ЧПУ по алюминию (600х400х200)
Сергей, вы не рассматривали вариант использование более жесткого профиля в качестве рабочего стола? К примеру такой АД31Т1 140х100х10. В своей конструкции использовал профиль 80х50х4, остался не довольным результатом. Однозначно могу утверждать, что даже выполнив склейку эпоксидкой профилей между собой, станина получается откровенно слабой. Вдобавок к этому, в процессе склейки, тем более пятиминуткой, как вы описывали выше, можно легко получить волнистую поверхность стола из-за неравномерности распределения смолы между деталями.
АД31Т1 140х100х10
А где такой есть?
в Алросе
цену еще не узнавал.
В центр 140х100х10 для усиления можно разместить 80х50х4, а в полости залить полимер.
если и собирать из подобных профилей рабочий стол, то лучше все же с шагом. Хоть профили достаточно точные по форме, но может иметь место кручение.
я у них этот профиль увидел в июне. Оказалось то что мне надо. Позвонил - есть вналичии, правда цена драконовская (~190 руб/кг). Пошел проектировать станок. В начале сентября хотел заказать, но манагер сказала, что это был разовый заказ и его больше не будет - заказчик выкупил оснастку - если хотите такой профиль закажите новую и ждите 4 мес. Больше я с ними не общался.
в понедельник хотел звонить. Жаль конечно если нет.
Уважаемый Граф! Не возникало желания отфрезеровать или притереть в плоскость станину, после ее сборки с проклейкой? Тот же вопрос и касаемо балок оси Х (отфрезеровать после сборки плоскости прилегания к столу и к верхней планке)? Неужели алюминиевый профиль, используемый в станке такой точный?
Спасибо!
Смонтировал привод балки по оси Х
Собственно, по механике это все. Вручную крутится и ездит нормально. Надо ставить станок на постоянное место, подключать электронику и пробовать фрезерование.
Не возникало желания отфрезеровать или притереть в плоскость станину, после ее сборки с проклейкой? Тот же вопрос и касаемо балок оси Х (отфрезеровать после сборки плоскости прилегания к столу и к верхней планке)? Неужели алюминиевый профиль, используемый в станке такой точный?
Дело не в том точный или не точный профиль, дело в том одинаковые или неодинаковые заготовки из которых собран стол. Т.е. если труба, из которой нарезаны заготовки стола, в сечении не строго 100х40, а, скажем, 99,64х30,82, то мне это по барабану. Главное, чтобы все заготовки были нарезаны из одной трубы, или из труб, лежавших рядом в одной пачке, т.е. из труб одной партии.
Это не стальной прокат. Прессованные трубы по геометрии (плоскостность и перпендикулярность граней) гораздо точнее стального проката.
Лично у меня не возникло желания фрезеровать столешницу. Тем более, что на нее должны быть прикручены полосы (толщиной 12…14 мм), которые образуют Т-образные пазы. Вот, сверху надо будет пройтись фрезой.
Или будет уложен специальный профиль с пазами.
По поводу обклейки/заполнения труб чем-либо.
Надо различать две вещи - комфорт (отсутствие лишних шумов) при работе на станке, и вибрации , которые приводят к так называемому дроблению фрезы при фрезеровании.
Так вот. никакая обклейка не спасет, если фреза начнет дробить от недостатка жесткости или резонанса. И тут все внимание надо приложить к оси Z. Для наших станков (станков типа портально-гравировально-фрезерно-раскроичных) именно ось Z в этом смысле самое уязвимое место.
Если Z не жесткая, не спасет самый массивный и жесткий стол. Будет дробить, а это значит пострадает точность, чистота поверхности, увеличится износ фрезы.
Например, передняя (подвижная) панель оси Z станка, обсуждаемого в этой теме, имеет толщину 40 мм (!!!), а задняя (неподвижная) - почти 30 мм. Вес оси почти 15 кг. Этим самым уводим частоту собственных колебаний оси в область более низких частот порядка 40…55 Гц. А это значит, что при скоростной обработке вероятность резонанса уменьшается. Ось Z должна почти все погасить.
Теперь стол. Если обрабатывается мелкая деталь, а тиски в которые она зажата, массивные, то вместе с массивной осью Z (при скоростной обработке алюминия), тоже будет хороший результат. При этом, сам стол, на котором стоят тиски, играет второстепенную роль. Вот если тиски дохлые, то стол должен быть дубовый.
Если заготовка относительно большая (массивная), то… ну, в общем, надеюсь, понятно…
Т.е. массивный, жесткий стол это, конечно, очень хорошо, но не самоцель. Тут много нюансов - и размер рабочего поля, и обрабатываемые материалы, и режимы обработки… Для каждого конкретного случая (станка) может быть найден компромисс. Я этот компромисс реализовал так, как вы видите в этой ветке.
Ок. Ваш ход мысли мне понятен. У меня ось Z по масса-габаритным характеристикам и жесткости такая же. Хорошо конечно, если все так и будет. На счет тисков массивных, есть что-нибудь на примете?
Нет. Пока не до этого.
Лично у меня не возникло желания фрезеровать столешницу. Тем более, что на нее должны быть прикручены полосы (толщиной 12…14 мм), которые образуют Т-образные пазы. Вот, сверху надо будет пройтись фрезой.
Благодарю за ответ, все ясно и понятно!
Граф,
вы говорите о собственных частотах колебаний узлов станка и даже приводите конкретные цифры - 40-55 Гц.
Можете рассказать какую методику расчета или измерения вы использовали для получения этих цифр?
Спасибо!
По совету Baha залез вспомнить закон Гука
ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Гука
Там написано:
“Коэффициент упругости зависит как от свойств материала, так и от размеров стержня. Можно выделить зависимость от размеров стержня (площади поперечного сечения S и длины L) явно, записав коэффициент упругости как…”
К_алюм=К_стали !?
Действительно, из того, что написано в Википедии, четко следует, что при в три раза большем сечении алюминиевого стержня его жесткость примерно равна жесткости стального стержня. Но ведь это сказано по поводу деформации растяжения!.
При любом виде нагружения жесткость детали определеяется двумя ее характеристиками - геометрической характеристикой сечения и прочностной характеристикой материала.
При растяжении это площадь поперечного сечения и модуль упругости.
Но, приводя свой пример, Граф ведь справшивал: “Какая пластина прогнется больше, т.е. какая пластина жестче?”. Следовательно и говорить нужно о деформации изгиба. То есть считать жесткость как отношение нагрузки к прогибу. В этом случае характеристиками, определяющими жесткость, являются момент сопротивления изгибу и тот же модуль упругости.
Момент сопротивления изгибу для пластины прямоугольного сеченя пропорционален квадрату высоты и ширине этого сечения (не нужно никуда лазить, уж поверьте на слово). В примере Графа высота сечения, это толщина пластины. Поскольку толщина алюминиевой пластины в три раза больше, чем у стальной, а ширина у них одинаковая, момент сопротивления изгибу алюминиевой пластины в 9 раз больше чем у стальной . А модуль упругости алюминия в три раза меньше, чем у стали. Вот и получается, что в примере Графа изгибная жесткость алюмиевой пластины в 3 раза больше, чем у стальной.
Совсем другая картина получается при повороте пластин “на ребро”. Здесь высотой сечения будет уже ширина детали, одинаковая для обеих пластин. А ширина сечения в этом случае, это толщина пластин, которая для алюминия в три раза больше. Поэтому момент сопротивления изгибу при работе пластин “на ребро” для алюминия только в 3 раза, а не в 9 раз больше, чем для стали. Поскольку прочностная характеристика алюминия (модуль упругости) в три раза меньше, изгибная жесткость двух пластин при работе “на ребро” примерно одинакова. Точно как жесткость при растяжении. где геометрические и прочностные характеристики различаются в те же три раза и в разные стороны.
В связи с этим, показались странными слова Графа о том, что жесткость одинакова, как ни крути. Жесткость при растяжении и сжатии - да, как ни крути. А изгибная жесткость очень даже зависит от ориентации сечения относительно плоскости изгиба.
И еще одно. При работе “на ребро” обе пластины прогнутся одинаково, причем гораздо меньше, чем прогибается стальная пластина при работе “плашмя”. Это понятно и по здравому смыслу" и по сопромату, поскольку в этом случае момент сопротивления изгибу многократно больше, чем при работе “плашмя”. А фотографии с поставленной на ребро линейкой, из которых делается вывод, что абсолютная деформация в обоих случаях одинакова и меняется только ее “характер”, это “из другой оперы”. Линейка это слишком тонкая пластина, для которой картина деформации действительно другая и слишком сложная. К ней приведенные выше рассуждения применимы только в случае работы на изгиб “плашмя”. А при работе на ребро появляется потеря поперечной устойчивости, а это свсем другая песня.
Я бы еще добавил, что резонансные частоты при равных геом. размерах у алюминиевой детали будут выше. Это очевидно, ведь алюминий легче. Если прикрутить к алюм. детали стальной профиль, частота колебаний в работе резко снизится, а это наверное хорошо.
Давно думал о том, чтобы вместо гаек для крепления рельс использовать железную полоску или другой профиль из стали с резьбовыми отверстиями.
…
Момент сопротивления изгибу для пластины прямоугольного сеченя пропорционален квадрату высоты и ширине этого сечения (не нужно никуда лазить, уж поверьте на слово).
…
Ну да, наверно таки именно сечение имеет решающее значение, чем дальше от центра сечения детали уведен материал тем лучше он будет сопротивляться изгибу, окружность самое оптимальное сечение 😃
У окружности зато самое идеальное свойство для увеличения амплитуды резонансных частот. А это не гуд.
Ну да, наверно таки именно сечение имеет решающее значение, чем дальше от центра сечения детали уведен материал тем лучше он будет сопротивляться изгибу, окружность самое оптимальное сечение 😃
Вы четко выразили суть работы сечения (кроме оптимальности круга) и почти теми же словами что и в книге Н.М. Беляев «Сопротивление материалов». Вот цитаты с картинками из этого, на мой взгляд, лучшего учебника по сопромату всех времен и народов:
«При изгибе балок материал около нейтральной оси принимает на себя малые нормальные напряжения… и также не может быть использован полностью. Поэтому целесообразно переделать прямоугольно сечение так, чтобы удалить материал у нейтральной оси и часть его сэкономить, а часть перенести в верхнюю и нижнюю части балки, где он будет работать более интенсивно. Так получается (рис. 162) из прямоугольно сечения профиль двутавра, обладающего той же прочностью и меньшим весом……
…. при решении вопроса о наиболее экономичном проектировании сечения следует стремиться к тому, чтобы при одной и той же площади F получить наибольший момент сопротивления и момент инерции. Это ведет к размещению большей части материала подальше от нейтральной оси.»
Рис. 162
Но вот, что написано дальше:
«Однако для некоторых сечений можно увеличить момент сопротивления не добавлением, а, наоборот, путем срезки некоторой части сечения, наиболее удаленной от нейтральной оси.
Так, например, для круглого сечения срезка заштрихованных сегментов (рис. 163) несколько увеличивает момент сопротивления, так как при этом мы уменьшаем момент инерции в меньшей степени, чем расстояние до крайнего волокна Z max.»
Рис. 163
С точки зрения теории упругости все ясно из последней фразы цитаты. А вот с точки зрения «здравого смысла» ситуация выглядит парадоксально: убираем материал, уменьшаем высоту сечения, а сопротивление изгибу увеличивается!
Попробую предложить простое объяснение и для «здравого смысла»:
Наиболее нагружены крайние волокна сечения. В круглом сечении крайние волокна это практически точка. В «срезанном сечении» крайних волокон существенно больше:
А то, что сопротивление изгибу у такого сечения, хоть и не намного, но реально больше, проверено практикой. Сошлюсь на два факта:
- Во всех грамотно построенных деревянных мостах все бревна, работающие преимущественно на изгиб, обтесаны на два канта.
- Был у меня приятель, который собственноручно исследовал усталостную прочность стальных образцов круглого сечения. Давал миллионы циклов изгиба до появления усталостной трещины, ее развития и до поломки. Так вот. Во всех опытах трещина появлялась, развивалась до глубины в одну десятую диаметра, затем останавливалась и только после некоторого, довольно большого, числа циклов, распространялась дальше вплоть до поломки образца.
Со шпинделем пришел кронштейн - обработанная отливка из силумина.
Сделана плохо, резьбы не нарезаны, допуски не выдержаны. И в довершении всего - трещина на всю высоту хомута. Короче, на выброс.
Пришлось сделать новый, “правильный” кронштейн. Кстати, цена своего кронштейна и того, что приехал из Китая - одинаковая.
Деньги за бракованный кронштейн вернули.
Вот так это выглядит на оси Z
Общий вид
Остались только кожухи.
Вы четко выразили суть работы сечения (кроме оптимальности круга) и почти теми же словами что и в книге Н.М. Беляев «Сопротивление материалов».
Все бы замечательно, но… Это все для статики… Ни коим образом не учитывается динамическая нагрузка и резонансы… А против резонансов наиболее устойчивы ассимметричные фигуры…
Если удастся достать типа такого www.step-four.at/hp2/index.php?action=409 то это лучший вариант.
Если нет, то придется сделать Т=стол из отдельных полос.
У китайцев на taobao можно купить вот такой профиль. По чертежу вроде толщина стенок 5мм.