SFU16 Dehnung/Stauchung/Biegung infolge der Axialkräfte

  • Guten Abend werte Fräsfachgemeinde =)


    Ich liebäugle schon länger mit den Mineralguss Fräsmaschinenprojekten (FS2MG zb.)
    Nun ist es soweit, nach längerem Hin und Her habe ich mich entschlossen selber eine zu bauen.


    Ich plane gerade das Querhaupt, und würde aufgrund meines beschränkten Budgets auf 750 mm lange SFU16mm Chinas-Kugelgewindespindeln zurückgreifen.
    Nun stellt sich bei der Länge die Frage ob ich mit Dehnung und Stauchung der Kugelgewindespindel infolge der Axialkräfte (entlang der Y Achse) rechnen muss?
    Oder sind die Fräskräfte so klein dass diese keine Rolle spielen?


    Ich würde mit der Maschine gerne "sinnvoll" Alu und andere NE-Metalle zerspanen.


    Eckdaten:
    2,2 kw Chinaspindel
    Nema 23 2 Nm - Übersetzung 2:1
    Verfahrweg ca 500x500x250
    X Achse - 2 30 mm Rexroth
    Y Achse - 2 25 mm INA
    Masse Querhaupt: ca 60 KG
    Steuerung: TB6560


    Im Anhang befindet sich ein "Zwischenstand" der Planung.
    Konstruktive Vorschläge nehme ich gerne an.


    Danke schonmal & Gruß,
    Michael

  • Hallo,


    was für Kräfte erwartest du den, wenn du dir über derartige Dehnung und Stauchung Gedanken machen musst? Oder hast du solch enorme
    Temperaturunterschiede. Allein vom bewegen der Achsen werden die KG-Spindel kaum so warm, das man sich über die Dehnung der KG-S. Gedanken machen müsste.
    Es seiden du willst mit unrealistischer Zustellung und Vorschub arbeiten. Aber glaub mir, vorher meldet sich an deiner Maschine etwas anderes.
    Also, würde ich mir darüber weniger Gedanken machen.
    Was natürlich dein Mineralguss im ausgehärteten Zustand für Eigenschaften hat, kann ich dir nicht sagen.


    Gruß Dietmar

  • Ich erwarte als Fräskräfte Werte im Bereich von 1000 - 2000 N ( ~ 200 kg).
    Annahme:


    AlMg1
    HSS 3-Schneidenfräser
    ae=8mm, fz=0,2
    100 m/min
    (siehe Bsp. Berechnung aufhttp://www.precifast.de/spannkraft-schnittkraefte-berechnen/)


    Welche natürlich teilweise an den Führungen hängen bleibt und damit noch reduzierter bei der Spindel ankommt.


    Im Netz habe ich Steifigkeitswerte von 313 N/µm gefunden.
    Was bei einer Kraft von 2000 Newton dann Dehnungen von ~ 7 µm
    Das würde in den "Ist mir Wurscht" bereich fallen =)



    Kann das hinkommen?

  • Moin,


    wenn du schon deratig viel Arbeit in dein Projekt stecken willst, spare lieber noch etwas und Kaufe dir dann gescheite Spindeln!


    Du wirst dich massig ärgern wenn du schlechte Spindeln erwischt und sie dir im ungünstigsten Fall nach einer gewissen Zeit flöten gehen oder du von Anfang an ein recht hohes Umkehrspiel hast!


    Einstellbare Muttern gibt es z.B. von Rexroth und Isel wobei mir persönlich die Rexroth Variante besser gefällt. Die ist in Längsrichtung geschlitzt und daher genau so steif wie eine nicht einstellbare Mutter, anders als beispielsweise die Rundmuttern von Isel.


    MfG Micha

  • Ja du hast natürlich recht.


    Es ist nur wie schon erwähnt so dass ich ein sehr beschränktes Budget habe.
    Glücklicherweise bin ich bereits stolzer Besitzer der 4 Linearführungen, Fräsmotor und den Steppern sowie der Steuerung.
    Dementsprechend ist die Neuinvestition für meine MG-Fräse überschaubar und besteht im Wesentlichen aus:


    -> Dem Polymerbeton (ich rechnet mit ca 13 kg für Querhaupt und Bodenplatte)
    -> Dem Flachstahlankern (welche Dicke sollte ich da einplanen?)
    -> und einer Spindel (inklusive Riemenrad, ...)


    Die Z-Platte besitze ich auch bereits vollständig.
    In Zukunft werde ich dort aber die verwendeten SCS16LUU Rundführungen durch Bosch Rexroth Linearführungen ersetzten.


    Wenn ich kein Pech habe und keine Montagsspindel bekomme sollte die Qualität für mein Vorhaben ausreichen.
    Wie schon beschrieben sollte die Dehnung/Stauchung ja wurst sein.


    Gibts von jemand noch konstruktive Hinweise bezüglich des Querhaupts?
    Sind die Abmaße in MG realistisch bzw. zu steif? Wenn ich irgendwo auf etwas Masse verzichten könnte, wäre das nicht schlecht :-)


    Die Dicke des Querhaupts beträgt an der dünnsten Stelle 9 cm.
    Darf ich das Querhaupt etwas filigraner gestalten oder bin ich mit 9 cm schon an der unteren grezne angelangt?


    Eventuell sollte ich einen neuen Thread aufmachen und dort Tipps zu meiner Konstruktion einholen ?!


    Grüße und danke für die Mithilfe,
    Michael

  • Hallo,


    zu der MG Verarbeitung kann ich leider nix beitragen, aber wie du schon selbst erkannt hast ist die Rundachsführung von Z Mist. Das lohnt nicht mal die aufzubauen.
    Für ca. 130€ gibt es 15er Führungen 450 Lang mit je 2 Wägen. Ist jetzt auch nich das Non Plus Ultra, aber damit kannst schon mal anfangen. Die 16er Stangen tragen ja kaum deine 80mm Spindel ohne zu buttern.
    Was mir aber noch nicht so ganz klar ist, wie du den Y Antrieb realisieren willst. Die Zahnriemenscheiben werden relativ weit weg vom Motor / Spindelfestlager montiert sein müssen. Ich habe da meine Bedenken, dass das hält / sich der Riemen adäquat spannen lässt.
    Ich hätte auch vermutet, dass der Riemen genau über den Befestigungsschrauben laufen werden.
    Vielleicht hilft es das Lochbild der Befestigung um 45 Grad zu verdehen, dann sind mind. 2 Schrauben auf den Achsmittelpunkten immer zu erreichen.
    Den Schrittmotor könnte man auch versenkt (mit passender Fräsung von der Stirnseite aus in dem Halteblech montieren, dann lässt sich zumindest das Motorlager schützen.


    Gruß
    Bernd

    Fräse: Eigenbau

    Drehe: Wabeco mit eigenem Umbau

    Steuerung: ESS, Benezan Breakout Board, Pokeys CNC

    Software: Mach3, Aspire, ViaCad, Inventor, HSM Express, Deskproto

  • Hallo,
    danke für den Hinweis Bernd.


    Wie du richtig vermutet hast wär der riemen genau über die Zylinderkopfschrauben verlaufen und dann wäre das mit den Schrauben anziehen in einem erstklassigen gefummel geendet.
    Lochbild wurde versetzt und macht jetzt einen guten Eindruck.


    Leider sind meine bestellten Pulleys etwas weit vom Motor entfernt wordurch es zur hohen Belastung der Motorlager kommt, die werd ich wohl abdrehen müssen.


    Gruß,
    MIchael