Ontwerp portaalfrees

[addy02]

Hallo cncers,

Allereerst even voorstellen:
Mijn naam is Addy, ben 25 jaar, al een paar weken aan het lezen op dit forum en "gegrepen door het virus "
Mijn beroep is programmeur achter diverse cnc draaibanken in een machine fabriek voor metaal bewerking.
Al een tijdje loop ik met het idee om zelf een machine te gaan maken maar mij ontbreekt hier en daar nogal wat kennis, vooral in de electra afdeling.

Om eens te ervaren wat er nou allemaal bij komt kijken wil ik eerst eens een NO-Budget (versta zo min mogelijk) machientje maken, dit om te bekijken wat nou overal de voor en nadelen van zijn, en de fouten (die er zeker weten in komen te zitten) er voor een eventueel volgende, grotere machine, uit te halen.

Het idee is om een kleine portaal te maken van 350mm x 250mm x 50mm en dit te doen met onderdelen die nagenoeg niets kosten.
Als geleiding wil ik van die ladegeleiding gebruiken die bij de bouwmarkt te koop zijn tegen een leuk prijsje of uit oude gereedschap kasten van mijn werkgever te halen zijn.
Spindels zullen waarschijnlijk metrische draadeinden worden ( M8 of iets in die richting ) hoop dat dat daarmee gaat lukken.
Motoren ben ik het nog niet helemaal over uit, het lijkt mij erg leuk om het te proberen met stappenmotoren uit een printer, maar ben er niet zeker van of dit gaat lukken qua kracht en aansturing.

Voor de opbouw heb gekozen voor de hoog geplaatste X-as geleidingen, dit in de eerste instantie omdat het gewicht besparend is, ten tweede vind ik dit er gewoon erg mooi uit zien

En als het allemaal werkt, hoop ik er wat leuke dingen mee te gaan frezen in foam.

Dit is voor mij dus echt een oefenrondje, om eens te kijken hoever ik kan komen ( met hopelijk veel ondersteuning, reacties en gezonde kritiek van jullie )

De vorderingen tot zover:

Ben dit weekeind begonnen met het tekenen en het lassen van het frame in (zodra ik weet hoe ik foto`s kan plaatsen zet ik ze er bij) en er gelijk achter gekomen dat ik dus niet kan lassen
De lade geleiders van een kast gedemonteerd, op lengte gemaakt en schoon gemaakt.

Vorderingen ga ik bij houden en proberen veel foto`s te plaatsen.

Groeten,

Addy

[michel pet]

ik zou meer tijd steken in het ontwerpen en voor goed matriaal gaan kost wel meer maar je heb er op denduur meer aan.
als je ontwerp goed in de pc staat 3d dus dan kan je voor 99% er van uit gaan dat het bouwen ook goed gaat.
zo heb ik ook me 3d printer in elkaar gebouwd.
het ontwerpen kost meer tijd als het bouwen .

[addy02]

Ja ik weet dat dat beter is maar zo is er van een ander project (6 assige robot arm) helemaal niets terecht gekomen mrgreen: Wel hele mooie tekeningen gemaakt Het idee zit grotendeels wel in mijn hoofd, maar als ik te lang blijft tekenen komt er weer niets van

[addy02]

Na het advies van Michel toch nog eens goed na gaan denken en tot de conclusie gekomen dat het inderdaad beter is om er eerst maar eens goed aan te tekenen.
Wil de portaal ook eigenlijk groter gaan maken, ongeveer 900x600x200, het is ook wel leuk als je er ook echt wat mee kan maken.
Weet dat dit wel tot een veel duurdere machine zal leiden, gelukkig is het budget iets groter geworden, en het hoeft ook niet gelijk klaar te zijn.
Maar zoals gezegd eerst maar eens ontwerpen.

Ik ben begonnen met een ontwerp voor de frees spindel, ik wil proberen om er zelf een te maken aangezien ik de Kress varianten wat te veel herrie vind maken.
Na wat zoeken op Youtube kwam ik dit filmpje tegen

Link


Dit idee sprak mij aan en lijkt redelijk om te maken.
Ik hoef niet perse aluminium te frezen (al zou het wel leuk zijn) maar dacht meer aan MDF en andere niet hardhout soorten.

Dit is het ontwerp tot dusver, het is niet een echt duidelijke render maar voor het idee..



De stator zit in een allu huis waar een spiraal in gefreesd is, het is het idee om daar dan lucht/water doorheen te voeren als koeling. ( neig meer naar lucht ivm kortsluiting )
De rotor zit op een busje geperst wat weer over een zelfgemaakte ER16 spantang komt ( heb op mijn werk allerlei soorten harde materialen tot mijn beschikking ) en dat busje wordt dan weer geklemd door een moer (met een borging tegen los trillen?)

Alleen nu vraag ik mij af hoe ik de lagers op de juiste voorspanning krijg.

Verder hoor ik graag verbeteringen of andere dingen waar ik geen rekening mee gehouden heb.

Addy

oja ik wil graag de titel aanpassen van dit topic maar heb geen idee hoe dit moet, kan iemand mij op weg helpen?

[Sjuul]

Ik geloof dat je de titel van je eerste post moet aanpassen.
Veel suc6
Sjuul

[addy02]

Gelukt bedankt!

[Arie Kabaalstra]

Alleen nu vraag ik mij af hoe ik de lagers op de juiste voorspanning krijg.

Als je een spie in de bus met je rotor zou hebben, dan kun je de moer aan het einde gebruiken om de lagers voor te spannen.. , eventueel zou je die moer ook achterop de as kunnen monteren, zodat ie boven het "toplager" uit komt..
je hoekcontactlagers staan immers in een "O" opstelling, en die moet je dus op de as opspannen..
een andere optie is.. een "X" opstelling gebruiken, en dan met een ring voorspannen , die ring kan dan aan de onderkant komen.. bij de spilneus..
een "O" opstelling is in mijn ogen wel het fraaiste..

Mooi ontwerp verder.. ik zie dat je her en der labyrinten hebt, zo hou je het vuil ook uit je spindel..
als je nog verder gaat met ontwerpen, dan kun je zelfs gedwongen oliecirculatie maken, binnen je labyrinten boven en onder je lagering..

[hugo stoutjesdijk]

Volgens mij heb je bovenin een normaal diepgroeflager, die is niet spelingsvrij, daar zou ik ook een setje hoekkontakt lagers zetten.
Omdat de spil zo kort is kun je ook overwegen de 2 hoekkontaktlagers te verdelen over boven en onder.
Mijn 'fabrieks'spil heeft onder 2 parallel en boven 2 parallel, en die in een O-opstelling.
Als je op je werk even wat onderdelen boeken zoekt van de freesmachines, zit er misschien wel een bij waar de mechanische tekeningen bij zitten, dan heb je al een mooi voorbeeld.
Als je net zo'n soort behuizing als in het filmpje maakt ( vreselijk mooi werk trouwens ) zou je de waterkoeling ook in het montage huis kunnen maken, als het allemaal aluminium is koelt dat vast die motor wel.
Mis ik nog een plekje om de spil te blokkeren als je de moer van de spantang aandraaid?
Ben trouwens wel benieuwd hoe zo'n rotor van die RC motor zich houd.
( wel een uitdaging deze 'mini motor spindel' , moet je staks weer de titel aanpassen )

[Arie Kabaalstra]

Als je 2 Hoekcontact lagers toepast, en nog een derde op de as hebt.. dan MOET dat lager axiaal wat ruimte hebben.. om uitzetting te kunnen compenseren..

2 Hoekcontact lagers met een grote tussenruimte is NIET handig.. als de boel gaat uitzetten, dan komen ze los te staan en gaan ze naar de eeuwige schrootvelden, of de boel loopt vast.. en dan gaat het ook stuk..

In mijn motorfiets zitten ook 2 hoekcontactlagers op de krukas.. ik moet de lagers met vulringen op voorspanning zetten, met een beetje extra, om te compenseren voor de uitzetting van het carter.. dat soort zaken komt vrij kritisch..

als je door andere constructieeigenschappen de 2 hoekcontactlagers op een grote afstand van elkaar moet plaatsen.. zorg dan voor een geforceerde koeling, zodat je de temperatuur in de hand houdt.. dit houd dan je lagers heel

Makkelijker is natuurlijk je lagers stijf tegen elkaar zetten..

[addy02]

Ik ben het met Arie eens, aangezien er wel wat warmte ontwikkeld zal worden lijkt het mij ook beter om wat axiale speling op het lager te hebben. Het idee kwam ook uit een samenstelling`s boek van een machine waar ik mee gewerkt heb Dit was voor een Y-as die op de draaibank gezet kon worden, waar geen geen koeling was voor de spindel en deze werd ook vrij warm.
Heb trouwens wel ergens gezien dat er een soort spanning`s ringen zijn om het diepgroeflager wel wat voorspanning te geven, dit zou tot een stillere lagering lijden. Zal eens kijken of ik dat nog kan vinden.
Ga zeker nog wel even door met tekenen het idee van de koeling op het motor huis maken is een goeie, kan dan met water gaan koelen zonder enig gevaar voor kortsluiting.

Bedankt voor de input mannen! het is leuk als mensen meedenken!

Addy

[hugo stoutjesdijk]

De vraag is natuurlijk, waar komt de warmte vandaan ?
Bij een conventionele freesspil ( extern aangedreven ) zal de meeste warmte wel door de lagering zelf ontstaan ( als je geen staal staal te smelten met je frees ) Dan wordt de as dus eerder warm dan het huis, zet iets meer uit, lagers worden niet meer warm, en er is een stabiel evenwicht.
(Ik laat hoog toeren spillen altijd even rustig aan warm lopen)
Bij een motor spindel zal de meeste warmte wel uit de motor komen, en dan is het waarschijnlijk wat lastiger.
Deze is inderdaad veerbelast: http://www.gmnbt.com/spindlebearings_examples.htm
Voorin die dubbele in O opstelling en achterin een rollenlager zie je ook wel. Ik denk dat ik voor die O zou houden en achter een extra veer-voorgespannen O.
Volgens mij blijft de keuze best lastig, ook als je niet op de mu nauwkeurig kunt slijpen, dan moet je toch ook een constructie zoeken die ook maakbaar is.

[addy02]

Ik denk dat de warmte toch hoofdzakelijk uit de motor zal komen, geloof dat die motoren zomaar 80 graden worden,de as (staal ong. 110 mm lang) zou dan al snel 0.05 mm langer worden, het huis (aluminium) zou ongeveer het dubbele zijn, dus zou dat toch ergens moeten opvangen)
Naast dat het mij makkelijker lijkt om het met een diepgroef lager te maken (als ik boven in de spil ook nog eens een manier moet verzinnen om de lagers op voorspanning te zetten word het echt onhaalbaar denk ik, het is nu al moeilijk zat ) lijkt het mij ook niet echt een toegevoegde waarde hebben qua stabiliteit in dit geval dan! Ben niet echt van plan er zwaar mee te gaan frezen.
Zit nog eens even te verzinnen over geforceerde koeling in de lagers bij de spilneus, het toevoeren van olie zou nog wel gaan, maar ik neem aan dat je ook een afvoer moet hebben, dit word denk ik lastiger. Ook lijkt het mij dat zodra de spil stopt met draaien, je eigenlijk ook de koeling uit moet zetten omdat die anders gewoon langs het labyrint gaat stromen. Nog even goed over nadenken.

[Leo.D]

Op de site die Hugo al noemde staat ook het e.e.a. over smeren en voorspannen, spindlebearings_technology

Ter inspiratie kun je de GMN catalogus met spindeltypes doornemen

Voor het voorspannen zijn hoekcontact lagers te koop die je per paar kunt kopen waarbij de voorspanning is gedefinieert door de productie toleranties.
Voor het onder een lichte spanning zetten van lagers bestaan schotelveren die hier speciaal voor bedoeld zijn.

Groet, Leo

[addy02]

Even het idee van mijn machine ( in het kader van "Het oog wil ook wat " ), wil delen van dit voorbeeld in mijn ontwerp proberen mee te nemen.
Vooral de Z-as lijkt mij interessant, ga eens kijken of ik die kan maken met een lagering langs het 8-kant.
Had ergens op het forum van iemand gelezen die zelf een geleiding heeft gemaakt van een soort hydroliek leiding, met daar op 120 graden lagers omheen opgesloten, wil zoiets proberen toe te passen.
Graag jullie reactie`s / advies



Het ontwerp van de spindel is bijna klaar, heb daar toch nog aardig wat aan veranderd, zal later nog een render plaatsen.

Addy