Проектирую станок нужны советы

[Henek]

Всем привет.
В общем решил сваять станок.
Бюджет 6000 или меньше.
Обрабатываемый материал дерево и некоторые виды пластмасс, резать нужно уверено. Металлы не твердые тоже хочется.
Рабочее поле 700Х1000Х250, вообщето нужно 200 по Z подумал что 250 лучше.
В перспективе хочется поставить магазин.
Доступ к станочному парку есть в том числе и к плоскошлифовальному станку.
В общем суть не в том.
На картинке выходит так

В общем нужна здравая критика.
Нормальная ли такая компановка? При условии что решил использовать соединение двигатель-ШВП ремнем. Двигателя решил упрятать внутрь трубы, как охлаждать их решение есть проблем не вижу.
Место где располагаются двигателя предполагается что это задняя часть станка. Это нормально?
Ширина подошвы стоек портала 300мм. Не будет ли мало? Ну и портал выполнен немного не обычно, потому что так нужно. В принципе нужно чтоб шпиндель выезжал за пределы стола на 350мм в право. Не стал пока это прорисовывать, это не долго.
Найважнейше быть увереным какое взять растояние между каретками которые двигаются по Y. Мне кажется 300мм мало, а больше не хочется. С сопроматом не очень дружу, в смысле балки считал, не проблема в том числе и на кручение, а вот посчитать это всё от конца фрезы до кареток перемещающихся по Y как то уже мозгов не сильно хватает. Не знаю как спрогнозировать все взаимодействия.
И еще вопрос. Рельсы к трубе крепятся болтами М6. Допустимо ли просверлить в трубе отверстия и установить резьбовые вытяжные заклепки чтоб закрепить рельсы?
Например такие
https://a.d-cd.net/37b80fu-960.jpg

[frezeryga]

фотки прикрепляйте к сообщению. ходить на обменники со всякой парнухой которую фиг закроеш нет никакого желания. мой вариант http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=146&t=9990 может что полезного для себя найдете.

[Henek]

А как тут изображения прикрепляются?
Подскажите какая база между каретками которые катаются по Y?

[AVK74]

Бюджет 6000 долларов чтоли?

[frezeryga]

база непомню какая получилась. это не принципиально особо.

[Henek]

Да, бюджет в долларах.

база непомню какая получилась. это не принципиально особо

Это еще как не принципиально?
А нафига тогда я бодался балку по Х на кручение считал? Чуть мозги не сломал. У компьютера.

[frezeryga]

ну балка это балка а каретки это другое. и стойки портала такие негодятся. они и вылет имеют не в ту сторону и жесткость у них отсутствует в таком виде.

[Henek]

ну балка это балка а каретки это другое

Как же ж другое? Балка с каретками связана в жесткую. Любое усилие на балку каретки ловят на ура. Усилие вдоль оси Y наихудшее, одна каретка будет старатся оторватся, вторая сплющится.

и стойки портала такие негодятся. они и вылет имеют не в ту сторону

Да это так. Но мне нужно чтоб ось Z могла выехать за пределы станка. Что поменяется если вылет развернуть?

и жесткость у них отсутствует в таком виде

Да в принципе я понимаю что жесткость по X будет возможно не очень. Но я посмотрел как народ делает такие стойки и подумал что при стенке 8мм по стали может хватит, в целом с одной стороны общая толщина металла 16мм стали. Но в принципе думаю внутрь сделать квадратные вкладыши из стали и вварить как ребра жесткости. На эти же вкладыши прикручу винты ШВП. Не придумал только как геометрию выдержать чтоб прикрученая гайка ШВП перпендикулярно этим вкладышам была. Задумка есть одна, но почему то стремно. Думаю гайку намазать разделительным составом и посадить на компаунд который используют для реставрации шеек валов. А когда компаунд застынет то обтянуть. Но это еще не решенный вопрос.

[frezeryga]

жесткость системы рельс каретка достаточно высокая потому старатся сильно разнести каретки смысла нет поскольку есть в станке куча более хлипких мест.

[Henek]

поскольку есть в станке куча более хлипких мест

Если не тяжело, подскажите каких именно

[frezeryga]

стойки и балка портала в основном иногда ось Z в вашем случае еще и станина в виде решетки не есть гуд.

[donvictorio]

вылет не в ту сторону; повышенная статическая нагрузка на каретки. на точность не влияет, только на износ. незначительно. в основном поле рабочее съедается знатно.
если уйти от такой трубы в роли боковин, то вылет можно сделать в правильную сторону, сэкономить поле и ось будет смело выезжать наружу.
а что мешает поставить трубу вертикально, к подошве приварить толстую пластинку, которая будет на каретках лежать, сделать подошву с вылетом вперёд, усилить её косянками ровно настолько , чтобы оси Z не мешало? проще же.
закрыть все сечения
вкручивать прямо в балку. заклёпки гавно, любые. 4 витка резьбы держат винт на величину его разрушения. можно просверлить термосверлом. для профилей - самое то.
сменить опоры на FK, BK в таком виде выглядят бредово.
расстояние между внешними силовыми гранями кареток 300мм норм для такого плеча.

[Henek]

стойки

Ну со стойками я как бы свое видение вопроса сказал. Есть идея вварить ребра жесткости.

балка портала

Балки все планируются из профильной трубы 200Х120Х8. Стол решеткой это не решеткой, просто я не стал пока дорисовывать низ покуда не соберу всю механическую компоновку.
Балка из такой трубы длинной 1300мм даст прогиб при воздействии силы 100кг в центр и имея по краям опоры, 0,0001мм если память не изменяет. На кручение тоже весьма радужно если закрепить оба торца и крутить центр через рычаг 300мм. Я не помню точных результатов. По досадной случайности снес папку с симуляцией. Всеравно после того как сваяю окончательно портал то нужно будет снова в симуляторе гонять. Вес портала нужен точный и он не малый будет судя по всему.

иногда ось Z

Ооо, за ее еще не брался
frezeryga подскажите такой вопрос. Я в вашей конструкции видел передачи с использованием зубчатого ремня, к ремням как бы никаких вопросов. А как ведут себя валы двигателей? Их не обламывает?

[frezeryga]

ну я незнаю как надо натянуть ремень чтобы обломать 14мм вал.

[Henek]

в основном поле рабочее съедается знатно

Да это так. Это одна из причин почему мне тоже не нравится такая конструкция.

вылет не в ту сторону; повышенная статическая нагрузка на каретки

Если честно то задумывался над этим вопросом но сколько не пробовал разложить силы то вроде одинаково выходит.

а что мешает поставить трубу вертикально, к подошве приварить толстую пластинку, которая будет на каретках лежать, сделать подошву с вылетом вперёд, усилить её косянками ровно настолько , чтобы оси Z не мешало? проще же.

Где ж проще? В моей реализации это всего лишь кусок трубы отрезаный под углом. Его совсем не сложно запхать в плоскошлифовальный станок и вывести паралельность плоскостей. В наихудшем случае нужно внутрь вварить ребро(переборку) с дыркой, отверстием под ШВП. Если делать как предлагаете Вы то добавляется деталей которые нужно еще хоть как то точно исполнить да потом еще и сварить по людски. В общем увиличивается сложность изготовления.
Ну трубу можно отпилить как нибудь экзотически.

4 витка резьбы держат винт на величину его разрушения

Та ну в профильных трубах сталь конечно не ст3 но тоже не бог весть какая прочность. Если честно нет у меня доверия.

можно просверлить термосверлом

У меня нет доступа к такому оборудованию. Токарные, фрезерные, плоскошлифовальные, кординатные станки доступ есть. А термосверла я только в ютубе видел.

сменить опоры на FK, BK

Понял, спасибо. BK я думал поставить изначально но либо я чегото не понял, либо хивиновский каталог что то не того но не понял я их, да и с вылетом хвостовиков валов проблемы возникают, в смысле вылет хвостовика увеличивается минимум на 10мм, на его если напялить шестерню под ремень, а ремень натянут то его может заламать, а мне этого ой как не хочется.
donvictorio там где Вы предлагаете закрыть стойки это будет сделано, и прорисовано, просто скрыто. На болтах по углам, но это не добавит жесткости. А вот внури переборка ввареная добавит жесткости на сдвиг ойёёёй.
Балку тоже также закрою крышками на болтах. Технология опробована на других конструкциях и хорошо себя зарекомендовала. А вот планки на которых крепятся опоры я планирую сделать из стали 10мм если жесткости будет мало то сталь будет толще или будет термоупрочненая, так как Вы нарисовали ребра сделать не реально, а в обратную сторону ребра делать конечно подумаю но маловероятно, очень не хочется, хотя всё очень субъективно нехочется.

[donvictorio]

материал ваших труб - ст3сп5, сварочная сталюка. нормально держит винты, м6 в 8мм спокойно выдержат всю свою крепкость, сверлите смело.

10мм на опору винта будет мало. представьте, что к этой планочке, с огромной дыркой будет прилагаться динамическое усилие в половину массы портала*ускорение. они у вас ходуном ходить будут. а потом отвалятся. я так понимаю, вы и эту планку хотите прикрутить - не стоит. приварите туда либо толстую пластину от 20мм, либо 10+рёбра. единственный нюанс, это более-менее вывести плоскость прилегания опоры. сильно стараться нет смысла, там осевые допуски конские.
и торцы балки портала также проще заварить, а не закручивать. больше толку и намного быстрее. предварительно можете вставить и зафиксировать внутри трубы закладную пластину с гайками или отверстиями с резьбой. в них, сквозь отверстия в балке и отверстия в боковине можно спокойно прикрутиться.

[Henek]

вы и эту планку хотите прикрутить - не стоит

Да хочу прикрутить, да еще и двигатель внутрь трубы всунуть. Внутрь трубы в углы вварю втулки длинной 30мм с отверстием и резьбой, к им и прикручусь, сейчас нет под руками проекта чтоб показать, я его дома делаю. Торцы труб печалька пока, как выровнять не знаю. Был сегодня у производственников у их пила дает погрешность до 1 градуса. Придется трубы как то в фрезер запхать.

либо 10+рёбра.

Что ж придется наверное.

и торцы балки портала также проще заварить, а не закручивать

Да, но сильно двигателя спрятать хочется. Если заварить то не получится мотор внутрь трубы всунуть.

[donvictorio]

если они будут в трубе, то это будет ремень. а ремень нужен ну прям хороший, как и шкивы, дешманский китай отсекайте сразу, короче оно будет недёшево. поэтому подумайте, надо ли оно и стоит ли того.

по поводу втулок понял. но берите во внимание, что у вас не силовая конструкция, торцы нужны только для уменьшения деформации. а она на уровне пары кПа. болты при таких нагрузках даже не успеют начать работать. а труба уже согнётся. болты плохо работают на сдвиг. короче это эквивалентно 4м прихваткам по углам.

[Henek]

если они будут в трубе, то это будет ремень

Да будет емень. Народ на ремнях делает, я подумал что так будет не плохо. Делать на муфтах не сильно хочется потому что добавляется длинна станка и количество деталей к которым тоже требования к жесткости и точности исполнения не слабые.

болты при таких нагрузках даже не успеют начать работать. а труба уже согнётся.

Как это согнется? Где согнется?

болты плохо работают на сдвиг

Можно заменить болты М8 на М10. Можно взять высокопрочные. Можно поставить по три болта с верху и три с низу, хотя не хотелось бы. А откуда там усилия на сдвиг берутся?

[donvictorio]

народ и на подшипниках и уголках станки делает, это совсем не показатель. делать на на ремнях есть смысл в том случае, если есть уверенность, что такая кинематика вам по зубам и по карману. вкратце - с ремнями накосячить намного проще, чем с муфтами. по поводу длины станка - да, есть такое. слегка по уродски выглядит, но на станке не по центру рассекать и тёток снимать
по поводу точности и тд - вот с ремнями как раз точных операций в разы больше. когда начнёте проектировать эти узлы сами всё увидите. к муфтам и фланцам никаких требований, кроме их наличия

Как это согнется? Где согнется?

я имею ввиду, что деформации трубы у вас доли мм. другими словами - сильно меньше любых пределов текучести-хрупкости и прочих граничных условий. Если ещё проще - вам не нужно "усиление" конструкции, вам нужно увеличение её жёсткости, а это далеко не одно и то же, хотя на первый взгляд вроде похоже.
так вот - болтами вы что-то там усилите. к примеру - хорошенько зафиксируете боковую крышку в торце. её будет сложно оттуда вырвать. но на показатели деформации она практически никак не повлияет, так как центрами концентрации усилий деформации будут грани трубы, работающие на силе трения, создаваемой болтами. и тут вопрос: а вы уверены, что крышка будет прилегать с максимально возможной силой, обеспечивающей монолитность конструкции ко всему периметру среза трубы? сомнительно. концентрация контакта будет лишь у болтовых соединений. это равнозначно тому, что вы эту крышку посадите на сварочные прихватки там, где находятся болты.
но, даже болтовая заглушка торца лучше, чем совсем открытый, так что тут дело выбора после анализа.

А откуда там усилия на сдвиг берутся?

в случае балки станка - кручение это сдвиг нижней грани относительно верхней.