CNC-Fräse brauch Hilfe bei der kompletten Mechanik [Archiv]

Magge2k

28.12.2004, 21:15

Hi Leute,

ich hätte da mal eine Frage bezüglich der Trägerkonstruktionen bei Euren Robotern. Was für materialien Verwendet ihr dafür und gibt es da schon mehr oder weniger auf einander abgestimmte Profile, die man zusammen stecken kann und nur noch festschrauben muss?

Ich bin gerade dabei eine NC-Fräse zu bauen und weiß nicht wie ich den brückenteil machen soll und den Tisch bewegen.

Die Steuerung soll duch Schrittmotoren mit Gewindestangen oder ähnlichen erfolgen.

wäre für eure Hilfe sehr dankbar. Vielleicht kann sich auch jemand melden der selbst etwas ind diese Richtung gemacht hat.

Marc

sonic

29.12.2004, 02:01

Bin schon lange am Planen um mir eine CNC-Fräse zu bauen.
Klar gibts Profile die man einfach zusammensägen/stecken muss die haben aber auch ihren Preis, z.B. die bekannten Boschprofile.

Es kommt drauf an was du für Anforderungen an deine Fräse stellst, Stichwort Genauigkeit und was du Fräsen willst. Eine Fräse für Butter wird einiges billiger als für Stahl...die Größe der Maschine bestimmt die Kräfte und die wiederum den Werkstoff/Bauteile.

Mach dir mal GANZ viele Gedanken und schau nach wie groß dein Geldbeutel ist ;-) Ideen gibts im Netz übrigens wahnsinnig viele, einige sind Schrott, bei einigen behaupte ich mal das die erreichten Ergebnisse im 1000% geschönt sind. Es gibt aber auch welche die wirklich sehr gut sind, aber die kosten halt entsprechend.

Gruß, Sonic

Raphael

29.12.2004, 11:35

Hi,
ich hab emir auch schon einige Gedanken über cnc fräsen gemacht....bin jeoch noch neu in dem Gebiet.
Mir kam mal der Gedanke, ob es nicht wesentlich einfacher wäre, den Fräßer bzw. den Motor der den Fräser antreibt an einer mittigen Position fest zu installieren und eben nicht den Fräßer über das Werkstück zu bewegen sondern das Werkstück an dem Fräßer hin und her bewegen zu lassen.

Und die Bewegung des Werkstückes könnte man ja einfach einen Koordinatentisch(z.b. von drehbank) verwirklichen.
ich hoffe ihr wisst wie ich das mein [-o<
Gruß
Raphael

sonic

29.12.2004, 11:47

Ja klar, das gibts auch schon in zig Varianten (z.B. Proxxonumbauten). Hat aber auch seine Vor und Nachteile. Nur ne Drehbank hat keinen Koordinatentisch ;-) So was ähnliches ja, aber unter einem Koordinatentisch versteht man was anderes...

Ein Nachteil gegenüber einer Portalfräse sind die relativ kurzen Verfahrwege, ein weiteres Kriterium das die Bauform entscheidet.
Schaut mal in Peter's CNC - Forum vorbei, da sind einige hübsche Eigenbauten dabei, kommentiert von Leuten die sich beruflich oder Hobbymässig mit CNC-Technik beschäftigen.

Also irgendwann bin ich mit meiner CNC-Portalfräse fertig, wahrscheinlich fang ich in den nächsten Semesterferien mit dem Bau an. Meinem Ehrgeiz gebührt es dann, das die komplette Fräse fast nur aus "Baumarktprofilen" besteht und nur durch Bohren, Sägen, Schleifen, Feilen und MESSEN herzustellen ist. Wenn sie funktioniert, dann stell ich hier den Bauplan rein. Die Planung ist jetzt schon recht weit, nur unter 100€-150€ wird die auch nicht zu bauen sein.

Gruß, Sonic

Magge2k

29.12.2004, 12:54

Hi

@ Sonic: Gedanken habe ich mir schon sehr viele gemacht. Nur an der umsetzung hapert es noch ein bisschen. Ich dachte mir ich beschränke die größe der zu bearbeitenden Teile auf 400x400mm. Dann sollte sich der Tisch in Y-Richtung bewegen können und die Brücke mit dem Fräser in X und Z. Wobei mir noch nicht ganz klar ist was für wellen ich dafür verwende. Bei der Genauigkeit sollte diese natürlich so genau wie möglichsein wobei ich mit 1/10tel schon zufrieden wäre besser wäre natürlich 1/100stel was aber fast nicht zu machen sein wird ohne daß es in den Geldbeutel geht.

Aber mein größtes Problem besteht darin, wie man die Fräse oder auch den Tisch aufhängt, damit der sehr genau und leicht hin oder her bewegt werden kann.

sonic

29.12.2004, 13:14

Dein Problem liegt also bei den Linear-Führungen. Wenn du schon Welle sagst, dann auf alle Fälle geschliffene Silberstahlwellen.
Dazu gibts Linearkugellager oder Sinterbuchsen. Beides nicht billig.
Alternativ gibts bei Ebay komplett fertige Linearführungen, z.B. von Isel oder THK, auch nicht billig.

Eine Möglichkeit wären 3 gegeneinander verspannte Kugellager auf der Welle laufen zu lassen.
Bei meiner Fräse versuche ichs (weils noch niemand gemacht hat ,-) ) verspannte Kugellager auf Vierkanntprofilen laufen zu lassen. Das Ganze gut ausrichtbar.

Zur Toleranz:

1/100 Toleranz am Fertigen Werkstück setzt schon einiges voraus.
Bedenken musst du das die meisten Kleinbohrmaschinen schon ein Achsspiel haben. Meine billige hat fast 5/10tel ;-( Meine neue vom Lidl hat sogut wie gar keins, nicht spürbar. Trotzdem wird sich der Fräser bei den auftretenden Kräften leicht verbiegen.
Deswegen werde ich bestimmte Bohrungen mit Übermass bohren damit ich den Rahmen später ausrichten kann. Dazu muss man aber auch das entsprechende Messwerkzeug haben. Sonst kannst du auch 1/10tel vergessen. Da es aber hauptsächlich auf Parallelität und Geradheit/Steifigkeit der Führungen ankommt kann man das auch mit einer Lehre machen, also z.B. einem 40cm Stück Flacheisen oder ähnlichem.

Trotzdem darf sich die Maschine nicht verwinden, sonst war alles umsonst.
Auch die Antriebe sind wichtig. Trapezgewindespindeln sind stabiler und haben eine größere Steigung, dazu braucht man aber auch die entsprechenden Muttern und Lager. Die Enden müssen abgedreht werden, auch nichts was ich zuhause machen könnte. Das Spiel der Führungen und der Spindeln muss einstellbar sein wegen dem Verschleiß.
Gewindestangen sind billiger, haben aber eine kleinere Steigung und verschleißen schneller.

Also es gibt soviele wichtige Parameter, poste doch einfach mal welche Anforderungen deine Maschine zu erfüllen hat, also was du wie mit welcher Genauigkeit Fräsen willst. Dann kann man auch ein paar Tips geben.

Gruß, Sonic

Magge2k

29.12.2004, 13:42

Ja mein Probliem liegt noch in der Linearen Führung danke für diene Tips.

Okay, also ich dachte mir als Einsatzbereich sollte die Fräse in erster linie Platinen Fräsen, wobei ich mit ihr auch Holz und Aluminium Platten bearbeiten möchte. Als Fräser habe ich mir einmal von Proxxon den Micromot 50 gekauft, ich denke der müsste für diese Arbeiten ausreichen. Zum Antrieb der Spindeln dachte ich an Steppermotoren.

Bei der Genauigkeit bin ich mir noch nicht so ganz im klaren weil die ja von so vielen Kriterien abhängig ist. z.B. Führungsspiel.

Bei allem was ich bearbeite, sollte die Toleranz zwischen 5/10 und 1/10 sein, wobei je kleiner desto besser. Weil ich möchte auch mit Bohrer Arbeiten bis zu nem 0,4 Durchmesser.

sonic

29.12.2004, 13:53

Ja mein Probliem liegt noch in der Linearen Führung danke für diene Tips.
...
Bei allem was ich bearbeite, sollte die Toleranz zwischen 5/10 und 1/10 sein, wobei je kleiner desto besser. Weil ich möchte auch mit Bohrer Arbeiten bis zu nem 0,4 Durchmesser.

Also 5/10tel sind +/- 0,5mm, du kannst dir vorstellen wie deine Platine danach aussieht? Zum Platinenbohren ist ne Fräse mit min. +/- 0,1mm brauchbar wenn man 0,8mm Fräser zum Bohren nimmt.

Platinen werden allerdings eher graviert als gefräst, dazu kommt dass sich Platinen nie ganz flach einspannen lassen. Da zum gravieren der Platinen meistens Kegelfräser genommen werden bekommst du dadurch unterschiedlich breite Leiterbahnen. Das lässt sich mit einem Planring um den Fräser ausgleichen, damit hat der dann immer den gleichen Abstand zur Platine. Ist aber auch noch ein Teil das du irgendwie basteln musst.

Für Alu fräsen brauchst du schon eine stabile Mechanik. Und für unter +/-0,1mm würd ich eher mit der Hand fräsen/bohren wenns nicht grad irgendwelche funktionellen Kurvenverläufe erfordert.

Machbar ist aber alles, kostet halt Geld und Nerven. Aber wenn's bei dir so ist wie bei mir, dann ist ja der Weg das Ziel ;-)

Gruß, Sonic

Magge2k

29.12.2004, 14:02

ja ich weiß ich dachte 5/10tel für die Alu-Teile und 1/10 für platinen ;)

ja ich weiß ich bin kein leichter mensch aber ich habe ja spaß am Basteln und vielleicht ist das Ziel ja der WEG!

Naja eigentlich wollte ich mir damit das Fräsen von Hand ersparen, weil ich selber habe ja immer das Problem mit der genauigkeit bei der Handführung ;)

Hessibaby

29.12.2004, 17:02

Hi,

beim www.hobbyshop24.com gibt es Mechanikbausätze ab 349,00€ ohne Motoren und ohne Elektronik.

Gruß Hartmut

sonic

29.12.2004, 18:53

Probiers mal in "Peter's CNC-Ecke" mit diesem Stichwort, du wirst dich wundern ;-) Da gehen die Meinungen auseinander.
Aber für 349€ kann ich mir wahrscheinlich auch eine fertige bei Ebay ersteigern...

Es geht ja um's bauen...

Gruß, Sonic

Magge2k

29.12.2004, 19:01

Danke Hartmut für den Link,
aber wie Sonic schon erwähnte geht es darum dies zu bauen. Darin liegt doch der ganze Reiz, das ist fast schon so wie damals bei den Legos, da war doch die hauptsache das Basteln und ab un zu das spielen. ;o)

Naja aber trotzdem DANKE......ihr dürft gerne weiter Posten....

gruß Marc

Raphael

30.12.2004, 12:12

sonic

30.12.2004, 12:21

Hi,
hab mal noch ne Frage...weis jemand mit welchen Drehzahlen Fräser betrieben werden. Die drehzahlen varriiren ja bestimmt für material zu material.
Hat jeamnd grobe Zahlen oder sogar eine Tabelle?
Danke
Raphael

Tabelle hab ich (Tabellenbuch Metall) aber das würd zu lange dauern das alles aufzuschreiben. Drehzahlen gehen aber so von 1000-30000upm...
grob über den Daumen...

Gruß, SOnic

Raphael

30.12.2004, 13:05

Hehe danke...jo das ist ziemlich grob.
Also ich möcht in Alu max 5mm tief fräßen und ich hab nen 3 zahnigen Fräßer mit 8mm durchmesser. Kannste mir dazu auch nen Wert nennen? Das wäre klasse.
Gruß
Raphael

sonic

30.12.2004, 18:20

Hab hier noch ne gute Seite mit vielen Bildern von schönen realisierten CNC-Ideen. Die Rohrkonstruktionen find ich besonders gewagt aber gar nicht mal schlecht. Nur über Toleranzen wird hier kein Wort verloren, und die Pläne gibts nur gegen Cash, die meisten der dort gezeigten sind aber anscheinend ohne Pläne gebaut worden.

http://www.crankorgan.com/pics.html

@Raphael
Für HSS-Fräser

Bei Al -> fz (Vorschub je Zahn)
d=6mm => 0,003mm - 0,025mm
d=12mm => 0,013mm - 0,11mm

Drehzal: n = Vc/(Pi*d) d=Fräserdurchmesser
Vorschubgeschwindigkeit: Vf = fz * z * n z= Zähnezahl des Fräsers.

Für
Al-Knetlegierung Vc= 270/800 m/min => Drehzahl 10740/32000 Upm
Al-Guss < 6% Si Vc= 90/180 m/min => Drehzahl 3600/7200 Upm
Al-Guss > 6% Si Vc= 55/95 m/min => Drehzahl 2200/3800 Upm

Vorschub also zwischen ca. 20mm/min bei 2200Upm und 290mm/min bei 32000Upm

Vc = unbeschichtet/beschichtet

Achso, alles für eine Standzeit von 60min ausgelegt ;-)

Gruß, Sonic

Raphael

31.12.2004, 10:25

Hi,
cool..vielen Dank. Jetzt weis ich bescheit......
Dann kann ich mich jetzt demnächst auch ans werk machen eine cnc zu bauen.
Guten Rutsch!
Gruß
Raphael

Hessibaby

31.12.2004, 10:39

Hi Sonic,

die von Dir angegebenen Werte für Vorcshub und Drehzahl sind korrekt allerdings gelten diese nur bei optimaler kontinuierlicher Schmierkühlung. Wir fahren auf unserer ISEL-Fräsanlage bei einem 3mm Fräser und 1mm Spantiefe mit 1.800rpm bei 1mm/s und Nebelschmierung. Dabei reichen die Fräser für ca. 300m Schnitt.
Der oben beim Hobbyshop erwähnte Bausatz ist eigentlich mehr eine Materiallieferung denn Bohren usw. mußt Du selber.

Gruß Hartmut

Raphael

31.12.2004, 10:47

sonic

31.12.2004, 13:58

Hi Sonic,
die von Dir angegebenen Werte für Vorcshub und Drehzahl sind korrekt allerdings gelten diese nur bei optimaler kontinuierlicher Schmierkühlung.

Oh stimmt hab ich vergessen dazuzuschreiben, bin ich aber davon ausgegangen.

Wir fahren auf unserer ISEL-Fräsanlage bei einem 3mm Fräser und 1mm Spantiefe mit 1.800rpm bei 1mm/s und Nebelschmierung. Dabei reichen die Fräser für ca. 300m Schnitt.

Raphaels 5mm würd ich dann auch in 1mm Durchgängen fräsen, auch vergessen ;-(

Der oben beim Hobbyshop erwähnte Bausatz ist eigentlich mehr eine Materiallieferung denn Bohren usw. musst Du selber.
Gruß Hartmut

Ja, aber genau darin seh ich ja das Problem. Den Rahmen hat man mit den Profilen gleich zusammengeschraubt. Aber gerade im genauen Bohren liegt für mich das Problem wenn man keine so perfekt ausgestattete Werkstatt hat.

Aber wenn wir gerade dabei sind. Weist du wie diese Anreisfarbe heist und wo man die bekommt? Also diese Farbe die man auf das Werkstück pinselt um dann in der Farbe anzureissen und nicht das Werkstück verkratzt?

@Raphael:

Wenn ich meinen Scanner ausgebuddelt hab kann ich dir die entsprechenden Seiten aus dem Tabellenbuch auch einfach mal einscannen, ist einfacher...

Gruß, Sonic

sonic

31.12.2004, 14:01

Hi,
was für ein Schmiermittel verwendet man den zum Fräßen(Kühlung)? Wenn man den Vorschub bei gleicher Drehzahl geringer wählt..erhöht dies dann die Standzeit des Fräswerkzeugs? Oder muss das Verhältnis zw. Drehzahl und Vorschub eingehalten werden um eine optimale Fräßqualität zu erreichen?

Gruß
Raphael

Mann kann den Vorschub natürlich kleiner machen, allerdings gibt es auch einen Mindestvorschub. Meistens so dass die Späne nicht unter 0,01mm Dicke kommen.

Gute Infos gibts wahrscheinlich auch bei den Herstellern der Fräser. Musste mal schauen.

Gruß, Sonic

Raphael

31.12.2004, 14:22

Oki danke. ich glaube ich werds einfach mal mit den werten die du mir gesagt hast ausprobieren....man hat da ja einen gewisen Spielraum.
Kann man als Kühlmittel/Schmierung eventuell mit Verdünnung verdünntes Motorenöl oder etwas ähnliches nehmen?

Gruß
Raphael

sonic

31.12.2004, 14:36

...Kann man als Kühlmittel/Schmierung eventuell mit Verdünnung verdünntes Motorenöl oder etwas ähnliches nehmen?
Gruß
Raphael

Ui Ui Ui Verdünnung am Fräser? Das würd ich lieber mal sein lassen, du weist schon dass das Ding verflucht heiß werden kann und sich Verdünnung auch gern in die Luft "verdünnt"?

Aluminium KANN man mit Spiritus kühlen, muss man aber auch nicht weil Spiritus ja auch gern brennt.

Lass was schiefgehen, in der Mechanik/Elektronik/Steuerung/Bedienung und der Fräser frisst sich fest oder sonst irgendwas und du hast ein schönes kleines Feuerchen ;-(

:feuer

Kühlschmierstoffe zum Aluminium fräsen:

S1, S2, S3, E2%..E5%

S1: Schneideöl polare Zusätze, z.B. planzliche o. tierische Fettstoffe o. synth. Ester

S2: Schneideöl mit polaren und mild wirkenden EP-Zusätzen zur Steigerung der Aufnahme (EP: Extreme pressure = Hohe Flächenpressung). Höhere Temperaturbeständigkeit und Druckbeständigkeit als S1.

S3: Schneideöl mit polaren und mild wirkenden EP-Zusätzen

E2%..E5%: Emulsionen mit einem Mischungsverhältnis von 2-5% Kühlschmierstoff in Wasser. Auch Bohrwasser...
(Gute Kühlwirkung, weniger Schmierwirkung, also geeignet für hohe Schnittgeschwindigkeiten)

Was ich schon mal ausprobieren wollte ist Öl (Salatöl, Bratfett) in Wasser zu emulgieren. Als Emulgator wollte ich ein bisschen Eigelb verwenden.
Im Eigelb ist Lezithin, ein guter Emulgator ;-) Hab ich aber noch nicht probiert.

http://www.lebensmittellexikon.de/index.php?http://www.lebensmittellexikon.de/e0000270.php

Gruß, Sonic

Raphael

31.12.2004, 18:22

Hehe werd ich auch mal ausprobiern...aber erstmal brauch ich ne Fräße.
Danke und guten Rutsch nochmal (sind ja nur noch 3 stunden 38min).
Raphael

31.12.2004, 18:52

Zum Fräsen von Aluminium kann man durchaus Spiritus verwenden. Dies mache ich nun schon seit über 10 Jahren, und da ist nie etwas angebrannt.
Man sollte aber schon mit kleineren Vorschüben und Drehzahlen arbeiten - eine Kühlschmierwirkung wie bei professionellen Kühlschmiermitteln in entsprechenden Fräsmaschinen (da wird - nicht zuletzt zur Spanabfuhr - das Werkstück geradezu überflutet) wird man mit "Hausmitteln" nicht erreichen.
Ich selbst habe mal vor einiger Zeit Vor- und Nachteile bei der Platinenfertigung abgewogen und ätze sie heute auch noch - von der Fräsmethode erwarte ich keinerlei Vorteile. Beide Methoden machen Dreck (Ätzmittel bzw. Frässtaub) der gleichermaßen schädlich ist.

15.01.2005, 22:46

sonic

15.01.2005, 22:59

normalerweise wird petroleum zum schmieren von aluminium verwendet!
im übrigen würde ich auf keinen fall die baumarktprofile verwenden. hast du dir mal die flächenträgheitsmomente angeschaut? wenn deine fräse nicht nur luft fräsen soll, dann nimm vernünftige stahl profile.
dein modell sieht schön aus, aber hast du es auch berechnet? wenn ich schon lidl bohrmaschine höre, dreht sich alles um. das ist doch schrott.
mfg

Japp, hab ich sogar ausgerechnet. Bei meinen Lastfällen in meiner Konstruktion absolut ausreichend...will aber auch keinen Stahl fräsen.
Sicher, 1 Profil alleine als Führung tut's nicht...

Gruß, Sonic

Manf

15.01.2005, 23:55

Wie sieht es eigentlich mit der kleinen Modifikation hier aus? Könnte das nicht etwas zur Stabilität beitragen?
Manfred

sonic

16.01.2005, 00:25

Klar würde es das, nur das würde mein Konzept umdrehen.
Wenn der Tisch verfährt muss die Fräse min. doppelt so lang wie die maximale Werkstücklänge werden. Den Platz hab ich leider nicht ;-(
Ich will die Fräse in meinen bescheidenen Gemächern benutzen und deswegen soll sie später auch mal in ein Schallgedämmtes Gehäuse.

Ich glaub ihr täuscht euch ein bisschen in den Maßen, ich hab vergessen mein "DinA4-Blatt" als Größenvergleich mit ins Bild zu bringen.
Der Tisch der Fräse ist ein paar cm größer als DinA3. Stahl will ich keinen fräsen.

Die Belastungen und Durchbiegungen hab ich per FEM gegengecheckt. Eigentlich sollte alles ausreichend Dimensioniert sein um schöne Ergebnisse zu bekommen. Das Bild hier ist auch nicht der aktuelle Stand, es sind schon noch ein paar Modifikationen dazugekommen ;-)

@Gast:
"wenn ich schon lidl bohrmaschine höre, dreht sich alles um. das ist doch schrott."

Nö eigentlich nicht, hab das Ding zwar noch nicht lang in Betrieb und ich Tipp mal drauf das irgendwann die Kugellager nachlassen, aber bis jetzt ist das ein Spitzenwerkzeug mit sehr viel Zubehör. Wenn man den Preis von 15€ bedenkt nicht schlecht. Fräsen tut das Teil auch super, besser als der wirkliche "Schrott" den man sonst so angedreht bekommt. Klar ist ein Dremel oder ein Proxxon hochwertiger, dafür aber auch teurer. Bis jetzt merk ich aber noch keinen Unterschied...

Magge2k

13.09.2005, 19:53

Hiho, melde mich nach langer Forschungs und Entwicklungsarbeit zurück und muss sagen.....

Leider bin ich in dem Punkt mit der mechanik noch nicht sonderlich weit gekommen.

Außer daß ich mir einmal Schienen die in der Möbelfertigung verwendet werden gekauft habe, auf denen ich meinen Tisch befestigen möchte was als ganzes dann als Achse fungieren soll....

Nun mal eine kleine Zwischenfrage die schinen sind mit 30kg Belastbar reicht das zum fräsen aus?

grüße

honkitonk

23.09.2005, 12:45

Weil ich keinen neuen Thread öffnen will stelle ich hier die Frage oder meine Idee vor.

Also wenn wir alle Kinder haben, möchte ich mir auch eine CNC Fräse bauen.

Doch die hier vorgestellt sind sind meist doch wie eine Kranbrücke, die über die bearbeitende Fläche geht...

Ich dachte an einen 2 Achsigen Roboterarm. Der hat eine x Achse und die z achse (im rechten winkel ohne ihn verändern zu können). Die sind stabil und hat ein Gegengewicht, vorne ist ein Dremel (oder ein anderen Bohren).
Übrigens ist es egal was man für ein Werkzeug nimmt. Ob bohrer oder dremel. Ich sage das der schlimste Akkuschraube besser ist als ein dremel solange der Fräskopf, bzw der Bohrer perfekt ist!
Das werkstück wird in einen Schraubstock eingespannt (ich denke da Selberfräsen von Platienen). Der Schraubstock ist auf eine Art Karusell gebaut. Das heisst es kann sich um 360 Grad drehen. Darum kommt dann noch ein Gehäuse.

Nur die Ansteuerung wird lustig. Da dachte ich an ein enbaded Computersystem mit 5 Zall bilschirm (touchscrenn plus USB, Netzwerkkarte und CD Laufwerk)

Könnt ihr euch das vorstellen? Ist das klug?

euer Student