ЧПУ от А до Я
Всем доброго времени суток!
Желание сделать станок ЧПУ достигло своего апогея. Шальные мысли посещали мою голову года полтора назад, но быстро ее покинули, потом вернулись и крепко в ней засели (уже пару месяцев). В общем лед тронулся, перечитывал форумы статьи (по моему мнению лучшая статья «Механика самодельного станка ЧПУ» от Графа), накачал справочников, установил SolidWorks, разобрал струйник Epson, печатную машинку Ятрань, раскурочил парочку амортизаторов, купил 4 ДШИ-200-3.
Станок планирую использовать для фрезерования древесины и неспешного фрезерования небольших (максимум 150х150мм) литейных форм из дюраля. Рабочее поле хочется 750х400х60мм, но готов умерить свои желания до 550х350х60мм.
Начал в Солиде делать чертежи сразу появилось куча вопросов. Сказывается отсутствие технического образования, раньше то и слов таких не знал – «квалитет».
С помощью фрагментов чертежей и постов Графа, AlexSpb, Toxa, других уважаемых форумчан и справочника Анурьева в голове началось прояснение.
Не плохо бы было в этой теме попытаться собрать максимум нюансов по конструированию ЧПУ, вплоть до элементарных.
Как начинающий ЧПУ-строитель нуждаюсь в помощи спецов и не только, готов пройти путь от А до Я наполняя тему подробными отчетами, чертежами и другой полезной для новичков вроде меня инфой.
P.S. Это мой первый в жизни пост, если что поправьте.
P.S. Это мой первый в жизни пост, если что поправьте.
Интересненько… а сколько же Вам лет?
Я лично знакомство начал с www.vri-cnc.ru там есть очень толковый форум на эту тему. Токо боюсь модераторы этот топик скоро обрежут (ссылку)
Да простят меня правила форума 😈
Началоесть, поехали:
Поковырявшись в принтере, печатной машинке, и др. хламе решил делать на покупных направляющих. Начал конструировать в Солиде сразу появилась куча вопросов: длина втулки скольжения (соотношение к диаметру), расстояние между втулками на осях, диаметр направляющей и т.д. На многие вопросы получил ответы из вышеуказанной статьи: соотношение диаметра втулки к направляющей 0,8-1,2, направляющие на Z и У ре шил променять 16 мм., на Х колеблюсь между 16мм и 20мм. У кого есть соображения а желательно и практика по прошу высказываться по диаметру направляющих.
Вот еще интересная инфа, автора к сожалению не помню (читал форумы, все что понравилось копировал в Word):
Обычно длину втулки скольжения берут примерно равными диаметру направляющей, а вот расстояние между ними на одной направляющей зависит от многих факторов. Рассчеты конечно есть, но они для хоббийных станков очень сложны. Поэтому рекомендую просто делать по аналогии с промышленными образцами. Например для вашего случая длина втулки 15-25 мм, а расстояние между ними будет зависеть от того, где они будут стоять. Например на оси Z чаще всего расстояние между втулками выбирают равному длине перемещения, на оси Х - в зависимости от высоты портала. Чем выше портал, тем больше должно быть расстояние между втулками на направляющих Х.
Приведу для примера промышленный комплект.
Для рельсовой направляющей диаметром 20 мм с подшипниковыми втулками, рекомендуют расстояние между центрами втулок не менее 120 мм. Это минимальное расстояние.
И еще гдето встречал такую рекомендацию для боковины портала:
Из верхней точки боковины проводят вниз две линии под углом 30 градусов друг к другу. Расстояние между точками пересечения этих линий с нижним края портала покажет минимальное расстояние между центрами опор(втулок). Но это опяь таки усредненное значение и не учитывает нагрузок, хотя для хоббийного применения чаще всего достаточно.
Сегодня чуть позже выложу картинки Солида.
Вот собственно картинки:
Ну StepFour он и в Африке StepFour…
Правда немножко не закончено: посадочные места под подшипники винта, сами подшипники, подкладки под гайки по оси У и Х, но это все в процессе… Макет так сказать прикидочный по ходу дела будет трансформироваться.
Начнем с кронштейна оси Z
По случаю приобрел на распродаже складских остатков одной фирмы 2 направляющих SBC для оси Z длиной 195мм диаметр 16мм поле допуска g6. Предельные отклонения 16g6 по справочнику -6,-17 мкм.
Втулки решил делать бронзовые, длина 13мм, внутренний диаметр 16H7?, наружный 20 p6? (планирую сажать в корпуса по посадке H7/p6 в книге Анухина «Допуски и посадки» рекомендуется применять для тонкостенных втулок).
Вопрос: какую посадку порекомендуете применять для данных валов H7/g6, H8/g6, другую?
Господа, критикуйте, советуйте, предлагайте!!! Я думаю многие через это прошли, многим еще это нужно.
Чуть позже выложу чертежи втулки, кронштейна, сборочный.
У меня по ходу построения станка ,уже раз 10 чертёж переигрывался. Ось Х собрал ,и опять переделывать всё буду в чертеже.И всё изза технических возможностей металлообработчиков и наличия материалов.Короче я бы на вашем месте после создания чертежа сверился бы с наличием материала и возможностями их обработки , а потом подкоректировал чертёж под эти возможности.Время просто сэкономите.
У меня по ходу построения станка ,уже раз 10 чертёж переигрывался. Ось Х собрал ,и опять переделывать всё буду в чертеже.И всё изза технических возможностей металлообработчиков и наличия материалов.
Я думаю начинать сверху (с Z), Вы я так понял начали снизу с Х. Взял я значит сборочный чертеж кронштейна Z (нашел на форуме, Граф выкладывал с допусками) пошел на производство общаться. Фрезеровщик поглядел чертеж, почесал макуху, сказал что изготовить может, но посоветовал посетить другое производство, где более точное оборудование. Вот я и хочу для начала начертить чертежи втулки, кронштейна Z, сборочный, с помощью форумчан и коллективного разума определится с допусками и посадками. Потом изготовить, посмотреть качество, цену и продолжить дальнейшую разработку станка
rcopen.com/blogs/28228?tag=559
вот. и голову ломать не надо))
почти все покупается в одном месте, за пару вечеров собирается и настраивается. и выйдет все равно дешевле, чем по токарям да фрезеровщикам бегать.
Полностью согласен! Отличная, Простая, и вообще просто Супер!!! И всего-то нужно сем пластин прямоугольных отрезать и все!
я бы добавил, что отрезать можно даже циркуляркой или лобзиком, если дюраль взять. и даже угол реза и его кривизна не скажется на результате. а дырки (отверстия)) ) можно сделать на любом сверлильном станке, лишь бы он мог зажать сверло нужного диаметра. либо дырки сделать квадратными с помощью того же лобзика и ручной дрели со сверлом ф10мм.
а если винты заменить зубчатыми ремнями, то еще и скорость станка можно получить дикую)) и изготовить будет проще, только немного дороже.
Я думаю начинать сверху (с Z), Вы я так понял начали снизу с Х. Взял я значит сборочный чертеж кронштейна Z (нашел на форуме, Граф выкладывал с допусками) пошел на производство общаться. Фрезеровщик поглядел чертеж, почесал макуху, сказал что изготовить может, но посоветовал посетить другое производство, где более точное оборудование. Вот я и хочу для начала начертить чертежи втулки, кронштейна Z, сборочный, с помощью форумчан и коллективного разума определится с допусками и посадками. Потом изготовить, посмотреть качество, цену и продолжить дальнейшую разработку станка
С неё Z я и начал😁 поскольку готовая она уже была! Х тоже неоригинальна. Y вот она для меня проблема была и пока есть.
Если еще и направляющие укоротить, то можно от сверления избавится. А раму сварную из трубы 40*80, тогда пластины резать не придется
rcopen.com/blogs/28228?tag=559
вот. и голову ломать не надо))
почти все покупается в одном месте, за пару вечеров собирается и настраивается. и выйдет все равно дешевле, чем по токарям да фрезеровщикам бегать.
Вот что меня больше всего интересет в этом станке так это вес каретки?? И соответственно прогиб валов на оси Х.☕
Сталь 10мм!!!
Кстати да. Я делал так же, только сталь была в разных местах 4,5 и 6мм. Основание только (где-то 500х500ммм) вырубили из десятки. тащил вручную через весь город. уср#лся.
Согласен, вобщем не плохая альтернатива заменить дюраль сталью, купить подшипники скольжения, станочный профиль и т.д.
Но у меня цель разобраться с нуля с конструкцией Step Four как у Графа в статье. В своем посте № 4 выложил картинки макета станка. К сожалению их сейчас не видно, вылаживал через radikal.ru (сейчас он не работает по тех. причинам). Завтра картинки должны появится.
Т.е. с проектом я определился но у меня есть ряд вопросов, которые я задал ранее:
1 Диаметр направляющих на ось Х при длине 750-1000мм. Применить 16мм как в StepFour или все же 20мм. Приветствуются соображения подкрепленные практикой.
2 Направляющие валы оси Z SBC 16мм g6. По какой посадке сажать бронзовую втулку скольжения на данные валы?
3 По какой посадке сажать втулки в корпуса?
Итог: посты есть, полезной инфы – нет.
На всякий случай, так для понимания:
StepFour …inode.at/…/assembly manual Basic 540 2004.pdf
Статья Графа: www.rcdesign.ru/articles/tools/cnc_mechanics
Заранее всем благодарен за консруктивную критику, и дельные советы
так у Графа же написано все подробно)
и материалы и допуски.
только смысл этой конструкции, чтобы сделать много тысяч станков с минимальной себестоимостью. то есть конструкция хороша при серийном выпуске.
а вариант по ссылке описывает, как сделать такой же станок быстрее, без заводов, без риска и не дороже, чем изготавливать станок, содранный со степфо.
так у Графа же написано все подробно)
и материалы и допуски.
У него в статье рекомендуется посадка H8/f7, т.е. поле допуска вала f7 -16,-34мкм, поле допуска отверстия H8 -27,0мкм. У меня валы с другим допуском - g6 -6,-17мкм. Суть моего вопроса с каким полем допуска сделать отверстие во втулке, что бы не было лишних люфтов и перекосов.
По моему мнению конструкция технологична, при чем тут серийный выпуск?
при том, что для изготовления этого станка потребуется достаточно точное оборудование. зато при наличии этого оборудования он дешев и технологичен в производстве. это насчет серии.
а насчет допусков - точно померьте вал и выточите втулки на 0,05-0,1мм больше. за счет неточностей при изготовлении корпусных деталей и сборки люфтов не будет. ничего не утверждаю, но я бы сделал так.
Благодарю за советы.
Я тоже не категоричен. Кронштейны Z и Y планирую из дюраля, боковины Х возможно и пересмотрю в сторону стали или текстолита. Изготовлю кронштейн Z тогда и буду принемать дальнейшее решение
Оцените пожалуйста грамотность и адекватность чертежей, может где надо увеличить допуски? В принципе чертеж втулки и сборочный практически позаимствованы за исключением некоторых размеров (надеюсь автор меня простит). Стоит ли назначить на чертеже кронштейна отклонение перпендикулярности горизонтальных граней (верхней и нижней) по отношению к базовой поверхности (вертикальной лицевой грани). Или хватит допусков на параллельность центов отверстий?.
Еще хотелось выложить архивчик с деталями и чертежами в Солиде мож кому понадобится, правда не знаю как.
1 Диаметр направляющих на ось Х при длине 750-1000мм. Применить 16мм как в StepFour или все же 20мм.
Все конено зависит от массы каретки, но на 700мм если вы собираетесь дюраль обрабатывать минимум 25мм, я бы даже 30 ставил. Если 1000 мм то от 35
Еще хотелось выложить архивчик с деталями и чертежами в Солиде мож кому понадобится,
Пока не надо. Когда построите и настроите, то понадобятся кому-нибудь обязательно.
Все конено зависит от массы каретки, но на 700мм если вы собираетесь дюраль обрабатывать минимум 25мм, я бы даже 30 ставил. Если 1000 мм то от 35
Масса портала без шпинделя и его держателя выходит не более 10 кг. Кстати кто подскажет примерный вес шпинделя например Kress800? Я тоже сначала думал применять валы 25 диаметра. Посмотрел на другие станки: у AlexSpb 25мм, у оригинального StepFour 16мм при длине 750мм, у Графа в статье говорится о 16 мм при длине около 1метра, но из выложенных им на форуме чертежей корпуса и втулки понятно что диаметр вала 20мм (наверное у 16мм при такой длине хватает недостатков).
Из дюрали фрезеровать планирую небольшие литьевые формы 150х150мм, ну максимум 200х200мм. Ширину стойки Х планирую около 150мм. Прочитав следующие посты в дебрях форума начал склонятся 85% в сторону 20мм., 10% -16мм. и 5% 25мм. направляющих
Пусть каретка находится посередине метровых направляющих. Направляющие максимально прогнулись. Вопрос – на сколько надо передвинуть каретку, чтобы прогиб направляющих изменился на 0,05 мм? Можно рассчитать. Пусть это будет 150 мм. Значит, мы просто говорим, что точность станка по Z равна 0,05 мм на площадке 150х150 мм. Я плохо представляю себе хобби применение станка, где мне потребовалась бы такая точность по Z на деталях большего размера. А для раскроя на всей длине мне и вовсе прогиб направляющих Х пофигу.
• Нельзя сделать дубовую негнущуюся раму, жестко установить на нее дубовые негнущиеся направляющие, повесить на них такую же дубовую негнущуюся каретку и ожидать, что все это будет хорошо ездить на длине, превышающей 4 базы каретки с минимальными зазорами в подшипниках.
• Любая непрямолинейность направляющих соизмеримая с зазорами в подшипниках приведет в такой конструкции к заклиниванию, а непрямолинейность в 40…50 микрон на длине 1000 мм будет - не ходи к гадалке!
• Совместная расточка посадочных отверстий для направляющих такой длины не панацея, т.к. чем длиннее направляющие, тем больше их непрямолинейность. Кроме того, необходимость выдерживать микронный допуск на межцентровом размере более 400 мм – очень большая проблема.
• Каретка должна деформировать направляющие под себя, а значит должна быть жестче направляющих, поэтому регулировка подшипников скольжения в ней недопустима.
• Конструкция на основе двух круглых направляющих ВСЕГДА компромиссная. Работает она на деформациях. Жесткой и дубовой в ней должна быть только каретка Х. Тут все средства хороши. Все остальное – дышит. Такой станок не каменная статуя. Точность его зависит не от жесткости направляющих и кареток, а от, так сказать, глубины этого дыхания. Я утверждаю, сделать станок подобной схемы, уложившись в точность по ХY не хуже 0,1 мм, можно. Главное не переборщить с дубовостью.
Вес Кресса 1.8 кг., если не ошибаюсь.
Обязательно на Х 25мм.Почему то мало кто обращает внимание на один ньюнс в статье Графа. Ту точность что он задаёт ТОЛЬКО на размере 150х150мм.Валы всё равно гнутся недуром для точности обработки аллюминия.Но на поле 150Х150 этого нет, в любом месте стола.
порекомендовал бы следующее:
две части Z соединить пластиной с задней стороны.
винт по Y переместить по середине между направляющими, гайку же прикрепить на пластину Z.
В противном случае обязателен перекос Z.
Как понял, на всех осях винт висит на валах ШД, не рекомендую, лучше чтоб винт опирался с двух сторон на подшипник, передача с ШД на винт через муфту.