Meine Portalfräse

[Staind]

Hallo,

seit kurzen bin ich dabei eine günstige CNC Fräse zu bauen. Diese wurde hauptsächlich mit einer normalen Bohrmaschine und einer Stichsäge hergestellt.
Darum sieht diese auch nicht so schick aus, wie die meisten anderen.
Diese CNC Fräse soll hauptsächlich behilflich sein, eine bessere Holzfräse zu erstellen :p . Natürlich will ich mit ihr auch meine ersten CNC Erfahrungen sammeln.

Zum Material:

Grundmaterial: 18mm Multiplex
Linearführungen: - X und Y: 20 mm Welle mit Gleitlagern
- Z : 16mm RoundRail-Linearführungssystem (ebay)
Gewindestange: Trapezgewinde mit 3mm Steigung.
Steuerung: TB6560-3Achsen (ebay/China) (wird im Halbschritt laufen)
Schrittmotoren: FL57STH56-2006A (1Nm)
Fräsmotor: Proxxon Industrie-Bohrschleifer IBS/E ( Proxxon BFW 40/E ist bestellt)

Wie gesagt, ist jetzt nicht das beste Kram, aber zum üben wird es wohl reichen. Bis jetzt bin ich eigentlich sehr zufrieden.
Kann noch nicht abschätzen wie genau die Fräse wird, hoffe aber dass Sie 0,3 - 0,1mm Genauigkeit schafft :p.

Wofür ich eine CNC Fräse brauche? Natürlich für meine Roboter Projekte :) und um Löcher in Platinen zu fräsen.

Hier noch ein paar Bilder vom aktuellen Stand:

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Werde euch ab jetzt auf dem Laufenden halten. Könnt natürlich gerne Verbesserungen und Kritik äußern.

Hoffe mal, dass ich nicht sofort den Todesschlag bekomme :p

[MisterMou]

Ich finde die Idee mit den Schrauben zum Verstellen der Führungen super, schön einfach gelöst.

Aber wenn du später eine bessere Version baust, versuch solche Bastellösung zu vermeiden.
Dann eher eine verschiebbare Platte, in der die Führung steckt.
Eigentlich verzichtet man komplett auf solche Sachen. Leg zum Beispiel beide Platten übereinander und bohre sie mit einem Mal, dann passt es auf alle Fälle.

Für deine erste Fräse sieht das doch super aus. Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen ;)

Eins noch, wenn die Lautstärke keine Rolle spielt, nutz lieber eine Frässpindel von Kress oder Sunner, wenn es günstig sein muss. Die drehen viel schneller, sind aber auch abartig laut.

[Geistesblitz]

Sieht schonmal sehr gut aus :)
Sowas in der Richtung habe ich auch noch vor zu bauen, für den Einstieg ins CNC-Hobby sollte es auf jeden Fall taugen.

Sieht für mich eher nach Multiplexplatte als nach MDF aus, in MDF sieht man keine Jahresringe mehr ;)

Die Gewindespindeln sehen nach Trapezgewinde aus, oder? Wie sind die Spindeln denn gelagert? Sieht aus, als wenn die axiale Kraft gänzlich von den Motorlagern aufgenommen werden würde, was ungünstig ist. Besser wäre eine Fest-/Loslager-Kombination, wobei das Festlager die Kräfte aufnimmt. Wird hier vielleicht noch nicht so schlimm sein, aber für die erste richtige Fräse kannst du dir das ja im Hinterkopf halten ;)
Ist auf jeder Gewindestange nur eine Antriebsmutter?

Das mit den Führungen erscheint mir zwar etwas umständlich, aber sollte gehen. Ich würde es so machen, wie Mr. Mou es vorschlägt, aber dafür hast du die Möglichkeit, das System nachträglich noch auszurichten, falls doch mal was nicht stimmen sollte.

Kommen in die Grundplatte noch Befestigungsbohrungen oder wie willst du das machen?

[Staind]

Naja die Lösung mit den Schrauben habe ich auch nur gemacht da man so nachher die Achsen noch verstellen kann.
Hatte halt kein Vertrauen in meine Bohrkünste :-) .

Geistesblitz du hast beidesmal recht, ja es ist natürlich eine Multiplexplatte und ja es sind auch Trapezgewinde. Habe das auch schon in den Text oben geändert.
Habe die Trapezgewinde mit Kugellager (Inline-Skates, 2 pro Gweinde) gelagert.

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Ist auf jeder Gewindestange nur eine Antriebsmutter?

Ja genau, denke das reicht auch aus. Ist glaub ich auch üblich oder?

Ja es werden noch Befestigungsbohrungen kommen, aber wie genau das weiß ich noch nicht. Hatte vor diese dann mit der Fräse zu fräsen :-).

[Thegon]

Hallo,

schöne Maschine ;-)

Wie schaut´s denn mit der Steifigkeit des Portals aus, besonders bei Belastung in X - Richtung (also die zweitlängste Achse der Maschine).
Ich habe nämlich bei meiner Holz - CNC (http://cnc-projekt.jimdo.com/) probleme damit, ich kann die Frässpindel mit der Hand locker so 2-4mm hin und her bewegen, und das wirkt sich auf die Qualität des Fräsergebnisses nicht posetiv aus ;-)

Würde mich jezt nur so interessieren ;-).

Mfg Thegon

[Geistesblitz]

@Staind: Ah, ok, konnte man auf den ersten Bildern nicht erkennen. Wie hast du denn die Lager angeordnet? Hast du die Gewindestange dazwischen verspannt oder wie? Mir wurde empfohlen, auf einer Seite (am besten Motorseite) die Stange mit zwei Lagern mit der Platte zu verspannen (Festlager) und auf der gegenüberliegenden Seite einfach nur ein Lager auf die Welle zu setzen (Loslager). Sonst würde sich die Gewindestange bei Wärmedehnung zwischen den Lagern verspannen, allerdings fällt mir auch gerade auf, dass das Holz wohl nachgiebig genug sein dürfte, um das zu kompensieren.

Wie hast du eigentlich die Lagersitze gebohrt? Ich wollte mir dafür Forstnerbohrer besorgen. Die 8x22x7 Kugellager (Standard-Skatelager) erscheinen mir für die Gewindestangenlagerung gut geeignet, wollte ich auch nehmen.

@Thegon: gegen das Problem würde ich wohl entweder die Seitenplatten des Portals möglichst dick machen oder nochmal Streifen senkrecht dazu außen anschrauben, um auf das nötige Flächenträgheitsmoment zu kommen (funktioniert so auch bei T-Trägern).

[Staind]

Hast du die Gewindestange dazwischen verspannt oder wie?

ja genau habe Unterlegscheiben verwendet, solange bis kein Spiel mehr da ist.
Festlager kommen erst bei der Alufräse (die nach der besseren Holzfräse kommt :-)).


Wie hast du eigentlich die Lagersitze gebohrt? Ich wollte mir dafür Forstnerbohrer besorgen.

Genau so habe ich es gemacht \\:D/

[Staind]

Soo nach langer Pause kommt mal wieder ein Beitrag. In meinen Winterurlaub habe ich endlich meine Werkstatt vernünftig eingerichtet und da ich dann schon dabei war dachte ich mir komm gehst du gleich auch noch mal an der CNC Fräse dran. Diesmal habe ich aber das Portal vorher komplett am PC konstruiert.
So konnte ich Schablonen ausdrucken und genauer arbeiten.

Diesmal habe ich auch ein Festlager verwendet und ich habe mir neue Linear Führungen besorgt.

Hier aber erst mal ein paar Bilder:

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Die Tage kommen die ersten Fräsversuche. Heute Abend wollte ich das meinen Nachbarn nicht mehr zumuten :-).
Zudem muss ich das Programm noch auf die Fräse abstimmen.

[Geistesblitz]

Sieht soweit schon ziemlich gut aus :)
Die Führungen werd ich wohl für meinen nächsten Versuch auch besorgen, sehen einfach verdammt einfach zu handhaben aus, und der Preis ist auch sehr gut. Irgendwelche Erfahrungen damit, die du teilen könntest?

UNd noch eine Anmerkung: wäre es nicht sinnvoller, die x- und z-Achse quasi "Schlittan an Schlitten" zu bauen, sodass sich bei der z-Achse nicht der Schlitten bewegt, sondern die Achse an sich. Ich hoffe, du verstehst, was ich sagen will. Dann würde man nämlich die Höhe besser ausnutzen können, denn so könnte man das Problem haben, dass die Achse an das Werkstück stößt, wenn man höhere Sachen bearbeiten will. Dafür wäre aber auch ein höheres Portal sinnvoll, da man dann mehr Platz darunter hat. Bei meiner CNC hab ich nämlich das Problem, dass sie gerade so über den Maschinenschraubstock kommt, je nach Fräser...das ist doch ein bisschen wenig. Wenn du eh nur Platten bearbeiten willst, ist das natürlich nicht so wichtig.

[Staind]

Ja die Führungen sind super!

Ich weiß was du meinst. Ich habe auch schon darüber nachgedacht und mich dagegen entschieden. Da das ganze Gewicht (Gewinde / Schrittmotor) der Z Achse auf der Z Achse liegt und nicht nur auf der Y Achse.
Werde auch erst mal nur Platten fräsen. Zumindest solange bis die nächste Fräse fertig ist.

Heute habe ich mein ersten Fräsversuch hinter mir :-)

Und zwar wurde ein 20 mm Loch mit ein 3.175 mm Fräser ausgefräst.

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[Geistesblitz]

Das Ergebnis kann sich ja schon sehen lassen, besser als bei mir :D
Ich hab die Anordnung mit der z-Achse so gemacht, wie ich beschrieben hab, und das zusätzliche Gewicht ist eigentlich kein Problem, wenn man Trapezgewinde verwendet. Die Kraft reicht da allemal aus, und durch die Selbsthemmung rutscht da auch nix. Bei Kugelgewinde würde einem alles einfach wieder runterleiern, sobald man die Motoren ausmacht.

[Staind]

Nach weiteren kleinen Schwierigkeiten (Fräser abgebrochen, eine Holzplatte musste ich erneuern...) habe ich jetzt endlich mein erstes Teil gefräst.
Bin super happy mit dem Ergebnis. Aber schaut selbst :-)

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[Staind]

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Entschuldigung für die ganzen Bilder.

Wollte euch nichts vorenthalten.
Jetzt kann es auch endlich mit meinen Youbot weitergehen! :-D

[Geistesblitz]

Coole Sache :)
Hast du mal ein paar Infos zu Fräser und Fräsdaten (Vorschub, Zustellung, Drehzahl)? Bin da auch immer noch ein wenig am Herumexperimentieren, was wofür geht. Hmm, ich sollte auch mal einen Thread zu meinem Gerät aufmachen.

Was benutzt du eigentlich für eine CAM-Software? Ich hab die CamBam-Demo, bei der ich jetzt schon 5/40 Benutzungen verbraucht hab :/
Bisher bin ich damit aber schon ziemlich zufrieden und könnte mir vorstellen, die Vollversion zu erwerben, wenn die Demo abgelaufen ist.

Kann es sein, dass auf der Rückseite vom mittleren Ausschnitt ein bisschen was schief gelaufen ist, oder sollen diese einzelnen Fräsungen an den Seiten so sein? Musstest da nochmal was nachkorrigieren?

[Staind]

Also genau berechnet habe ich das jetzt auch nicht.

Also als Fräsmotor benutze ich den Proxxon 38481 IB/E. Diesen habe ich dann voll aufgedreht also 30.000 UpM.
Die Fräser habe ich von Ebay (eBay-Artikelnummer: 160405069238). Diese finde ich auch super. Habe mir jetzt nochmal welche bestellt.
Als Vorschub habe ich 1000mm pro Minute also nicht so viel. Aber mehr schafft meine Fräse nicht ;) . Zustellung war jetzt max. 3.5mm
Das Material kommt auch von Ebay (eBay-Artikelnummer: 321237685952). Das ist so ein weicher PVC Schaum. Das lässt sich super fräsen.
Als Cam Software benutze ich momentan noch Lazycam. Da muss ich mir aber noch was anderes suchen.

Die einzelnen Fräsungen müssen so.
Die eine Vertiefung ist für die Stiftleiste und die andere für die LEDs der Hintergrundbeleuchtung. Ohne diese Vertiefungen passt das Display nicht rein.
Die hätte ich auch schmaler machen können. Allerdings habe ich nur den einen Fräser.

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[Geistesblitz]

Achso, dann will ich nichts gesagt haben^^

Ich hab mir bei Ebay zwei 3,175mm Einschneidenfräser geholt, auch aus dem Grund, dass meine Fräse nur maximal 500mm/min schafft. Zweischneider werd ich aber wohl auch noch probieren, die Oberfläche wird teilweise doch etwas sehr rauh. 3,5mm Zustellung empfinde ich schon als heftig, aber bei dem Schaumstoffzeugs sicherlich nicht verkehrt. Ich hab erstmal niedrig angefangen und dann nach und nach die Parameter etwas hochgeschraubt.

[nasenbär1]

hi ihr

allgemein lässt sich sagen desto weniger schneiden desto höher die Drehzahl. desto höher der Vorschub desto höher die Drehzahl. Die Zustellung in Z Tiefe hängt entscheidend von der Steifigkeit der Maschine ab, mehr als Fräserdurchmesser würde ich da aber nicht nehmen(zB. 3mm Fräser 3 mm in Z). desto härter der Werkstoff desto weniger Zustellung.
wobei es auch darauf ankommt wie viel Umschlingung der Fräser hat das würde ich aber erst mal ausenvor lassen.

Gruß

Andreas

[Geistesblitz]

Dann geht die Rechnung ja auf
Je höher Vorschub, desto höher die Drehzahl -> Je niedriger Vorschub, desto niedriger die Drehzahl
Je weniger Schneiden, desto höher die Drehzahl
Wenn man beide Verhältnisse kombiniert, erhält man
Je weniger Schneiden, desto geringer der Vorschub, da sich dann die Anpassungen der Drehzahlen aufheben :)

Mit der Drehzahl ist auch so eine Sache, wenn man Dremel verwendet, dann ist diese leider sehr lastabhängig. Wenn man zu viel von ihm abverlangt, kann es passieren, dass er ganz stehenbleibt, was wirklich nicht gut für alles ist...

[Staind]

@ nasenbär1

Danke für die Tipps!


Habe heute das erste mal Alu gefräst.
Ging echt super, aber nur mit Schneidöl. Ohne brauch man es glaub ich gar nicht versuchen.
Der ganze Fräsvorgang war aber erschreckend laut!

Ein paar Daten:

Drehzahl: Alles was mein Dremel hergibt :-)
Fräser: VHM Fräser 2-Schneider (Fisch) 2mm
Vorschub: 240mm/Min
Zustellung (Z): 1mm
Materialdicke: 3mm
Dauer: ca. 12 Min

und jetzt noch 2 Bilder

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[Reissdorf]

3mm Alu ist aber schon heftig, oder täusche ich mich da?
Respekt, dass ist cool! Jetzt überlege ich mir auch so ein Teil aus Holz zu bauen, dass mir dann die Teile für eine bessere fräst.
Ich starte schon mal Google Sketchup :cool:

LG, Timo

[Geistesblitz]

Er könnte sicher auch dickeres Alu fräsen, dauert nur halt länger. Man schneidet die Dicke ja nicht auf einmal, sondern immer Stück für Stück. Bei einer Zustellung von 1mm, wie er schreibt, bräuchte er zum Durchtrennen des Alus also drei Durchläufe.

[Picojetflyer]

@ nasenbär1


Der ganze Fräsvorgang war aber erschreckend laut!



Versuche mal weniger Zustellung und mehr Geschwindigkeit.
Alu Fräse ich immer mit 350- 450mm/min bei max 0,2mm Zustellung.

Gruß

Matthias

PS: Hab es grade mal durchgerechnet,
Baumarkt-Alu, 2mm Fräser, VHM 2 Schneider = 22000 rpm, ca 2200mm/min Vorschub, 0,2mm Zustellung (gut kühlen)

[Staind]

Danke Picojetflyer, werde ich das nächste Mal ausprobieren.

Aber gegen der Lautstärke habe ich jetzt auch etwas getan. Habe jetzt meine CNC Fräse eingehaust.

Ein paar Infos:

Material: 18mm MDF
Fenster: 5mm Plexiglas (doppelt ausgeführt)
Akustikmatte: 5cm
Kosten ca 100 Euro

Hier noch ein paar Bilder:

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Dazu noch ein Video:


http://youtu.be/SKfTWWFwxGw

Mit dem Ergebins bin ich auf jedenfall zufrieden. Klar kann man die Box noch optimieren, aber fürs erste reicht es. Mein Nachbar freut sich auch :-)