Станок 2400х1250х250. Зубчатые рейки. Фрезерование+плазма.
Здравствуйте!
Начинаю проектировать станочек 2400*1250*250. Есть кое-какие наброски. Все двигается на рейсах 20SBC. Приводить портал в движение хочу на зубчатых рейках 20*20 модуль 1,5. Станок будет обрабатывать МДФ, ДСП, пластик. Со шпинделем еще не определился. Собственно с шаговыми двигателями тоже. Также, заменяя шпиндель на плазмотрон, хочу резать листовой метал. Масса портала приблизительно 120кг. Конструкция труба квадратная 80*80*3,1. Основа состоит из двух сварных рам и распорок. К сварной раме привариваэтся пластина шириной 80мм и толщиной 10мм. После термического отпуска фрезеруются площадки под рейсу и рейку. Распорки стянутся винтами М16х30. После выставления параллельности рейс сварится. Потом добавлю косинки для жесткости. Два шаговые двигатели будут двигать портал. Еще не знаю, как их синхронизировать. Но думаю труба Д15 подойдет.
- Посоветуйте шаговый двигатель?
- Какое оптимальное передаточное число редуктора выбрать для фрезерования и плазменной резки?
- Как убрать люфт рейка-шестерня? Форум прочитал, но не нашел.
- Рейсы 20SBC выдержат?
- Какие будут комментарии насчет рамы?
По мере рисования буду сбрасывать остальные чертежи.
- Как убрать люфт рейка-шестерня? Форум прочитал, но не нашел.
- Рейсы 20SBC выдержат?
- Какие будут комментарии насчет рамы?
Раму считали на нагрузки? 80х80мм, имхо, на такой размер хлипковато…
Был у нас случай: проектировали один “нигт клаб”, там придумали на 2 этаж изящную лесенку- хребтовой конструкции(одна палка, на ней ступени). “Конструктор” очень быстро всё сосчитал- двутавр №20 выдержит с запасом!
Сварили, установили ступени, начали ходить… Мама рОдная! При ходьбе по лесенке она шаталась в горизонтальной плоскости так, что страшно ходить было! Хотя по вертикали двутавр держал отлично… Пришлось потом приваривать тягу от лесенки к стене и маскировать её… Это к вопросу у жёсткости…
Рельсы 20SBC- выдержат, у них в динамике расчётная нагрузка около 1700кгс.
Люфт можно убирать подпружиненным прижимом шестерни к рейке, или разрезной шестернёй- одна половина шестерни сдвигается относительно оси на величину люфта и контрится.
Нагрузил часть рамы и проанализировал в космосе. Принимал, что рейсы отсутствуют, и на площадки (смотри рисунок) действует сила 1000Н(100кг) между каретками по середине между стойками. Это наиболее неприемлемый вариант. Масса портала 120кг, или 60 на одну раму. Принимал, что действует только на каретку рейсы. С рисунка видно, что по прогиб далек предела текучести. Критические точки в местах сварки стойки, но если учитывать что там стоять распорки, которые после выставления привариваются, то можно сказать, что прочность еще возрастет. Если будет нужно, добавлю растяжки. В расчете принимал материал ст3.
Блин все щитают прогиб только от веса каретки. Вы пощитайте если опустить фрезу вниз, нагрузить ее килограм 10-15 (хотя я незнаю с какими фрезами вы будете работать) , пощитайте рычаг, и пощитайте какоймомент кручения будет действовать на вашу балочку посредине. И после этого посмотрите какие будут смещения фрезы при фрезерировании. Заодно приймите то что 20 рельсы и каретки не абсолютно жесткая система, и каретки тоже плывут под такими нагрузками. Насколько это уже незнаю, можно пощитать просто корпус каретки насколько он разойдется под такой нагрузкой, так как консоли у вас большие эти микроны выростут в десятки на конце фрезы.
С рисунка видно, что по прогиб далек предела текучести.
Разумеется далёк… 😉
Речь не о прочности, как таковой, а о жёсткости при работе.
При вышепоказанной конструкции портала у Вас приемлемо будет работать только плазморезка, ибо она бесконтактная.
Про нормальную фрезеровку можно забыть. Слишком мала направляющая база для суппорта по Z, одна пустотелая труба в качестве балки Y слишком жиденькая на кручение, жёсткости у неё маловато.
Блин все щитают прогиб только от веса каретки. Вы пощитайте если опустить фрезу вниз, нагрузить ее килограм 10-15 …
Х-м. Спасибо за ответ, но что-то я не могу себе представить эту схему. Набросайте, пожалуйста, рисунок схематически, и я посчитаю.
Насчет точности. Хочу получить от станка точность в пределах 0,05-0,1. Соответственно для фрезерования и для плазменной резки. Реально?
извиняюсь если не понял:
а как ты собираешься ловить параллельность направляющих? подкладывать что-то в местах креплений подпорок? да и в вертикальной плоскости не просто это будет сделать - поймать-то надо максимум одну-две десятки…
мне кажется лучше сварить раму целиком, а направляющие крепить сверху, а не по бокам.
можно так же сварить жесткую раму, а направляющие крепить на сьемных жестких фрезерованных баклах. так и жесткость сохранится и в настройке проще.
извиняюсь если не понял:
а как ты собираешься ловить параллельность направляющих? подкладывать что-то в местах креплений подпорок? да и в вертикальной плоскости не просто это будет сделать - поймать-то надо максимум одну-две десятки…
Выставлять думаю лазерным уровнем.
Для чего я сделал боковое размещение направляющих?
Дело в том, что это позволит уберечь направляющие от засорения. К тому же, при перетаскиванию обрабатываемого материала, они могут повредится. Вот почему выбрано такое размещение направляющих. Хотя это не критично. Можно разместить горизонтально. Тогда наверное не мозникнет вопросов насчет жесткости. Нашел на металобазе трубы 80*80*4,0 и 80*80*6,0. Буду использовать первую. Рама однозначна будет сварная, но сварится будет после стяжки винтами и получения параллельности. У меня нет поверочной плиты. Хотя на одном заводе есть, но он стал дубам после кризиса, а договорится там не будет возможности.
Набросал рисунок с горизонтальным размещением рейсы.
Что на счет редуктора и скорости резания? Какие будут идеи?
Набросайте, пожалуйста, рисунок схематически, и я посчитаю.
Ну типа так набросок, хотя я незнаю конструкции вашей зет.
А с размещением рельсов это вы зря так ставите. вообще рельсы нужно ставить на одну плоскость, все остальное это ИМХО издевательство над самим собой как при настройке так и при експлуатации станка. Агрязь есть всюду, и для жэтого на каретках есть скребки.
Нащет точности на всем поле 0,1 без обратной связи нереально, 0,1 на 500мм реально, 0,05 на 300мм если винты точные можно. Но можно если раму помощнее сделать ИМХО, или фрезеровать с малыми подачами. Для плазмы вообще 0,5мм нормально ИМХО.
Что на счет редуктора и скорости резания? Какие будут идеи?
Какую скорость резания Вы хотите?
От этого и будет зависеть передаточное число редуктора, а от этого- его конструкция.
Для станка таких размеров- одна балка 80х80 с одной рельсой- хлипко. Намаетесь с ним.
Для оси Х и Y будет по две рейсы.
Портал состоит из двух труб 80*80*4,0, сваренных между собой(Рисунок сброшу потом).
Скорость перемещения (в всех направлениях), от 0,1 до 8м/мин - для фрезерования;
Скорость перемещения (в всех направлениях), от 20 до 650мм/мин - для плазмы.
Скорость перемещения (в всех направлениях), от 0,1 до 8м/мин - для фрезерования;
Скорость перемещения (в всех направлениях), от 20 до 650мм/мин - для плазмы.
Ну вот, 8000мм. делите на длину делительной окружности шестерёнки получите обороты в минуту. Под них подбирайте шаговик- напрямую или с редукцией.
Для оси Х и Y будет по две рейсы.
Портал состоит из двух труб 80*80*4,0, сваренных между собой(Рисунок сброшу потом).
Скорость перемещения (в всех направлениях), от 0,1 до 8м/мин - для фрезерования;
Скорость перемещения (в всех направлениях), от 20 до 650мм/мин - для плазмы.
хлипко… даже с трубой 100 хлипко. Минимум швеллер или двутавр 18-ый. А может всё таки передумайте варить трубы, может подумаите о закладных? Будет возможность в дальнейшем отрегулировать конструкцию.
балку портала можно сделать так:
сварить два швеллера нужной ширины с нужной толщиной стенки полостями друг к другу. таким образом получите жесткую балку и одну плоскость для направляющих.
Да. Насчет трубы - согласен. Портал с ней жиденький.
балку портала можно сделать так:
сварить два швеллера нужной ширины с нужной толщиной стенки полостями друг к другу. таким образом получите жесткую балку и одну плоскость для направляющих.
Отличная идея. Где-то я такое видел. Попробую прорисовать.
Принял в расчетах следующие соотношение при расчете редуктора. Может еще кому-то понадобятся.
Пусть скорость перемещения портала принимаю V=12м/мин, модуль всех шестерен и рейки М=1,5. Пусть шестерня имеет Z3=20 зубов. Следовательно, радиус шестерни R3= М*Z3/2=0,015м. Угловая скорость W3=V/R3=800 rad/min. Пускай ведущая шестерня Z1=14 зубов. Приняв передаточное отношение І=5, получим W1 =W3/І=4000 rad/min или 636,9427 об/мин. Вот и все расчеты. Думаю матч вытянет, или я неправ?
Подумываю насчет зубчатых ремней. Кто-то работал с ними? Сможет ли ремень шириной 25мм и шагом 5 дергать этот метал? Или нужно шаг 8мм?
Теперь нужно подобрать шаговые двигатели, и рассчитать момент. Какие порекомендуете?
Подумываю насчет зубчатых ремней. Кто-то работал с ними? Сможет ли ремень шириной 25мм и шагом 5 дергать этот метал? Или нужно шаг 8мм?
видел в работе станок с ремнем на оси У. длина оси 2400мм. летает и дсп за проход херачит. точность нормальная, линейкой деталь мерял - достаточно точно.
ремни круче реек тем, что не требуют точной установки и высокими скоростями.
ремень на станке был чуть шире 20мм. шаг не знаю.
на таком поле 6м/мин будет более чем достаточно, не усложняй)
Я имел введу использовать ремень вместо шестерни Z1 и Z2. Меньше гимора.
6м/мин это Вы имеете ввиду скорость подачи при фрезерование, или перемещение?
пардон, не вьехал))
в редукторе конечно лучше ремень - он вместо упругой муфты будет бороться с резонансом (если я не прав, то поправят)
а 6м/мин - это и подача и холостой ход. поле-то небольшое, а вот инерция - дело важное - скажется на ресурсе приводов.
зы ну на Вы, так на Вы)))