Есть вопросы по первому в жиздни проекту станка 400*400*80

[Stonerain]

Всем привет. Несмотря на то, что в Сети (и на данном форуме тоже) полно открытых грамотных проектов, все-таки решился на изобретение своего велосипеда. Спортивный интерес, незадавленное самолюбие и остатки желания к творчеству тому способствовали. Посему прошу уделить пару минут и прокомментировать и ответить на пару вопросов.
Проект немного не дорисован, нет оси Y со столом, но там и вопросов особенно нет, буду делать как на CNC3018. Уровень стола БЕЗ ЖЕРТВЕННИКА обозначен горизонтальной плитой на рисунке.
Исходные данные - понятная неудовлетворенность китайской игрушкой CNC3018Pro, процесс ее модернизации, вылившийся в решение получить что-то примерно ТЕХ ЖЕ ГАБАРИТОВ, но по-серьезнее. То есть:
1. Станок небольших габаритов и максимально бюджетный для хобби. Зона резки 400*400*80мм. Подвижный стол.
2. Обработка дерево+пластики (3D, Гравировка), алюминий - редко и на самых скромных режимах.
3. Станина, механика и электроника максимально бюджетные:
Профиль 30*90 + фанера 20мм, раскрой АМГ6 14мм на каретку Z, SBR16 на X/Y и валы 12мм на Z, T10 винты, TB6600, NEMA23, MACH3.
Шпиндель - 500Вт бесщеточный 12000 об/мин.
Боковые стойки портала - бакелитовая фанера 20 мм. SBR16 по Х опираются на пару профили 30*60 .

Вопросы такие:
1. По Z колеблюсь между валами 12мм c 4-мя линейными подшипниками, как сейчас нарисовано, или китайские рельсы 15мм по 1 (!) каретке на рельсу. Что предпочесть? Каретки вроде длинные - 60мм, они точнее и безлюфтовее, но обеспечат ли жесткость, если по 1шт на рельсу или тогда уж лучше валы с парой на каждом разнесенных друг от друга линейных подшипников? Тем более, что рельсы будут китайские. Если 2 каретки на рельсу закладывать, то от хода по Z ничего не остается... Или габариты оси Z нужно будет задирать...

2. Ход шпинделя по Z хотелось бы 80мм (ход кончика фрезы от жертвенника до верхней точки), чтобы точить 3D барельефы на толстых досках (ну и запас) ... Сейчас высота оси Z (длина валов) 200 мм. Конструкция Z классическая "прямая". Если зажимать шпиндель в креплении ближе к низу (к цанге), то пропадает ход по Z и портал нужно делать выше. Можно ли смещать крепление шпинделя выше по корпусу, как СЕЙЧАС НАРИСОВАНО? Не вредно это для него - ну там мало ли - деформация корпуса, подшпники итп... Я просто не знаю... Просто тогда хоть и рычаг возрастает, но ход по Z явно оптимальнее используется... Или не желательно, и лучше крепить за нижнюю часть корпуса?

3. Замечания по компоновке? Кроме "выкинуть все это"

[xvovanx]

А почему вы решили на Z ставить просто валы, а не валы на опорах как и на Х оси?

[Stonerain]

Габариты... подшипники SBR16 будут такие же огромные, как и каретки на рельсах 15мм. А тут валы 12 мм и подшипники на них чуть по-меньше. Размер каретки Z сильно поменьшается =)

[MX_Master]

Самый жёсткий и бюджетный вариант - сходить на строительный базар и купить там пару-тройку профильных труб, уголков и деталей из стального листа с распилом на месте. На закуску взять строительных болтов с гайками и шайбами. Вся конструкция собирается с помощью дрели и пары гаечных ключей. Кусок обычной фанеры нужен только на жертвенник. Дюралевый профиль ваще не нужен

Для фрезера рельсы должны быть только на опоре. Тонкие валы-висюльки подходят только для лазеров, принтеров и прочих воздушных станков

[Stonerain]

ладно уж... У народа полностью фанерные хоббийные фрезерные станки жужжат... =) Но про висячие валы я что-то подозревал... В принципе, уже нарисовал на рельсах по Z... Там правда минус 20 мм к рабочей области по Х получается, но наверное, это оправданная жертва. Чуть позже выложу исправленный вариант.
Подкупило то, что всякие фирмы продают готовые оси Z с висячими валами. Вроде не дураки проектировали... Не?
Например такое:

[MX_Master]

Я счастливый обладатель фанерного станка, который я переделывал 4 раза. На 5-й раз я полностью заменил портал и две кареты на стальные. Слава богу я рельсы взял изначально профильные, хоть и самые китайские.

Если толщина валов для Z-ки (ход 100мм) будет не меньше 20мм, то для лёгкого фрезера пойдёт.

[Stonerain]

Рельсы поставили какого калибра? Размер поля какой? По Z каретки на рельсах по 2 штуки или по одной? Спасибо.
Каретки я планирую амг6 14мм. Фанера только некоторые элементы станины.
Вроде вал считается жёсткий, если соотношение диаметр к длина не больше 1 к 10. То есть 12 мм вал будет жёстким на длине 120 мм. Ну там 150-160... Но рельсы, конечно понятно. Так каретки по 2 или по 1 хватит?

[MX_Master]

Рельсы профильные 20мм, самые китайские. Размер поля - 1300х2600х200мм. Обратная Z-ка, 4 каретки. Пожалуй, из всего этого набора данных, в вашем проекте будет полезной инфа только про 4 каретки

Памятка: Для экономии денег при знакомстве с ЧПУ станками - ставятся валы на опоре. Для экономии денег в долгосрочной перспективе ставятся профильные рельсы. Ну а когда денег не жалко - ставятся висячие валы

[Mr. Mass]

Тоже хочу сделать похожий настольный, только поле меньше. Везде профильные рельсы 15-го типоразмера, на оси Y по 4 каретки коротких, на остальных осях по 2 каретки обычных. ШВП везде 12мм. Можно на ось Z поставить мини 15 рельсы и немного выиграть по габариту и вылету шпинделя, но там прийдется нестандартную ШВП использовать. Это единственная компоновка где оно хоть как-то сложилось при таких размерах. Никакие валы, а тем более валы на опорах не лезут вообще никак. Профиль обычная алюминиевая труба 50х50мм, портал 100х50мм, для унификации можно использовать 2 шт 50х50 и скрутить их вместе. Боковины из плиты 10мм, остальные детали толщиной 8мм.

[Stonerain]

Нет опасения, что одна каретка на рельсе на Z быстро раздолбается? На нее нагрузки-то неслабые во всех направлениях при горизонтальной подаче...
И не страшно контроллер крепить к станку? Вибрации, а пайка не терпит вибраций... Обычно рекомендуют снимать электронику со станка.
Пластина с движком Z крепится как "качелька" - с одной тороны движлок, с другой шкив с осью и ШВП. Сопротивление нагрузкам при погружении фрезы никакое у этой качельки... тупо шататься будет... Опора - не площадь, а линия...

[Питерский]

Коллега, рекомендую на ось Z ременную передачу поставить с редукцией, желательно не менее чем 1:2. Обычно это ось самая напряженная в работе, особенно при работе на рельефах, да и точность работы по этой оси можно будет повысить!

[MX_Master]

Одну каретку на рельс можно ставить только на лазерах, принтерах и прочих, не нагруженных, станках.

[Stonerain]

По поводу кареток понятно, спасибо. А что с вопросом:
- Можно ли смещать крепление шпинделя выше по корпусу, как СЕЙЧАС НАРИСОВАНО? Не вредно это для него - ну там мало ли - деформация корпуса, подшпники итп... Я просто не знаю... Просто тогда хоть и рычаг возрастает, но ход по Z явно оптимальнее используется... Или не желательно, и лучше крепить за нижнюю часть корпуса?

[MX_Master]

Многие смещают и так работают, но лучше, конечно, так не делать