Search in topic

Фрезерный станок 800х600х200 мм

Cоздание посадочных креплений под рельсы или ЗАЛИВКА МЕТАЛЛОПОЛИМЕРА

еще раз напомню что я изначально проектировал цельносварную раму. все деформации при сварке я планировал устранить путем заливки посадочных плоскостей под рельсы с помощью металлополимера.

Скрытая проблема:

итак на станке будут установлены рельсы HIWIN HGR20. покупал в Purelogic’е. если память мне не изменяет то мне там сообщили что рельсы каленые. глубину прокала правда не помню но не суть.
раньше я в руках подобных вещей не держал поэтому рассчитывал что цельнометаллический рельс даже на длине 1070мм (ось Х) будет несгибаемой ровной палкой-убийцей. однако мне предстояло неприятно удивиться когда я взял оба рельса оси Х и приложил друг к другу: рельсы не были идеально ровными (изгиб был около 0.5мм на глаз). пробовал прикладывать разными плоскостями - везде была кривизна. еще больше расстроился когда увидел как эта кривизна легко исправлялась легким надавливанием пальцем на краю рельса - т.е. рельсы элементарно гнулись на такой длине!

таким образом рельс уже не мог быть эталоном жесткой и ровной поверхности. что делать?

я вышел из положения таким образом:

• надел на рельс 12 кареток
• купил 2 алюминиевых уголка 40х40х3 мм (самый толстый и прямой профиль который нашел в магазине OBI, 470руб/шт блин)
• оч аккуратно просверлил крепежные отверстия и прикрутил их к кареткам так что получился некий швеллер:

теперь рельс “распрямлен” и готов к следующему этапу. исходное состояние стенки:

сделал бортики из пластикового уголка и залил клеем отверстия. в 2 отверстия поставил полые штифты и поставил 2мм “шпалы” (на них будет крепиться рельс):

установил рельс:

после этого я начал заливку металлополимера с 2х концов. однако даже “жидкая” версия оказалась недостаточно текучей чтобы растечься. поэтому я залил только незначительный объем:

после этого стало понятно что сначала нужно было залить весь объем металлополимером, механически выровнять уровни, и только потом быстро установить рельс. именно так я и поступил потом (залил сверху вторым заходом):

готовый результат:

однако получилось не так как задумывал:

• во-1 я ошибся в плотности металлополимера при расчете и поэтому переборщил с объемом. из-за этого уровень металлополимерной подушки поднялся местами аж до кареток.
• во-2 (самое главное) я недостаточно сильно прикрутил рельс с одного конца. как следствие между рельсом и шпалой образовался слой невытесненого металлополимера толщиной примерно 0.5-1.0 мм. и как следствие получился перекос… не годится! пришлось взять в руки болгарку и за несколько часов полностью удалить эту подушку:

повторная заливка (или работа над ошибками):

Ура! получилось!

на заметку:
при работе с металлополимером нужно очень тщательно обрабатывать нужные поверхности разделительным составом. в противном случае металлополимер намертво прихватится. адгезия у металлополимера великолепная (сделан на основе эпоксидных смол). я использовал восковой состав в аэрозольной упаковке купленный в Пенте (не реклама). обработал нижнюю часть рельса перед заливкой очень фанатично. тем не менее извлекать рельс пришлось монтажкой со значительным усилием. низ кареток тоже частично был задет воском поэтому они легко отлипли когда отделял все при первой неудачной заливке.

* * *

сегодня мне стало интересно проверить “кривизну” сварной рамы.
для этого я полностью прикрутил на все болты оба рельса. один встал в паз в новой подушке, второй - поставил через проставки одинаковой толщины (2 мм):

и сверху поставил портал:

получил интересный результат: несмотря на то что портал был установлен наспех и с перекосом (угол между осями Х и Y был не строго 90 град) тем не менее портал достаточно легко и с равномерным усилием перемещается по всей длине рельсов. это при том что я толкал портал как посередине, так и отдельно за левую и правую стойки.
правда это мой первый станок и у меня нету опыта катания других порталов поэтому мне сложно определить насколько легко катается именно этот. зато определенно могу сказать что устранив перекос портала он будет кататься заметно легче (каретки HIWIN HGW20CA).

так вот к чему я: получается что портал легко перемещается несмотря на то что один рельс прикреплен к ровной подушке в то время как второй - крепится к раме которую мы считаем всю кривой после сварки.
но если б рама была действиельно кривой то тогда не было бы равномерного хода портала по всей длине рельса. следовательно можно сделать вывод что рама все-таки не такая уж кривая. естественно я говорю о конкретной конструкции (лазерный раскрой + крепеж паз/шип + точечная сварка в аргоне).

посему на данном этапе я не исключаю что можно было бы без существенного падения точности крепить рельсы на проставках непосредственно к раме (без геморроя с металлополимерными подушками).

более точный взгляд на эту проблему у меня появится после заливки второй подушки и повторного “заезда” портала…

вот на сегодня это пожалуй все.

получается что портал легко перемещается несмотря на то что один рельс прикреплен к ровной подушке в то время как второй - крепится к раме которую мы считаем всю кривой после сварки.

С такой конструкцией портала и раставлением рельсов, даже если бы рельсы стояли с волнами в 1мм вы этого не заметите. Стойки портала легко выгнутся под такими неровностями. У вас стойки хорошо работают усилиях от фрезы по Х, а по У, они легко складываются в паралелограм. Также она делают примадиу при неровностях установки рельсов. Нужно и делать пустотелую конструкцию стоек, с сечением хотыбы в половину сечения по Х. А у вас посмотрите какое огромное сечение по Х, а по У в десятки меньше, хотя силы там одинаковые, не понимаю чем была выбрана такая малая толщина, при такой огромной консоли.
Попробуйте рукой нагнуть портал по У, увидите легко 1-2мм согнется от усилия 20-30 кг ИМХО.

Жили бы вы в “Тьмутаракани” я бы еще понял, но в Мосве то!!! Поверочная линейка страшный сон для вашего станка!

2 olkogr:
стойки сварены в одно целое из нескольких частей:
(а) 2 листа (3мм)
(б) 4мм перегородки с установкой шип/паз в (а)
(в) втулки под крепежные болты

вот как она устроена:

теперь портал:

портал тоже цельносварной. по форме - прямоугольник. параллелограмом его не поведет тк спереди по периметру специально приварен прямоугольный лист для удержания прямых углов.

получается следующее:
верхняя половина стойки крепится к порталу => параллелограммом эта часть не уйдет.

нижняя половина стойки в этом отношении слабее. однако в самом низу стойки крепятся на каретки/рельсы (=нижние точки зафиксированы), сверху - к порталу.
поэтому слабым можно считать только участок стойки от кареток до портала.
но и там есть кое-что: 4 поперечные стальные полосы толщиной 4мм, шириной 14 мм. точных расчетов я не делал но интуитивно для целей станка (дерево/мдф/алюминий) жесткость должна быть приемлемой. а долбить гранитные плиты фрезой 30мм с заглублением 50мм с подачей 80м/мин в мои планы не входит 😃

поэтому слабым можно считать только участок стойки от кареток до портала.

Вот как раз там и гнется, 14мм слишком мало при такой консоли. Конечно если складывание портала на 0,5-1мм при усилие на фрезе в 20кг вам не страшно это другое дело. Но тогда зачем было делать такими жесткими остальные детали станка. Доказательством служт тот факт что на криво установленных рельсах все легко ездит а не клинет.

Однозначно портал на таком размере компенсирует даже на глаз заметные искривления.

А по поводу металло-полимера я делал проще - просто взял и прижал вместо рельсы кусок того же уголка. Какой смысл сначала прикручивать к нему рельсу - ровнее уголка она не будет в таком случае 😃

Соответственно после установки уголка получил плоскость и упорную поверхность. ну и слой полимера старался наносить минимальный как и советовали в лео.

Все получилась.

2 olkogr:
если после запуска и наладки вылезет проблема с прогибающимися стойками то всегда можно (а) сделать новые стойки с более толстыми ребрами жесткости или (б) доварить на имеющиеся стойки пару-тройку ребер (геометрия позволяет).
так что в будущее пока смотрю оптимистично.

а вчера-сегодня залил и второй рельс металлополимером. после очередной сборки и установки портала на рельсы показалось что по двум металлополимерным подушкам портал ездит легче чем по одному металлополимеру с одной стороны.
хотя не исключено что сегодня просто ровнее прикрутил стойки и портал…

2 fly55:
(1) я тоже думал об этом. но отказался от этой идеи.
рельс HGR20 имеет ширину 20мм. длина у меня 1070мм. с полкой в 20мм толщина уголка будет ну максимум 2мм. найти ровный уголок 2мм толщины мне кажется просто невозможно. про русаловский/саянский лом вообще даже не говорю. я с трудом выбрал более-менее ровные 2 уголка 40х40х3. буржуйские.
(2) рельс в основании имеет не прямоугольное сечение - там на гранях есть фаски.
мне хотелось чтобы подушка тоже имела фаски.

слой металлополимера у меня такой:
(а) станок - рельс: 2 мм
(2) основание рельса - верхний край подушки 2-3мм (поверхность неровная, после полимеризации выравнивать не стал ибо смысла не вижу)

Господа, нужна ваша помощь…

приключилась тут у меня проблемка одна - когда сваривал подшипниковые узлы из пластин то выравнивал по медной трубке на коленке и не доглядел что выставлено было криво. в итоге нормали у подшипника в креплении нет 😦 нужно переделать.
а раз так то хочется красоты и поэтому захотел сделать фрезерованные из алюминия или стали… ну и вдобавок втулки тоже цельные а не наборные…

поэтому прошу отзовитесь если у вас есть возможность за разумное “спасибо” отфрезеровать/оттокарить вот такие деталюшки (толщина площадок X, Y, Z - 8 мм):

(изображение сильно сжато движком форума, оригинальное разрешение = 1031 x 1058 пикселей, если открыть картинку в отдельном окне - тогда все размеры видны).

Могу помочь твоему горю и совсем, мне кажется, недорого. Расценка исходя из стоимости фактического потраченного времени на деталь в сумме 250р/час. Если подходит - пиши. Изготовления этих деталей реально закончить в начале следующей недели, стоимость могу сказать после чертежей с допусками.

georgnsk:
спасибо что отозвались. но далековато находитесь 😦
если у меня совсем не получится решить все быстрее и ближе то тогда вероятно обращусь к вам за помощью. еще раз спасибо за предложение 😃

Насчет выравнивания рельс тут подумал а что если рельс натянуть?
Просверлить два отверстия в торцах, сделать крепеж с учетом того что рельс будет немного над поверхностью ну и натянуть его болтами, потом одну боковину пластилином заляпать на бок поставить и шприцом заполнить пространство между рельсом и основанием?

это выглядит еще более сложным. да и все равно будет провисание определенное.
достаточно взять изначально прямую жесткую конструкцию (например тот же самый уголок) и прикрепить к рельсу - это его распрямит.
вообще когда я болгарил рельс HGR20 то очень удивился насколько относительно просто он режется… по ощущениям обычный черный пруток со стрительного рынка резать сложнее…
посему я вообще не понимаю как можно было построить со словами “This is the best CNC Milling machine that I have ever built” вот это: www.youtube.com/watch?v=R9biQVRtuUQ&feature=rec-LG…

и насчет шприца - прямая открытая заливка всего объема мне кажется предпочтительнее тк металлополимер относительно густой. он не проливается как вода… поэтому выравнивать уровень приходится вручную. я брал зубочистки и чиркал по поверхности - из-за поверхностного натяжения верхний слой перетягивался на нужное мне место и там медленно растекался…
и то конечная поверхность получилась волнистой…
шприц будет локально “переливать”…

* * *

существенное дополнение

ранее я написал предположение:

получается что портал легко перемещается несмотря на то что один рельс прикреплен к ровной подушке в то время как второй - крепится к раме которую мы считаем всю кривой после сварки.
но если б рама была действиельно кривой то тогда не было бы равномерного хода портала по всей длине рельса. следовательно можно сделать вывод что рама все-таки не такая уж кривая. естественно я говорю о конкретной конструкции (лазерный раскрой + крепеж паз/шип + точечная сварка в аргоне).

посему на данном этапе я не исключаю что можно было бы без существенного падения точности крепить рельсы на проставках непосредственно к раме (без геморроя с металлополимерными подушками).
.

справедливости ради отмечу что это утверждение было верным на оси Х. однако перед заливкой подушек на оси Y я выявил перекос после сварки портала: расстояние между рельсами Y было одинаковым на краях портала, однако посередине был “горб”.
это был мой косяк при сварке: недостаточно жестко зафиксировал свариваемые элементы. соединение шип-паз в 3х плоскостях на станине (ось Х) исключало такую неточность а на портале Y такая неточность получилась.
прикрутив оба рельса Y на “шпалы” и устроив пробный заезд оси Z я и обнаружил заметно возрастающее усилие при достижении каретками этого горба.

металлополимер разумеется все выровнял но это я написал к тому что крепить рельсы непосредственно к раме все-таки не стои т тк есть вероятность кривой сборки.

Вопрос к автору - не поделитесь опытом, как Вы варили стойки портала? В смысле порядок соединения и сварки деталей (места сварки). Тоже планирую сделать такие стойки, но вот не могу представить как сварить все это в одно целое.
Заранее спасибо за ответ.

ничего сложного нет.

для простоты:

• “внешние ребра” - перегородки расположенные по внешнему диаметру за исключением нижней (=основание).
• “внутренние ребра” - перегородки которые расположены вокруг треугольного отверстия в стойке
• “щека” - вертикально основание стойки

я делал так:

• сначала все ребра киянкой установил в пазы и собрал стойку воедино (с 2мя щеками) и зажал струбцинами.
• шипы от внутренних ребер точечно прихватил на внешней стороне щеки
• снял щеку
• точечно приварил внутренние ребра в недоступных извне местах к щеке
• приварил втулки
• снова все собрал
• струбцинами плотно зажал конструкцию (через каждые 5-10 см примерно)
• теперь уже снаружи точечно приварил внешние и внутренние ребра к щекам
• на щеках проварил все стыки шип/паз
• нижнее ребро (основание) приварено к щекам почти по всему периметру контакта

таким образом точек крепления получилось более чем достаточно

опечатка:
вместо “внешнему диаметру” читать “внешнему периметру”

С интересом следил в свое время за этой темой.Сегодня прочитал в другой ветке как вы говорите о системе охлаждения шпинделя ,о вопросах использования СОЖ, подразумевая что все это уже используется на вашем станке.В связи с этим многим ,думаю,было бы интересно увидеть фотоотчет.В знак уважения ко всем кто проявлял внимание и помогал советами,с вас фото.

понимаю ваше любопытство. разумеется будут и фото и видео.
но поясню: станок еще не завершен - осталось доделать рабочий стол (над ним сейчас и работаю).
да, еще одно пояснение: на станке уже принципиально другой стол по сравнению с предыдущими версиями из этой ветки. как вы правильно заметили, на станке будет использоваться СОЖ для работы с цветметом. вот сейчас собственно станок и точит (точнее выравнивает) собственное рабочее поле (алюминиевая база).
после этого - полный разбор, покраска и обратная сборка. вот тогда и будет полный фото-видео-отчет 😃

PS. над станком, к сожалению, работаю набегами, поэтому все так расстягивается.

Работа над проектом близится к завершению.
Как говорил ранее, первоначальная версия станка претерпела значительные изменения для (а) упрощения и (б) работы по цветмету с СОЖ.

Сейчас доделываю рабочий столик: ванна из чернухи + Т-образный стол (алюминий + нержа). Алюминиевая основа столика практически полностью отфрезерована (станок сам себя фрезеровал для вывода плоскости XY).

Вся электроника настроена и работает без помех (ноутбук (Mach3) + SS + 8 индуктивных концевиков + PLC545).
Китайский шпиндель 1.5К + инвертор рулится пока вручную (делаю нужен внешний ШИМ-контроллер чтобы рулить из-под mach3; встроенный в PLC545 так и не смог толком настроить).
Передвигаемся со скоростью 5800мм/мин.

Система подачи СОЖ и охлаждайки для шпинделя почти полностью собраны (пока нету радиаторов, ибо не греемся еще сильно).
Оставшийся фронт работ:

• дофрезеровать столик (1 день)
• установка кабель-каналов
• наладка
• изготовление новой Z-платформы и ножек (станок сам сделает)
• разборка
• покраска
• финальная сборка

вот как-то так.

Вопрос по металлоплимеру: со момента заливки прошло изрядно времени, как выглядит этот полимер сейчас? Дал ли усадку, отслоился ли где, потрескался?

выглядит совершенно без изменений. никаких усадок. он уже на второй день стал твердым. адгезия оч хорошая (знаю, тк первую заливку пришлось болгаркой срезать из-за технической ошибки, я писал об этом выше + фото). правда металлические поверхности были отпескоструены.

Т.е. можно принять за основу, что твердеет весь и сразу, без “летучих соединений”, которые потом понемногу испаряются и вызывают усадку.
Рассматриваю возможность создания балок станин и порталов из “композита” квадратных металлических трубок и подобного полимера.