Fräse selber bauen - Fragen, Fragen, Fragen

bitschieber · Mrz 4, 2014

Hallo zusammen,

anhand der schönen Dokus und den extrem wertvollen Infos von Hermann (und natürlich auch vielen anderen) versuche ich mich seit einiger Zeit nun in die Materie des CNC-Fräsen-Eigenbaus zu vertiefen.
@Hermann: meinen besonderen Respekt für die tolle Arbeit, die Du mit deiner Web-Seite geleistet hast - auch wenn ich davon einiges derzeit noch nicht vollumfänglich verstehe.

Zu meiner Person: Meine Name ist Frank und ich komme aus dem "Pott". Gelernt habe ich mal Elektro-Ing. mit Schwerpunkt Informatik - und in dieser habe ich auch meine berufliche Heimat gefunden. Interesse an handwerklicher Tätigkeit hatte ich eigentlich schon immer. Nun versuche ich meinen Bastelkeller etwas aufzurüsten.

Fräsen möchte ich später mal Holz, Plexiglas und gelegentlich sicher auch Alu.
Eigentlich sollte es ja eine günstige eShapeoko werden - aber einige kritische Stimmen haben mich wohl noch rechtzeitig abgehalten

Somit spinner ich nun mit der Planung einer Fräse mit den ca. Maßen 80 x 55 herum. Auf allen Achsen sollen KUS eingesetzt werden.
Der Unterbau wird wohl aus 90x45 Profilen wachsen. Rollen soll das Ganze auf Romani Linearführungen der Reihe HR.

X-Achse (lange Achse): 20er Schiene mit jeweils 2 kurzen Wagen
Y-Achse (Portal) 1 x 30er Schiene mit normal langem Flanschwagen. Später evtl. noch mal eine 20er oben auf dem Portal
Z-Achse: 1x 30er Wagen normal
Die X-Achse soll über eine mittig liegende Einzel-Spindel verfahren werden.
Fräsmotor Kress FME-1050-1

Also eigentlich ziemlich genau das, was KarlG hier gerade in etwas kleinerem Maßstab betreibt - nur das er deutlich mehr Wissen und Möglichkeiten zur Umsetzung hat.

Meine Möglichkeiten zur Metallbearbeitung sind leider etwas eingeschränkt. Ein Standbohrmaschine (Quantum B16) ist vorhanden.
Eine kleine Drehbank steht noch in der Garage. Leider ohne 4-Backen-Futter und ohne entsprechendes Bedienerwissen - hier stehe ich ziemlich am Anfang der Lernkurve :-(

Da ich den schönen Thread von KarlG ("kleine robuste Fräse") nicht ständig mit meinen Fragen stören möchte, kopple ich meine Fragen mal in einem separaten Thread aus:

Hat schon jemand Erfahrung mit den Alu-Halbzeugen von motedis http://www.motedis.com/shop/Halbzeuge/Aluminium-Plaettchen/Plaettchen-Zuschnitt/Aluminium-Plaettchen-15mm-dick::1052.html gemacht?
Überfräsen kann ich ja derzeit leider noch nicht ...

Kann man diese z.B. für die Z-Achse (oder auch Portalwangen, Stirnseiten, etc.) verwenden, oder sollte man hier besser feingefräste Gussplatten nehmen?

Die Winkeligkeit der Schnitte kann man ja mit dem Haarwinkel kontrollieren.
Wie korrigiert man eine u.U. fehlende Winkeligkeit am besten?
Feile ? Handschleifklotz? 300er Tellerschleifer?

Viele Grüße
Frank

KarlG · Mrz 4, 2014

Moin Frank,

eine menge Fragen, die ich zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht sinnvoll finde (und auch nicht beantworten kann).

Erstmal planung der Abmaße, abschätzung der Kräfte und danach festlegen der Profile - oder aus was auch immer gebaut wird...

..da sind eigentlich die ersten Fragen: Was soll gefräst werden (im "schlimmsten" Fall).

Sagt erstmal nicht viel aus. Wenn es gemacht wird, soll es ja auch vernünftig gehen. Reden wir über "mal" eine Frontplatte aus 2mm Alu-Blech, oder dann auch über massive Platten/Klötze mit 20mm ++ Dicke? Evtl. gar 7075?

Wie hoch soll/muss die Z-Achse werden - da hängt statisch eine Menge dran? Dem folgt dann die übrige Konstruktion.
Die Verfahrwege X/Y gut überlegen - was muss, was "kann"?

Stichworte: Hebel (so kurz wie möglich), Stützweiten, Materialquerschnitte, Durchbiegung, Masse...

Planung der Führungen finde ich momentan nicht optimal - das hat aber erstmal noch Zeit.

Das kennst Du schon? http://fpv-community.de/showthread.php?21154-Eine-(Hart-)Käsefräse-entsteht
Die Henriette vom Heini - mit einfachsten Mitteln erstellt: http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/294974-Gemütlich-wächst-die-Henriette

Gruss
Karl

bitschieber · Mrz 5, 2014

Hallo Karl

ja, die Threads kenne ich beide.
So in die Richtung soll das auch gehen - aber alles eine Nummer kleiner.
Nur dass ich keinen im Bekanntenkreis habe, der mir mal eben was dreht oder überfräst :-(

20er Alu bearbeiten zu könne wäre natürlich klasse. Das muss ja nicht mit der gleichen Zustellung wie bei einer P1/P2 sein.
Da ich von 7075 bis gerade noch nicht gehört hatte würde ich das erstmal ausschließen

Hinsichtlich der Z-Achse werde ich wohl nicht mehr als 10-12cm "Bodenfreiheit" brauchen.

Die Abmessungen 80x55cm sind in etwa das, was im Keller noch vernünftig Platz findet - aber auf den letzen cm kommt es da nicht an.

Zu den Führungen: Hier habe ich mir natürlich vieles von Hermann abgeschaut und einige User-Meinungen in verschiedenen Threads berücksichtig.
Die Auslegung betrachtet eigentlich weniger die echten Last-Anforderungen als vielmehr meine eingeschränkten Möglichkeiten.
Ein 30er Wagen ist mit Schiene z.B. 42mm hoch - da passt dann noch das 40mm hohe Mutterngehäuse vom Chinamann drunter. Bei einer kleineren Führung muss ich entweder eine Tasche in die Platte fräsen - wozu mir die Möglichkeiten fehlen - oder aufdoppeln.
15er Schienen soll man nur sehr schlecht auf den Profilen montiert bekommen - scheiden also aus.

Viele Sachen ergeben sich dann (für mich) nach und nach: 20er Führung auf der langen Achse -> Wagenbreite 44mm.
Daraus ergibt sich bei der einfacheren Montage der Schiene in der Nut ein 90x45er Profil, da der Wagen bei einem 80x40er Profil sonst überstehen würde.
Für jemand mit den entsprechenden Fähigkeiten und Möglichkeiten ist das natürlich trivial - für mich leider nicht.

Das größte Problem sehe ich derzeit eigentlich hauptsächlich bei den Alu-Platten (Portal-Seiten & Stirnwände) und deren Bearbeitungen.
Da fehlt mir die Erfahrung und die Möglichkeit sowas passend zu fräsen/schneiden. Deswegen hätte ich großes Interesse an den Erfahrungen mit den motedis Halbzeugen, da die deutlich günstiger als viele andere Quellen sind.

Zur Herstellung der Winkelgenauigkeit wird sich hoffentlich auch noch jemand äußern.

Gruß
Frank

KarlG · Mrz 5, 2014

Moin Frank.

bitschieber hat gesagt.:

Die Frage stellt sich erstmal anders: Zerspanen vs. "zerstäuben". Unterhalb einer gewissen Steifigkeit der Maschine (der Fräser wird seitlich weggedrückt) kannst Du keine Späne mehr machen, sondern nur noch Mehl. Das geht massiv auf die Standzeit der Fräser (die kosten ja auch nicht grade wenig).

Du hast bei einer Fräse ja IMMER einen gewissen Grundaufwand/Kosten. Das sind primär Antriebe und Lineartechnik. Alles etwas steifer zu bauen ist erstmal kein großer Kostenfaktor, sondern Planungssache. Klar kosten stärkerer Komponenten auch mehr Geld, aber nur mal als Beispiel die Längsträger:
45x90 schwer kostet 2*1m ca. 50€. Z.B. ein 80x80 leicht kostet dann ~60€ und Du hast senkrecht etwas bessere Werte und waagerecht die vierfache Steifigkeit. Dazu auch etwas mehr Masse und auch mehr Volumen, was Du z.B. mit Sand befüllen kannst. Wir reden also über 10€ im Verhältnis zum Gesamdaufwand/Kosten von etwa 2000€. Da sind die selbstgemachten Fehler viel teurer.

Man sollte sich aber nicht allzusehr von den Möglichkeiten beschränken lassen, sondern eher intelligente Lösungen suchen. DIe "Last" ist tatsächlich zweitrangig - primär spielt die Steifigkeit eine Rolle - da die Parameter Mr0, My0, Mp0. Und die Vorspannung natürlich. Primär würde ich nicht mit der "Schere im Kopf" planen, sondern erst Auslegen, dafür Lösungen suchen und erst dann (wenn es gar nicht geht) die "zweitbeste" Variante wählen.

20er macht auch nicht wirklich Spass. 25er sind nur minimal teurer und lassen sich deutlich besser ausrichten.
Bei der Montage auf die Nut (die sind ja Produktionstechnisch immer ein bisserl eingefallen) ändert sich in Abhängigkeit der Geradheit (und Ausrichtung) auch der Winkel für den Wagen. Ich würde selbst nur noch in absoluten Notfällen auf die Nut gehen. Eher Ausgleichen/Unterlegen/Unterfüttern....

Schleifen erzeugt eigentlich immer eine "ballige" Kontur. Kann mir nicht vorstellen, dass das mit einem Tellerschleifer anders sein soll. UND: Wie willst Du denn das Ding in beiden Ebenen auf 1/100 genau ausrichten?
Vermutlich ist dann Unterlegen eher zielführend - Alufolie wirst Du eh in Größenordnungen brauchen..

Kannst ja mal versuchen, Alu zu schaben - falls das geht, wäre das zwar ein Geduldsspiel, aber sicher genau genug. Stellt sich wieder die Frage: wie tuschieren?

Gruss
Karl

ahhk · Mrz 6, 2014

Hi,

lass Dich von den eingeschränkten Möglichkeiten nicht abschrecken. Wie KarlG schon schrieb. Mit ein wenig Gehirnschmalz kann man auch mit einfachen Mitteln (Stichsäge, Standbohrmaschine) was hinbekommen. Bei den Portalwangen kommts ja gar nicht drauf an, dass die an den Kanten auf den 1/1mm genau sind. Für gleiche Bohrungen einfach beide Portalwangen zusammenzwingen und dann bohren z.B. Nur so als Idee. Ich habe letztlich meine Fräse auch mit hemdsärmeligen Mitteln gebaut und dann mit viel Geduld und Alu-Folie doch gute Ergebnisse erzielen können. Ok, optisch ist sie nicht ganz so hübsch wie so manch andere, aber sie fräst und das auch in ALu mit 6mm Fräser supergut

Und das obwohl meine 20er Führungen auf den Nuten der 90x45er Profile sitzen

Also auf! Ran ans Werk! Es wird sich lohnen....

Grüße

ahhk

PS: Ansonsten kann man auch mal Leute fragen, ob man was gefräst bekommen könnte. Man muss ja auch nicht das Teil dann komplett fräsen lassen. Reicht ja, wenn die "wichtigen" Löcher & Konturen (an-)gefräst werden und der Rest dann wieder mit Handarbeit erfolgt. Dann ist sowas meist schnell und günstig zu machen....

flug2905 · Mrz 6, 2014

Hallo,
ich würde keine 45x90 Aluprofile nehmen. Meiner Meinung nach sind die viel zu weich, auch als schwere Ausführung. Ich würde lieber die 40x80 nehmen, die sind viel stabiler. Ansonsten einfach anfangen!!!
Hab meine auch aus 40x80 gebaut...

http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/204736-CNC-Fräse-Eigenbau

Gruß Ewald

ahhk · Mrz 6, 2014

flug2905 hat gesagt.:

Sry. 45x90 ist locker steif genug um damit in alu arbeiten zu können. "Viel zu weich" ist irgendwie sehr subjektiv und pauschal. Kannst das mit zahlen hinterlegen und begründen? Ansonsten ist das Blödsinn und deutlich übertrieben, von wegen zu weich. Die P2 war urspr. auch mit 45x90 Profilen gebaut und war super.....ich selbst habe auch einen eigenbau und mache viel in Alu ohne Probleme und kriege auch Genauigkeiten von ungefähr 3/100 hin. Mit 6mm Fräsern.......

Ahhk

KarlG · Mrz 6, 2014

...und die 45x90-Profile sind mitnichten "schwächer", sondern ca. 20% steifer als vergleichbare 40x80-Profile.

Gruss
Karl

ahhk · Mrz 6, 2014

Hast Du zufällig ein paar Zahlen dazu, Karl? Nur damit man hier mal lesen kann, in welchen Größenordnungen sich das bewegt..
Grüße

Andreas

KarlG · Mrz 6, 2014

Jo - mal zum Vergleich:

Angenommerner Lastfall beidseitig aufliegend; mittige Kraft 200N; L=1000mm

Durchbiegung in mm Waagerecht/Senkrecht

40x80 leicht: 0,359 / 0,086
40x80 schwer: 0,222 / 0,059
45x90 leicht: 0,252 / 0,073
45x90 schwer: 0,181 / 0,048

Ausser Konkurrenz

:
90x90 schwer (P2): 0,020 / 0,020

Gruss
Karl

Achja - nochwas: Die Länge geht ^3 in die Durchbiegung ein. D.h.: Wenn man mal eben länger baut, dann reicht es ganz schnell nicht mehr. Auf 2m Länge hat das schwere 90x90 dann nicht mehr 2/100, sondern 1,6/10 Durchbiegung - während das 60x60 meiner kleinen Fräse auf 576mm auch nur 2,1/100 hat....

ahhk · Mrz 7, 2014

Danke! So mag ich Diskussionen über CNCs

flug2905 · Mrz 7, 2014

Morgen,

Die Zahlen sprechen natuerlich fuer das 45x90mm.
Ich bleibe bei meiner Meinung. Bei mir hat sich das 45x90 verwindet. Ich empfand das 40x80 als deutlich stabiler.
Ich mach mal abends ein Foto. Vielleicht hatte ich andere Profile als Ihr.

Gruss Ewald

ahhk · Mrz 7, 2014

darauf bin ich gespannt....

bitschieber · Mrz 7, 2014

Mist, gerade mal versucht auf der Drehe ein Loch zu bohren, da ich in eine Ronde ein Gewinde schneiden wollte.
Material ist AlCuMgPb. Mit meinem normalen HSS Baumarkt Bohrer wird das nix.
Die Schneide schmiert sehr schnell zu und dann geht nix mehr.
Wahrscheinlich hätte ich auch kühlen/schmieren sollen - Petroleum, Spiritus, Gemisch?

Was machen denn die Profis? Extra Alu-Bohrer oder gute 'normale' und schmieren?

Gruß,
Frank

KarlG · Mrz 7, 2014

Moin,

was die Profis machen, weiss ich auch nicht

2007 geht eigentlich ganz gut zu bohren. Auf der Fräse habe ich mir einen Bohrzyklus geschrieben 2-4mm (je nach Material und Durchmesser) rein, mit Eilgang wieder raus (Späne entfernen), mit Eilgang wieder auf die alte Tiefe und dann wieder 2-4mm.

Dazu Schneidöl und dann klappts auch im Alu mit herkömmlichen HSS-Bohrern. Spezielle Alu-Bohrer wollte ich auch schon lang mal ausprobieren, aber irgendwie vergesse ich das immer, mal einen mitzubestellen

Jedes andere Öl tuts natürlich auch. Schneidölspray kann man aber prima beim Rückzug auf Bohrerspitze kriegen.

Gruss
Karl

bitschieber · Mrz 8, 2014

So, nun habt Ihr wenigstens was zu lachen: der Preis für den Blödmannsgehilfen der Woche geht an mich

Wenn man bei der Drehe auch die richtige Drehrichtung einstellt, dann läuft der Bohrer wie durch Butter.
Auch das Gewindebohrern (mit manuellem Drehen des Futters) klappte danach einwandfrei.

Gute Nacht,
Frank

ahhk · Mrz 10, 2014

flug2905 hat gesagt.:

Magst noch? Ich wäre schon noch daran interessiert.
Grüße

ahhk

flug2905 · Mrz 10, 2014

Hallo,
sorry, mach ich abends.

Gruss Ewald

bitschieber · Mrz 10, 2014

Moin,
ich habe mal ein bisschen mit Sketchup angefangen herumzuspielen.
Hier mal die Z-Achse, die in den größten Teilen dem Entwurf von Herrman für die P1 entspringt.

Z-Achse (beweglicher Teil)

Z-Achse (feststehender Teil am Portal)

Z-Achse gesamt (obere/untere Endposition)

Bei den meisten Fräsen - die ich bisher gesehen habe - fluchtet die Unterkante der Z-Achse ungefähr mit der Portal-Durchlasshöhe. Zudem wird auch der Halter für die Kress an der Unterkante der Z-Achse montiert. Die Spannzange mit Fräser steht nach aber unten nun mind. 5cm nach unten raus.
Verschenkt man in dem Fall nicht 5 cm Weg?
Wäre es nicht sinnvoller den Fräsenhalter 4-5cm höher auf der Z-Achse zu montieren?
Es würde doch reichen, wenn man mit dem Halter bis ca. 3-4cm über die Aluprofile kommt, oder?
Wahrscheinlich übersehe ich hier wieder was...

Gruß,
Frank

KarlG · Mrz 10, 2014

Moin,

ich sehe, Du machst Dir Gedanken...

Meine Parameter, die ich als fast optimal empfinde:

UK der voll runtergefahrenen Z-Achse endet 40mm über Grundrahmen. Damit passt noch die Aufspannplatte drunter; mit einem kurz gespannten Fräser verschenkt man keinen Verfahrweg und mit einem lang gespannten kommt man noch durch die Aufspannplatte durch.

Motoraufnahme für Kress sitzt 30mm höher (mitte Bohrung/Gewinde) - bei einer Chinaspindel muss man anders planen.

Die Z-Achse fährt noch ca. 28mm über UK Z-X-Platte (bzw. bei mir 34mm über UK Portal). Damit ist auch ein kurz gespannter Fräser (die Mutter der Kress sowieso) komplett aus dem Verfahrbereich raus. Somit kann man imho den Z-Achsenweg optimal nutzen.

Vorschläge:
- Führung der Z-Achse keine 30er mit kurzem Wagen, sondern eine 25er mit langem Wagen. Der hat (in den wichtigen Punkten) nicht nur bessere Daten, sondern kostet auch noch deutlich weniger. Musst halt dann die Mutter um 2mm einsenken, oder 2mm unterlegen.

- Motoraufnahme Kress dicker machen (min 20, besser 25mm) - so breit muss die auch nicht sein. Manchmal will man ja danaben noch was anbauen (Kamera) oder Verstärkungen montieren - die haben bei Dir keinen Platz mehr...

Gruss
Karl

Fräse selber bauen - Fragen, Fragen, Fragen

Benutzer

Gesperrt

Benutzer

Gesperrt

Benutzer

Neuer Benutzer

Benutzer

Gesperrt

Benutzer

Gesperrt

Benutzer

Neuer Benutzer

Benutzer

Benutzer

Gesperrt

Benutzer

Benutzer

Neuer Benutzer

Benutzer

Gesperrt