Геморрой-Второй

[svm]

Собрался делать станочек. Первая попытка была лет пять назад, но отсутствие нормального инструмента и опыта
ни к чему хорошему не привели. За это время собрал небольшую мастерскую, ТВ-7М, НГФ 110, НС 12, сварка и куча ручного инструмента.
Еще одним толчком стало то, что за последний год пришлось возвращать к жизни с десяток чужих ЧПУ станков. В ходе реанимации, немного нахватался азов МАЧа,PC-NC, Арткама ну и немного основных принципов построения станков. Для начала собрал макет станочка
http://www.cncmasterkit.ru/viewtopic.ph ... 90#p107990
и постепенно собирал комплектующие. К сожалению кризис не позволил взять то что планировал, и в результате набралась куча разношерстных комплектующих. Ближайшее, что можно из этого собрать это "Геморрой" Трудоголика.
http://www.cncmasterkit.ru/viewtopic.php?f=23&t=2136
Собран на таких-же валах Ф30 мм. Название как я понял отражает процесс создания, поэтому решил взять рабочее название " Геморрой -Второй ".

Исходные данные (в наличии имеются):
Валы Ф30 мм 1700мм - 2шт
Валы Ф30 мм 1400мм - 2шт
Линейные подшипники фланцевые 4 шт
Подшипники скольжения (бронза) 200 мм
57 движки 425 oz
ШВП 1605 длиной 1000 мм, 500 мм,350 мм
Валы 16 мм с линейными подшипниками и опорами
В принципе из механики все

Хочу попробовать сделать "Лего" станок. Из нескольких бысторсменных модулей, позволяющих поэтапно собрать несколько вариантов станка.

первый этап:
Базовый модуль - длиной 1000 мм на валах 30 мм, может использоваться как портал в альбомном варианте или подвижный стол в книжном
Ось Z -стандартная длинной 300 мм
Ось Х ( подвижный стол) 500 - 600 мм

Основной конструкцонный материал профтруба (как наиболее доступный) . Для оси Z скорее всего дюраль.

второй этап:
Длинный подвижный стол около 1000 мм и быстрый портал 300-400мм
Правда это только планы, но возможно к окончанию первого этапа. цены у китайских братьев станут более адекватными.

На данном этапе (ввиду отсутствия практического опыта) никак не могу решить вопрос насколько максимально можно разнести валы Ф30 мм длиной 1000 мм базового модуля, чтобы использовать его как портал или ось для подвижного стола? Нужно-ли применять какие-то дополнительные элементы для увеличения жесткости, или достаточно жестко закрепить валы? Профтруба где-то 70х40 или 80х40.
Кто что скажет

[motoyarik]

Валы диаметром 30 вполне годятся на длину 1 м. Не для стали конечно, но дерево и даже алюминий вполне осилят.

[svm]

Валы диаметром 30 вполне годятся на длину 1 м.

Вопрос пока не о длине. Базовая ось , однозначно будет метр с небольшим (исходя из имеющейся ШВП. Больше интересует разнос валов. Если использовать как ось Х, с подвижным столом,то нужно минимум 300-400 мм. А если как портал? Как скажется большой разнос валов, кроме некоторого удлинения основания оси Z ?

[motoyarik]

Без эскиза совершенно непонятно о чем речь. Какая ось Х, какая ось У? Я для себя решил что длинная горизонтальная ось это Х, а короткая У. Соответственно, что с подвижным столом, что с подвижным порталом, разницы нет. Зачем вам разносить валы на портале? Зачем высокая ось Z? Ведь обработать деталь выше чем длина фрезы все равно чаще всего не выйдет - так что вполне достаточно делать расстояние от стола до нижней точки портала 80-100 мм. Соответственно и ход оси Z достаточен 100-150 мм. У вас и ШВП уже подходящая есть. А разносить направляющие портала намного больше чем ширина оси Z тоже нет смысла.

[svm]

Я хочу использовать базовый модуль в нескольких вариантах компоновки станка.
Он может использоваться или как ось Y портала в альбомном варианте или как ось Х
в книжном. Потому и требования такие противоречивые. Где золотая середина?

[motoyarik]

Можно портал сразу сделать метровым вместе с установленной на него вертикальной осью. Для начала закрепить его неподвижно и сделать подвижный стол 50 см, а потом, когда появятся длинные валы на опоре или рельсы, сделать его подвижным и намного увеличить поле обработки.
У меня примерно так и получается - модуль на основе мотоциклетной вилки с вертикальной осью (или горизонтальной, смотря как использовать) из скутерной вилки. Правда до оЧПУшивания пока далеко

[svm]

С этого, я и хочу начать, но оставить возможность использовать основной модуль в качестве оси Х. Конструкция слишком массивная и есть опасения,что скорости будут невысокими. Линейные подшипники весят по 600грамм (это уже 2 кГ), плюс пару-тройку килограмм их обвязка, плюс сама ось Z и шпиндель . Получается солидный вес и ждать от него хорошей динамики проблематично. Возможно лучше использовать на оси Х с подвижным столом, и сделать легкий , быстрый портал на имеющихся валах Ф16 мм. Хоть где-то скорость приличной окажется, а может перестраховываюсь и все не так страшно.

[svm]

Не зря говорят:"Как вы лодку назовете так она и поплывет"
Раз назвал "Геморрой", то и узлы соответственно гемороидальными получается.
Начал прикидывать каретку портала.
Навскидку, просматриваются три варианта:

1- коробка 140х300х80 металл 3-4. Конструкция, достаточно громоздкая и нетехнологичная.

2- профтруба 80х80х300. В принципе неплохая конструкция. Если,
немного подрезать фланцы подшипников, то кроме юстировки проблем вроде нет.

3- Тавр с укосинами - жесткость, простота сборки и юстировки. Да и вес
должен меньше быть.

В чем плюсы и минусы этих вариантов? Возможно есть что-то более рациональное?

Набросок трех вариантов каретки.

[wal]

1- коробка 140х300х80 металл 3-4. Конструкция, достаточно громоздкая и нетехнологичная.

Именно похожую конструкцию применяют в машиностроении.
Третий вариант я бы вообще на рассматривал,второй вариант при необходимости можно применить,только подшипник установить снаружи.Пилить подшипник - не дело,да и ремонтопригодности при этом никакой.
Продумайте первый вариант

[motoyarik]

Удобнее всего получается швеллер. Хотя это зависит от конструкции оси Z.

[svm]

Удобнее всего получается швеллер.

1 вариант-
Согласен, на картинке все хорошо. Но придется установить подшипники соосно и еще , чтобы оси двух направляющих были параллельны. Если использовать стандартный швеллер, то с натягом проходит 16аУ или лучше 18. Если учесть качество их изготовления, то возиться с юстировкой придется очень долго. Да и вес у них порядка 16-19 кГ/М. собирать из полос на сварке-поведет.

Второй вариант немного получше, но с юстировкой тоже проблемы.

А чем плох третий вариант? Толщина фланцев у подшипника 10 мм, диаметр 76. Если зажать между ними металл 5-6 мм, то соосность, я думаю не пострадает, жесткость тоже. Во сяком случае, вряд-ли этот узел будет испытывать нагрузки которые его перекосят.
Родилась такая идея .
Подшипники крепятся как и в 3 варианте, но на квадратной пластине 80х80 (дюраль 8-10 мм) , а она в свою очередь на болтах по середине уголка 150х80 тоже собранного на болтах. Получается мощная длинная каретка с двумя плоскостями для крепления. Здесь только одна проблема, выдержать параллельность граней уголка и оси подшипников. Но в случае крепления на них оси Z это не очень критично, зато соосность подшипников получается автоматически, ну и желательно выдержать одинаковое расстояние от оси подшипников, до опорных поверхностей пластин.

Типа этого:



А теперь критика, пока болгарку не брал.

[wal]

зато соосность подшипников получается автоматически

Да,получается,теоретически.Но Вам нужно на каждый подшипник свою опору.Понятно что сложнее изготовить,юстировка сложнее,но получите жесткость несравнимую с предлагаемой Вами конструкцией по варианту 3.

[svm]

Понятно что сложнее изготовить,юстировка сложнее,но получите жесткость несравнимую с предлагаемой Вами конструкцией

Полностью согласен, но если учесть, что сталь грызть не придется, то стоит ли добиваться того, что никогда не сможешь использовать, а затраты времени и нервов в этой конструкции намного меньше. Учитывая размеры подшипников, толщину материала и наличие ребер жесткости, должно хватить для возможных нагрузок.
В конце концов все можно переделать при необходимости.

[svm]

Ну вот наконец-то полевой сезон закончился, второй день идет дождь со снегом и удалось попасть в мастерскую. Начал делать базовую ось. По задумке она может использоваться как ось Х в книжном варианте, тогда на подшипниковый блок ставится ось Z. Стол в этом случае будет подвижным. Второй вариант это ось Y. В этом случае на подшипниковый блок ставится легкий подвижный портал. Исходя из этих соображений и имеющихся в наличии комплектующих валы диаметром 30 мм разнесены на 300 мм друг от друга. В качестве стоек использована профтруба 60х40х3. Так как 8 отверстий при таких размерах достаточно сложно сделать с высокой точностью, сделал насколько смог, но расхождение где-то 0,5 мм есть. Поэтому особо с ними не заморачивался т.к. сразу решил после юстировки приварить "накладные отверстия" - шайбы проточеные в размер. Но все равно напильником пришлось помахать около четырех часов. В качестве каретки решил использовать профтрубу 120х80 или 120х120. Какую найду на базе. Все остальные варианты хлипковаты. Вот пока и все успехи. Ну и немного фото в процессе.





Валы временно заменил калиброванным прутком длиной 600 мм , чтобы не испортить хромированные. В принципе они хорошо помогли предварительно выставить геометрию.

[svm]

Ну вот семь часов работы напильником и каретка катается как по маслу, только шум как от поезда. Может потому что подшипники еще не прикручены. В общем первый геммороидальный узел практически готов. Понял, что профтруба для этих целей не самый лучший вариант. Ни одной плоской грани, все выпуклые. И даже на длине 400 мм есть ощутимый винт. ШВП 16х5 длиной 1000 мм на фоне остального смотрится как-то бледненько.

[Serjik]

Винт это плохо. может стоило поискать трубу в другом магазине поровнее?, ну ладно выпуклая грань... но вертолет тут сосвсем никуда

[svm]

Объездил все металлобазы, нашел только в одной и то остаток.
Немного преувеличенно труба выглядит так:

Фланцы подшипников сверху и снизу упираются в трубу, а по центу висят почти на полмиллиметра. Придется болгарочкой подшабрить.
Ну а вертолет я думаю больше уже не изменится. Подкорректирую выступающие углы. Мяса там много - 5 мм.

[svm]

Сегодня решил попробовать сделать опору ШВП. За основу взял стандартные опоры, слегка упростив конструкцию. Подшипники 6101 или 7001 2 штуки, еще понадобился кусок трубы , две шайбы и пару часов работы. Труба была проточена снаружи и отторцована.Длина на 1 мм длиннее сборки подшипников, чтобы вставить между ними дистанционную шайбу. На одном конце сделана внутренняя проточка для маленькой шайбы, с другой наружная для большой. Затем закрепил маленькую шайбу слегка накернив и обварил. После этого проточил снаружи. Затем то-же с большой, ну и расточка посадки под подшипники. Осталось сделать крышку, просверлить крепежные отверстия. Вот фото в процессе:

Исходные материалы



Готовый корпус опоры



Внутреннее устройство





В сборе

[svm]

Сегодня хватило времени только на то, чтобы поставить ШВП. Правда работа пошла медленнее. Все круглые и полукруглые напильники облысели, остался только старый с советских времен. ШВП встала удачно, прогнал вручную каретку из одного крайнего положения в другое, свободный конец ШВП стоит как вкопаный.

[svm]

Поставил на ШВП шкив от рубанка. Пришлось делать новую втулку для посадки на ось ШВП и закрепить на ней немного урезанный шкив.






Заднюю опору ШВП пришлось вынести на 90 мм от боковой стойки, для того чтобы не уменьшать ход оси. Получилось 850 мм.





Теперь нужно делать ось Z. Исходя из имеющихся материалов (дюралевые пластины 120х400 и ШВП 1605 350 мм, круглые валы диаметром 16 мм и длиной 400), есть три варианта:

1 Длина каретки 150 мм, расстояние между валами 70 мм, ход оси 130 мм



2 Длина каретки 210 мм, расстояние между валами 70 мм, ход оси 180 мм



3 Длина каретки 120 мм, расстояние между валами 100 мм, ход оси 180 мм



Что лучше? И может есть еще варианты?

Собственно вопрос в том: какой ход оси Z достаточен? Насколько критичны размеры каретки (расстояние между осями валов и разнос подшипников) стоит-ли гоняться за миллиметрами?

[svm]

Идем дальше. Для крепления навесного оборудования к каретке по углам вварил соединительные гайки М10.




Предварительно собрал ось Z . Получилось длина по концам подшипников где-то 220 ход оси 120 мм.

[svm]

Закончил с осью Z. Расстояние между подшипниками 200 мм, ход 140. Сделал экспериментальный образец муфты между ШД и ШВП. Делал по образу и подобию китайских братьев, только элластичную вставку сделал пока из термоклея. На испытаниях ставил её между шуруповертом и битой, саморез 4х45 мм закручивает под углом гродусов 5, далее разваливается. Завтра поищу сырую резину, попробую вставку из неё запечь. И еще заготовка немного тонковата оказалась, болтами крепить ненадежно, толщина стенки на ШВП всего около 3 мм. В принципе можно сделать прорези и затянуть хомутами.



Ну и еще основание сделал, из остатков большой пенорезки.

[svm]

Коротко процесс изготовления концепта муфты:
Две заготовки и оправка

Пробный вариант с термоклеем

Заполнена сырой резиной и забандажирована,
теперь в духовку 160 градусов 30 минут

После запекания

В разборе

Готово

Впоследствии конструкция будет скорее всего изменена, а может и нет. Крепление в данном варианте хомутами, если найду заготовку потолще, то стандартное крепление

[svm]

Рабочее название "Гемморой второй " оправдывает свое название. Более менее закончить удалось только когда подхватил грипп. Выдались десять дней для спокойной работы.
Сделал подвижный стол, правда вылез косяк. На стадии предварительной сборки использовал старые ржавые валы, с ними все было прекрасно. Когда поставил "нормальные" полированные валы оказалось, что они кривые. На расстоянии 850 мм концы не сходятся на 5 мм. Почти день ушел на то, чтобы подобрать их взаимное расположение и теперь подшипники скольжения хотя бы не клинят. Так, что валы придется менять.
Драйвера поставил на ТВ6560, питание от переделанного компового БП. Выжать из него удалось только 21 вольт. Ток движков 3А. Скорости получились около 1,5 м/мин.
Конструкция получилась легко разборная, при необходимости расположение элементов можно менять., для получения оптимальных результатов. При пробном запуске косяков не обнаружилось, только немног шатается при движении оси Х. Стоечки придется немного укоротить и добавить укосины для жесткости.
Вот несколько фото того, что пока получилось

Общий вид




Привод стола


Привод оси Х


Крепление портала


Ось Z




Электроника