Приветствие.
Приветствую вас на канале #next 3d print
В этой статье я расскажу, об этапе #проектирование трёх осевого ЧПУ фрезера #своими руками .
Что с первой версией?
В первой главе я предложил вам один из вариантов конструкции самодельного фрезерного станка. Если вы не читали, то рекомендую ознакомиться, чтобы понимать, почему были приняты те или иные решения.
"3-х осевой ЧПУ фрезер своими руками. Глава 1."
Начальную конструкцию ЧПУ фрезера я предложил сделать на основе ремённых передач и винтовых валов на оси Z, расположенных по двум сторонам оси Y.
Я понимал, что жёсткости не хватает, и после чтения ваших комментариев, я в этом убедился. Так как были верно высказаны все те мысли, что были у меня в голове. Поэтому, как не жаль многих часов на проектирование, данный концепт уходит в архив не самых удачных решений.
Какой я сделал вывод из первой конструкции.
Вывод был следующим - сделать максимально жёсткую конструкцию, но при этом (как были заданы условия и задачи станка), материалы должны быть доступны, и стоимость фрезера не должна стать высокой.
Так же ремённая передача не очень дружит с опилками. Об этом я не подумал в самом начале.
Ведь если крупная щепа попадает между ремнём и шкивом, то нарушается геометрия, и это скажется на качестве.
Сомнительное решение по поводу оси Z я сразу понимал - придётся фиксировать верховую часть валов.
Что было предпринято?
Поняв, что первый вариант конструкции никуда не годится я начал более детально изучать данный вопрос и смотреть какие вообще существуют конструкции, а так же способы максимально увеличить жёсткость.
В итоге, я остановил свой выбор на портальной системе станкостроительства.
И ещё с десяток часов был потрачен на #Моделирование данной конструкции во fusion 360
В итоге получился данный проект:
Перед тем как более подробно остановиться на конструкции, я хотел бы напомнить те характеристики, которых хотелось бы достичь.
- Доступность материалов;
- Низкая стоимость создания;
- Минимальная техническая сложность (что бы данный проект смог повторить каждый.);
- Надёжность и ремонтопригодность;
- Открытость проекта;
- рабочая зона минимум 300мм.*300мм.*30мм;
- Возможность гравировки;
- Фрезеровка дерева;
- Резка фанеры 10мм;
- и очень хотелось бы иметь возможность резки и фрезеровки цветного металла.
Основные узлы новой конструкции.
Обзор основных узлов конструкции я хотел бы начать с самого портала, который перемещается по оси X.
Сам портал спроектирован из алюминиевого конструкционного профиля 20*60мм. который закреплён на 8мм валах по краям портала, а посередине 8мм четырёхзаходной вал, который приводится в движение шаговым двигателем.
Сам портал будет собран из конструкционного профиля, 20*60.
По бокам 20*40.
В верхней части два профиля 20*60, (будет увеличена площадь для жёсткости и для возможности крепления держателей валов и опорных подшипников вала оси Y).
Так же есть возможность в нижней части вставить треугольные распорки.
В верхней части портала находится ось Y.
Здесь говорить особо не о чем -- просто, две направляющих и винт привода. То что крепления вала выходят за портал - не беда, для крепления будут распечатаны специальные переходники, надёжно всё фиксирующие.
Так же, была дилемма - выносить крепления валов за стоки портала (тем самым увеличивая рабочую зону по оси Y), и выносить ли мотор оси Y дальше.
Но могу сказать, что рабочая зона вписывается в заявленные характеристики - 300мм.
Ось Z теперь находится на оси Y.
Здесь тоже всё довольно просто. Два направляющих вала по бокам и винтовой вал привода посередине. Шаговый двигатель сверху. Тем самым удалось достичь ход оси Z - 90мм,
Ну и сам зажим дремеля по принципу хомута.
Стоимость.
И какая же стоимость получается на данном этапе:
- Конструкционный профиль 20мм*40мм, 1 метр - 300 рублей - 0,4м = 140 руб.;
- конструкционный профиль 20мм*60мм, 1 метр - 400рублей - 1,5м = 1000 руб.;
- Вал диаметром 8мм, длиной 500мм - 400 руб.- 2 шт. = 800 руб.;
- Вал диаметром 8мм, длиной 400мм - 350 руб.- 2 шт. = 700 руб.;
- Вал Диаметром 8мм, длиной 300мм - 270 руб.- 2 шт. = 540 руб.;
- Винтовой вал 8 мм, длиной 500мм, с гайкой - 600 руб.- 1 шт. = 600 руб.;
- Винтовой вал 8 мм, длиной 400мм, с гайкой - 530 руб.- 1 шт. = 530 руб.;
- Винтовой вал 8 мм, длиной 300мм, с гайкой - 380 руб. - 1 шт. = 380 руб.;
- Линейный подшипник 8мм - 120 рублей - 12шт. = 1440 руб.;
- Опорный подшипник 8 мм - 70 руб. - 6 шт. = 420 руб.;
- Держатель 8мм вала - 85 руб. - 12 шт. = 1020 руб.;
- Шаговый двигатель 650 руб. - 3 шт. = 1950 руб.
- Муфта 100 руб. - 3шт. = 300 руб.
- Управляющая плата 2500 руб. - 1 шт. = 2500 руб.
- концевой выключатель 30 руб. - 3 шт. = 90 руб.
Итого выходит: 12410 рублей. Но ещё нужен будет блок питания и метизы. По моему мнению, за станок с рабочей областью 400х300х90 мм. - вполне небольшая. Поэтому данный ЧПУ станок можно считать #бюджетным.
Ну и в стоимость я не включаю цену дремеля или двигателя. И пока тяжело говорить о финальной стоимости станка, так как я понимаю, что есть ещё множество моментов, которые надо полировать.
Мысли вслух.
И как всегда о мыслях, которые крутятся в голове:
Данная конструкция мне нравится за счёт большей жёсткости и простоты изготовления. Но, возможно, придётся применить не портальную систему, а принцип подвижного стола. То есть, сам портал жёстко закреплён, а столик (с закреплённой на нём деталью) двигается под фрезой.
Возможно, потребуется переделать конструкцию с 8мм валов на 12 или 16 мм валы, в угоду их меньшей деформации под весом портала.
Но стоит отметить, что вес портала не становится запредельно большим. По расчётам - вес всего портала будет 2,5-3 кг, что не сможет согнуть 8мм вал. Также стоит учитывать, что на каждом валу установлено не по одному, а по два линейных подшипника.
Если поискать (получше), то можно найти более дешёвые аналоги. Однако, не стоит забывать, что компоненты нужны для исправной работы,, а не для внешнего вида.
Что дальше?
Если вы одобрите данную конструкцию, то (по отдельности) я изготовлю основные узлы и испытаю их. Найду недочёты в узлах и просчёты проектирования.
Так же выкладываю все файлы проекта в открытый доступ, так как проект я делаю по открытой технологии, то есть каждый сможет его повторить (но у меня одно условие, это не коммерческое использование, до есть изготавливать и продавать данный станок нельзя. Если изготавливать на станке изделия под заказ то без проблем).
Файлы проекта.
Файлы проекта можете скачать с Яндекс.Диск .
Поддержка проекта.
Так же если вы хотите ускорить процесс проектирования, сборки и испытаний то можете подержать проект. Любая денежка пойдёт в дело!
Если форма не захочет работать а желание помочь осталось то попробуйте воспользоваться ссылкой .
Послесловие.
Могу сказать то что мне очень интересно заниматься данным проектом. Единственное ограничение - ограничение в финансах,
Так бы конечно я уже закупил те материалы которые 100% потребуются в проекте.
Верю что всё получится. И особую благодарность хотел выразить тем людям кто уже помог в прошлой главе, рассказа о самодельном #ЧПУ #фрезерном станке.
Так же я приветствую конструктивную критику в комментариях, это очень помогает взглянуть на проект под новым углом, и выявить серьёзные недочёты в конструкции. А так же подписывайтесь на канал что бы не пропустить много другого полезного и просто интересного контента.
На этом всё, всем спасибо и до новых встреч.
Автор: Зиновьев С.А.