Станок ЧПУ для моделиста

Dj_smart

Чёрт побери, а оно стильно даже как-то… Под ретро, что-ли 😃. Красиво!

fly55

Ну уж не знаю по моему фанера это перебор 😃. Вроде дюраль и доступна и не сильно дороже фанеры в розницу, а пилиться так же электролобзиком.
К тому же за обозначеный бюджет 30-40 тысяч можно уже и купить что то. Вот тут например www.purelogic.ru/cnc_mill.html цена какраз с 43 тысяч начинается а если киты на ebay поискать и заказть то можно и чего-то побольше собрать за те же деньги…

Не внушает фанера доверия как то мне… хотя может это предубеждения 😃)

Constantine

по моему перебор совмещать несовместимое, проще взять валы от гидроцилиндров и втулки качения в алюминиевых блоках.
будет проще и такое же по жесткости если не больше.

это по определению должно быть дешевле чем рельсы
единственный смысл вижу в том что фанерную конструкцию можно через какое-то время заменить на алюминий/сталь, шпильки на ШВП и получить совершенно другой станок.

Граф

О фанере.

Моделисты хорошо знают свойства этого материала и им не надо объяснять особенности конструирования изделий из фанеры и дерева. А особенности эти есть.

Главная особенность - фанера не дружит с винтами и гайками, совсем не дружит! Даже шурупы и саморезы для фанеры это плохо. Фанерная конструкция, детали которой соединены таким образом, разболтается очень быстро. Винты, гайки, саморезы - только помогают клею, который и обеспечивает надежное соединение.

Кстати о клее.
Для склеивания фанеры можно использовать любой древесный клей, подходящий для конкретных условий эксплуатации. Условия эксплуатации у нас простые - на улице под дождем и снегом станок работать не будет, только дома. Поэтому, вполне подойдет ПВА. Очень хорошо использовать густой циакриновый гель, однако, он намного дороже. И все-таки, без эпоксидки не обойтись - эпоксидные составы незаменимы при склеивании металла и фанеры, а в нашем станке такие места есть .

Ударная вязкость материала (способность гасить вибрации) параметр один из самых важных. У фанеры этот параметр на высоте. Что для станка, конечно, хорошо.

Один из главных недостатков фанеры - выраженная анизотропия механических свойств. Например модуль упругости фанеры вдоль и поперек волокон в среднем отличатся в 2 раза. Этот факт надо обязательно учитывать при конструировании деталей, какие бы маленькие они не были.

Вообще, деталей в фанерном изделии должно быть много. Чем их больше, тем ровнее, жестче и надежней получается конструкция. Отдельные детали ребер, подкосов, косынок, упоров, сухарей, планок и прочее в том же духе, т.е. всего того, что для конструирования из металла является плохим тоном, для фанеры - очень даже хорошо! Парадокс? Вовсе нет. Клееная конструкция сродни сварной, или даже литой. Можно получить большие и весьма замысловатые корпусные сборки, склеенные из множества простых плоских деталей, причем жесткость таких сборок оказывается на высоте. Например, на модели самолета клееная моторама из фанеры 6 мм отлично держит ДВС 20…25 кубов и не разваливается, и жесткость достаточная.

Это позволяет свести количество разъемных соединений до минимума. Например, этот станок содержит всего 6 относительно крупных клееных корпусных узлов, которые будут свинчены.

Граф

Еще из особенностей.

ВСЕ детали, составляющие клееную сборку, какие бы маленькие они не были, должны быть на шипах. Шипы в пазы должны входить плотно, с небольшим натягом. Это позволяет выровнять конструкцию и сохранить в дальнейшем геометрическую точность изделия.

То, что уважаемый Dj_smart назвал РЕТРО, тоже особенность конструирования из фанеры - никаких острых углов. Округлость форм распределяет нагрузку и предотвращает сколы материала на углах.

TimRS
Граф:

О фанере.
Главная особенность - фанера не дружит с винтами и гайками, совсем не дружит!

А направляющие как крепить? 😒

Граф

Направляющие и винты.

Шариковые линейные направляющие. Почему они? Потому что в данном случае они проще и надежнее любых других. Направляющие это тот элемент конструкции, в котором надо быть стопроцентно уверенным. Мы как бы цепляемся за заведомо точные покупные элементы и “наворачиваем” остальную конструкцию вокруг них. Кроме того, плоский рельс крепится по плоскости. Множество шурупов, которыми крепится рельс, это тоже плюс.
Все это позволяет распределить нагрузку и облегчить фанере жизнь, в отличии от круглых направляющих, которые на концах в месте крепления создают концентрацию нагрузки, что для фанеры плохо. В принципе, можно применить круглые направляющие на подложке, но они более габаритны, а нам раздувать размеры станка не выгодно.

Я использую направляющие SBMNS09 с шириной рельса 9 мм. Несмотря на миниатюрность это достаточно мощное устройство. Одна каретка держит в динамике 142 кг, а в статике и того больше - 290 кг. Это за глаза, с запасом.
Ходовые винты - это резьбовые шпильки с рынка. На Y и Z - М8, на Х - М10. Подшипниковые узлы просты, как правда - в фанерных пластинках делаются отверстия для подшипников, а между ними прокладывается дюралюминиевая пластинка (толщина 2 мм), в которую подшипники упираются. Сам винт фиксируется обычными гайками на “Локтайте”. Простенько и сердито. Задача максимально облегчить замену винтов. А менять их придется. Ходовые гайки у меня капролоновые, а капролон материал серьезный. Даже при наличии смазки капролоновая гайка интенсивно стирает сырую резьбовую шпильку. Поэтому винт должен быть простым - отрезал новый кусок от покупной шпильки и вставил, желательно без дополнительной обработки концов.

Как быстро сотрется винт? Понятия не имею! Но то, что сотрется, это точно, а вот гайка будет жить! И это для бюджетного станка хорошо, т.к. гайку надо заказывать токарю, а это дороже шпильки.

TimRS:

А направляющие как крепить? 😒

На эпоксидке и шурупах 😃

Граф

Рабочее поле и габариты станка.

Рабочее поле станка будет 75х200х600 мм. Почему 75х200 я уже писал - чем меньше, тем лучше (в смысле, проще обеспечить необходимую жесткость). А вот почему 600, а не 700 или 800? На самом деле габарит по Х не принципиален. Можно сделать и 1000, были бы рельсы нужной длины. У меня рельсы максимальной длины 730 мм, поэтому рабочее поле получилось 600 мм, а вообще, какая нужна длина, такую и можно сделать. Только один нюанс. Чем длиннее столешница, тем она должна быть толще.

Адепт

Идея с деревом - шикарна, дешева и сердита! Но вопросец терзает маленький. Поскольку Вы, уважаемый Граф уже ответили по поводу влаги, которая должна коробить станок у нерадивого хозяина, однако не будет ли та же вава, применив рельсовые направляющие, требующих периочическое обслуживание и смазки неизбежно попадающую на несущие детали станка? Древесина и фанера маслице любят впитывать, а так же любят при этом иногда коробится и расслаиватся, если не применить дополнительные меры защиты.

ukr-sasha

Интересно, можно ли рассчитать жесткость такого станка в СолидВоркс, как делают для металлических? И что покажут расчеты?

boroda_de
Адепт:

если не применить дополнительные меры защиты

Вы сами себе и ответили: кто мешает пройтись лаком для себя, любимого.

Sergey_S

Стер пыль с дубовой фанеры, смазал электролобзик, стер слюни.
Кто тут в цари на изготовление последний? Ни кто? Так я первый буду (с).😋
С нетерпением жду продолжения.
Подходов по изготовлению такого станка было несколько штук. Даже есть рельсы и немного шпилек. 😇

Граф
Адепт:

Древесина и фанера маслице любят впитывать, а так же любят при этом иногда коробится и расслаиватся, если не применить дополнительные меры защиты.

В принципе, вам уже ответили 😃 От себя могу добавить.
На счет масла. Масло фанере не вредит. Обычную строительную фанеру пропитывают горячей олифой для придания ей водостойкости (например, при использовании в качестве наружной обшивки лодки или катера. У меня был такой). Кроме того, существует бакелизированная фанера. У нее слои склеены клеем на основе фенолформальдегидной смолы. Эта фанера вообще ничего не боится и, к тому же, гораздо прочнее обычной (800 кг/см2 вдоль волокон рубашки). Есть, так называемая, авиационная фанера, тоже очень подходящая для наших целей. В общем есть простор для творчества.

ukr-sasha:

Интересно, можно ли рассчитать жесткость такого станка в СолидВоркс, как делают для металлических? И что покажут расчеты?

Вряд ли получится из-за, как я уже говорил, выроженной анизотропии механических свойств. Имеет значение направление волокон наружних слоев склееных деталей, клеевой слой неравномерен, клей пропитывает древесину и меняет ее свойства и т.д. и т.п.
Короче, ничего полезного подобные расчеты не дадут.

Продолжим.

Вот балка портала.

Некоторым может показаться, что тонкие ребрышки только усложняют и ничего полезного не дают. Это неправильно. Дают. И еще как! Не забывайте, ребрышки не привинчены, а ПРИКЛЕЕНЫ! Это монолитная конструкция

Creolka

Великолепно!
Но!
Есть пара маааленьких ньюансов.
Первый:
Использование прицизионных направляющих - это расточительство.
(в данном случае)
Второе:
Правильная работа этих направляющих обеспечивается правильной установкой онных, что на фанере почти недостижимо. Все данные по установке, как правило, показаны в паспорте на эти направляющие.
Третье:
Шпильки!!!
(несуразится - шпильки и высокоточные направляющие)
Ну замените хотябы на трапецию 12х3!

Я ни в коей мере не сомневаюсь что станок будет работать!
Работа Вами проделана колоссальная, но появилось ощющение что рождается новый вид моделизма, или точнее новый класс моделей… (затрудняюсь в “обозвании” этого класса).

…моё сугубо личное мнение…, как моделиста,
“решпект” и уважуха! ( это из серии - такова “селява”)

Марат

Уважаемый ГРАФ!
Снимаю шляпу!
Настоящий инженерный подход!!!

По поводу расточительства…заниматься юстировкой рельсов при точности + - 0,1mm на дереве нет необходимости .
Это тоже моё личное мнение:)

Граф
Creolka:

Великолепно!
Использование прицизионных направляющих - это расточительство.
(в данном случае)

Ездить на трехсот сильном джипе по московским пробкам - расточительство…
Сидеть в интернете на супер навороченном компьютере с четырехядерным процессором и винчестером на 240 гигов - расточительство…
Ставить гигантскую ванну с гидромассажем в дачном домике, где достаточно душа на улице - супер расточительство… Продолжить? 😃

Мне УДОБНО ездить в джипе 😃
Мне УДОБНО на навороченном компьютере 😃
Мне УДОБНО мыться в джакузи на даче 😃

Так вот.
В данном случае, ставить такие направляющие УДОБНО!! 😃
В любом случае, ничего более удобного, что можно применить для фанерного станка я не вижу. Впрочим, это не значит, что ничего более удобного не существует в природе 😃

Мне кажется, нельзя создать ВЕЩЬ экономя буквально на всем, это будет уже не ВЕЩЬ, это будет УБОГАЯ вещь 😃 😃

comA

Блин ,после прохода жертвенного слоя и сверловки на новом станке етот вариант будет наверное первым,что я нарежу 😃 КРАСОТААА.
p/s Эт новое слово в станкостроении 😃)

Dj_smart
Граф:

Так что, кто не любит работать ручками - лучше не браться.

Опять микроны, жёсткость и пр. А об основном забыли. Цитата выше. Это не ящик под картошку склепать 😃. Ей-бо бы взялся, хотя фанеру(хорошую) у меня найти сложнее, чем, скажем, дюраль. Но вот чую, что не вкурю. Именно так - чтобы КРАСИВО. Но мозги в этом направлении шелестят, мож созрею😁

Граф
Марат:

По поводу расточительства…заниматься юстировкой рельсов при точности + - 0,1mm на дереве нет необходимости .
Это тоже моё личное мнение:)

Обижаете! 😃
Я ожидаю ± 0,05 мм. 0,1 это все поле допуска 😃