткости.
Потом, какая толщина профиля? В нем ведь несущая резьба будет, а он весь такой ажурный, с рюшечками 😉
Ну и цена этого профиля, конечно, не пять копеек…