Eine CNC-Fräse entsteht

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Moderator: fido

Steffel
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Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von Steffel »

Hallo Zusammen,

in einem anderen Thema (Lokbau) bin ich kurz abgeschweift und habe auf den Bau (Umbau) meiner CNC-Fräse verwiesen. Diese habe ich ansich nur gebaut um komplexe Teile meiner Dampflok fertigen zu können. Ein Foremmitglied hat darum gebeten den Umbau/Bau der CNC-Fräse etwas näher zu beschreiben. Dem komme ich gern nach. Auch hier wieder die Motivation, wie beim Dampflokbaubericht, ich habe verschiedene Problemstellungen gehabt und ein Lösung gefunden. Vielleicht helfen diesen Lösungsansätze Anderen bei ähnlichen Projekten weiter.

Am Ende ist das dabei herausgekommen.

Fr_se_1 (Steffel)
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Genau gegenommen handelt es sich nicht um einen Bau sondern um einen Umbau einer konventionellen Fräse.
Zuerst habe ich lange nach einem Grundmodell gesucht. Wichtig war mir das die Maschine von Haus aus eine SK Aufnahme besitz und von den Abmessungen bestimmte größen nicht überschreitet, da der Platz in der Werkstatt endlich ist. Und natürlich sollte auch eine gewisse Kaufpreisvorstellung nicht überschritten werden.


Nach Lieferung der Maschine, habe ich diese komplett in ihre Einzelteile zerlegt und jedes Teil, was zukünftig Verwendung finden sollte, aufgemessen und in 3D in CAD modelliert und zusammengesetzt.

Die folgenden Bilder zeigen schon den umgebauten Zustand in 3D.


Fraese_2 (Steffel)
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Fraese_3 (Steffel)
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Zuletzt geändert von Steffel am Mi 23. Aug 2023, 22:36, insgesamt 3-mal geändert.
Steffel
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Re: Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von Steffel »

Nach erfolgdem Modellieren, folgde der Umbau am Reißbrett sprich im CAD Programm.
Zuerst verlagerte ich die Kugelaulaufspindeln neu.


Kon_5 (Steffel)
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Hier wählte ich auf der Motorseite eine Festlagerung mit Lagern vom Typ 7201-b-xl-2rs-tvp in O-Anordnung. Die Vorspannung erfolgt über die Nutmutter auf der Spindel. Gleichzeitig dient das erste Lager mit seinem Ausenring als Zentrierung für die Grundplatte.


Kon_6 (Steffel)
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Alle Teile sind durch Zentriersitze bis hin zum Motor verlagert und bilden damit eine Achse. Zwischen den Teilen sind überall Rundringe eingebracht um einen eventuellen Kühlmitteleintrag zu verhindern.

Um den y-Fahrweg zu erweitern, damit der Fahrweg von der Frässpindelmitte in beide Richtung gleich ist, habe ich eine 30mm starke Platte zwischen Grundkörper Fuß und Festverlagerung eingebaut.
Die Gleitflächen der Schwalbenschanzführung habe ich dann auf eine Höhe eingeschabt.

Das Ende der y-Spindel wollte ich nicht frei im Raum "hängen" lassen und habe daher auch unter der Z-Achse eine Verlagerung eingebracht. Diese ist als Loslager ausgeführt.


Kon_7 (Steffel)
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Was man hier nicht sieht: ich habe den Lagersitz der Spindel zusätzlich mit einer Nut versehen und einen Rundring verbaut. Da ich die Passung zwischen Spindel und Lagerinnenring H/h gewählt habe (Lager ist von Haus aus H) um keine unnötige Verspannung zu erhalten, musste ich eine Lösung finden das mir die Spinel nicht im Lagering dreht und diese stehen bleibt.
Der Rundring baut eine leichte Vorspannung auf welche den Lagering mitnimmt, gleichzeitig wird eine Längenausdehnung der Spindle nicht verhindert.

Die Spindel habe ich auf dieser Seite auf der Drehbank selbst abgesetzt.

Vortsetzung folgt,
Gruß Stephan
mf-pur
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Re: Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von mf-pur »

Hallo Stephan,

vielen Dank für die ausführliche Umbauanleitung.
Leider braucht man zumindest eine Drehbank und eine Fräse, um so einen Umbau zu bewältigen.
Beide sollten genau und mit ausreichender Antriebsleistung ausgestattet sein.
Außerdem sollte man ausreichend Erfahrung in Bedienung der beiden Maschinen haben.

Was mich immer an solchen Umbaukonzepten gestört hat, ist, dass der Antrieb der Y-Achse zum Bediener weist.
Bei größeren Teilen mag das angehen. Wenn es dann aber kleinteilig wird, stört der Antrieb doch sehr.

Grüße
Michael
Zuletzt geändert von mf-pur am Fr 19. Mai 2023, 04:35, insgesamt 1-mal geändert.
Major Tom
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Re: Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von Major Tom »

Hallo Stephan,

danke für den Bericht, das Thema interessiert mich sehr.
Sieht aus, als ob Du die Maschine mit Estelcam steuerst.

Grüße, Dieter
Völlig losgelöst ...
Steffel
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Re: Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von Steffel »

Hallo Zusammen,

@Michael:
ja das ist korrekt eine Drehmaschine und Fräse wird für den Umbau benötigt.
Die Genauigkeit ist vielleicht nicht ganz so kritisch aber die größe der Maschinen, beonders die Fräse.
Ich habe zum Beispiel den Fuß der CNC-Fräse die Aufstandsfläche überfräst und ganz wichtig Freifräsungen in den Schwalbenschwänzen eingebracht damit das Tuschierlineal im Grund nicht aufliegt. Dafür war meine BF45 schon fast zu klein.


@Dieter:
Ja die Steuerung ist über Estelcam mit einer Arduino Club Karte.
Die Erstellung der CNC-Programme mache ich entweder aus Fusion 360 heraus oder mit Estelcam je nachdem wie die Zeichnung vorliegt.

Gruß Stephan
Steffel
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Re: Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von Steffel »

Hallo Zusammen,

als Schrittmotoren habe ich bei allen Achsen NEMA 34 Motoren eingesetzt und Fahre diese mit 48V, bipolar parallel.
Die Kupplungen mit Klemmnabe habe ich zusätzlich mit Nuten (durch Räumen) versehen und auch die Spindeln habe ich genutet. Damit ist ein Durchrutschen ansich unmöglich.

Fraese_6 (Steffel)
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Fraese_4 (Steffel)
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Die Motoren hatten von Haus aus kein Klemmkasten, die 8 Kabel werden über ein Gummimuffe in den Motor geführt. Das war mir etwas zu roh.

Fraese_3 (Steffel)
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Daher habe ich von Hammond Manufacturing Alu Gehäuse verbaut. Der große Vorteil: Hammond Manufacturing bietet auf seine Homepage die 3D-Modelle für die Konstruktion an.
In den Klemmkasten habe ich fest vier Lüsterklemmen mit Drahtschutz eingebracht und diese über einen Sockel befestigt. damit war eine ordentliche Installation möglich. Der Schutzleiter wird direkt mit am Gehäuse befestigt.
Die Kabelführung habe ich komplett in Metallschläuche von HellermannTyton hergestellt. Dadurch wird der Kasten nicht dicht aber die Kabel werden gegen Späne geschützt. Durch die Schutze über die Motoren ist mindesten IP44 gewährleistet.
Und mir war eine ordentliche und versteckte Kabelführung wichtig. Ich wollte nicht beim Reinigen zwischen Kabeln die Späne rausfummeln.


Kon_10 (Steffel)
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Kon_11 (Steffel)
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Fr_se_2 (Steffel)
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Fraese_51 (Steffel)
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Die Antriebe inkl. der Verlagerung ist an allen Achsen gleich aufgebaut.
Nur die Loslagerung ist jeweils unterschiedlich. Als Spindlen habe ich bei x und y Kugelgewindeumlaufspindeln D16 mit einer Steigung von 5mm verwendet. Bei der Z-Achse D20 mit einer Steigung von 5mm.



Kon_8 (Steffel)
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Kon_9 (Steffel)
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Den Tisch habe ich von 700 auf 520mm Länge eingekürzt. Da ich sonst das Gehäuse hätte größer bauen müssen und da war die Werkstatt zu klein. Das Loslager ist mit einer Wasserdichten Kappe aus Aluminium geschützt. Alle Dichtspalte sind mit Rundring abgedichtet auch auf der Motorenseite.

Die Stirnplatten links/rechts am Tisch habe ich auch neu gefertigt. Diese sind aus Stahl und an den Flächen zum Tisch eingeschabt. Die Tischstirnflächen habe ich ebenfalls gefräst und dann rechtwinklig zum Schwalbenschwanz eingeschabt. Die Dichtung dieser Flächen habe ich über Flächendichtmittel aus dem Motorenbau umgesetzt. Die Stirnplatten sind beide nach dem Einmessen mit dem Tisch verstifftet worden.

Beide Stirnplatten haben Nuten damit die Kühlemulsion vom Tisch ablaufen kann.



Kon_14 (Steffel)
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Kon_15 (Steffel)
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Gruß Stephan
Zuletzt geändert von Steffel am Di 22. Aug 2023, 13:47, insgesamt 1-mal geändert.
dampfspieler
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Re: Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von dampfspieler »

Moin Stephan,

danke für die sehr detaillierten Beschreibungen. Da bekommt man ja regelrecht Lust, es nachzumachen.
Leider ist es bei mir wie bei Dir, es fehlt an Platz. :wink: :wink:

Viele Grüße
Dietrich
Feinblechner können machen aus feinen Blechen feine Sachen.
Steffel
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Re: Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von Steffel »

Hallo Zusammen



die Konstruktion der Z-Achse schaut wie folgt aus:



Kon_16 (Steffel)
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Die Spindel ist 20x5 und auf beiden Seiten gelagert. Das Festlager ist wieder beim Motor das Loslager ist unten.
Auf dem Motor sitzt eine Bremse von Sorotec, dies wird über ein eigens Netzteil angesteuert und wird bei Abschaltung oder Not-Halt abgeschalten, sprich ist die gesamte Zeit wenn die Maschine im Betrieb ist angesteuert (gelöst) da der Schrittmotor die Achse hält.
Der Prtaxistest zeigt das es funktioniert, allerdings fällt doch recht viel Verlustleistung an so das mit der Zeit auch der Schrittmotor sehr warm wird.
Ich muss hier sicher nochmal nachbessern, entweder ich hole mir das Signal über Pegelwandler von der Endstufe der Schrittmotoren, bin mir aber nicht sicher ob die Bremse dann schnell genug öffnet und mir den Motro blockiert -> Schrittverluste.

Oder ich baue die Bremse ganz ab und die Vorspannung/Reibwiderstand in den Schwalbenschanzführungen reicht aus um den Kopf oben zu halten. Hier muss ich noch dazulernen.

Der Festlageraufbau ist wie bei der X-Y-Achse nur mit größeren Lagern. Ich habe hier zwei 7202-b-XL-2rs-tvp verwendet und gegeneinander verspannt. Das Loslage ist ein 6002-2RSR, der Zapfen der Spindel ist auch hier mit einer Nut versehen und einem Rundring um Längenänderungen und mitdrehen des Innenringes zu gewähren.


Kon_17 (Steffel)
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Die Stirnflächen der Z-Achse welche mit den (selbstgebauten) Lagerschilden gefügt sind, habe ich plan gefräst und dann auf Rechtwinkligkeit zu den Schwalbenschwanz geschabt. Auch die Lagerschilde sind die Anlageflächen eingeschabt da die grfrästen Flächen leicht kippelten (wollte es selber nicht glauben).

Es werden sich einige fragen warum soviele Platten als Lagerschilde. Die erste Platte an der jeweiligen Stirnfläche dient zur Anbindung an die Z-Achse mit dem vorhanden Bohrbild was nicht viel Spielraum zum rücken gab. Die zweite Platte ist vom Bohrbild zur ersten so gestaltet das viel Rückmöglichkeiten bestehen. Da ich nicht wußte wie die Spindel zur Schwalbenschwanzführung steht habe ich mir da viel Einstellmöglichkeiten geschaffen. Am unteren Schild sieht man es durch die großen Bohrungen und die extra Scheiben unter den Schrauben.

Z_Einstellung (Steffel)
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Ich habe dann alles mit der Spindel (ohne Mutter) montiert und die Spindel in Tiefe und parallel zur Schwalbenschanzführung (welche schon neu geschabt war) eingestellt. Für die parallel Einstellung habe ich einfach den Z-Schlitten montiert und auf diesen einen provisorischen Fühlerarm. Mit der Fühllehre bin ich dann zwischen den Fühlarm und der Spindel gegangen und habe in der oberen und unteren Schlittenstellung den selben Spalt eingestellt. Mit Messwerkzeug was mir zru Verfügung steht bin ich leider nicht reingekommen, hat aber so super funktioniert.
Dannach habe ich alle Lagerschilde untereinander und mit dem Grundkörper der Z-Achse verstiftet.


Kon_18 (Steffel)
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Bei dem unteren Lager habe ich nachträglich noch einen Ablauf geschaffen sollte doch mal Kühlmittel ins Innere der Z-Achse gelangen damit das Lager nicht im Kühlwasser steht. Das sieht man bei den Bidlern hier nicht.

Bei der Planfläche der Z-Achse welche am Fuß der Fräse später montiert wird sieht man am Absatzende eine kleine Ausrundung. Diese habe ich eingebracht um die Fläche schaben zu können bzw. die Meisterplatte ganzflächig auflegen zu können und um die Kerbwirkung zu mindern. Original ist der Bereich scharfkantig abgesetzt was einladent ist für jede Art von Bruchmechanik :0)

Gruß
Steffel
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Re: Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von Steffel »

Besonders wichtig war mir die Schmierung der Spindelmuttern und der Schwalbenschanzführungen. Ursprünglich wollte ich die Schwalbenschanzführungen mit einer Zentralschmierung ausstatten. Bei dem Versuch an den Kreuzsupport mittels Energiekette die Medienzuführung zu gestalten bin ich aus Platzgründen gescheitert. Daher bin ich zu Einzelschmierstellen übergegangen.
Grundsätzlich habe ich bei allen Achsen Muttern mit abgeflachtem Flansch angelehnt an DIN 6905 mit Querbohrung im Flansch um M6 Schmiernippel zu montieren. Leider nützt das bei der kleinen Fräse nichts da die Schmiernippel dann nicht zugänglich sind.
Ich habe daher bei allen Muttern parallel zur Spindelachse von hinten in den Flansch eine zusätzliche Bohrung Durchmesser 4mm eingebracht welche in der Schmierbohrung endet. Den von Werk vorgesehenen Schmieranschluss habe ich mit einer Stiftschraube verschlossen (eingeklebt). Um die 4mm zu fertigen habe ich eine VHM Bohrer verwendet, da die Mutter selbst auf rund 54HRC gehärtet ist. Den Bohrer musste ich noch verlängern da der Flansch dem Spannelement des Bohrers im weg war. Zum Bohren habe ich die Mutter zerlegt alle Kugeln und Fett entfernt. Die Mutter auf die Fräse gespant den Bohrer in die Spannzange und mit moderater Drehzahl und ganz wenig Vorschub gebohrt. Hat bei allen drei Muttern trotz unterbrochenen Schnitt bei durchbohren sehr gut funktioniert.

Bei der Z-Achse war die Konstruktion der Schmierstoffzuführung noch relativ einfach. Den Mutternhalter habe ich mit einer Bohrung parallel zur Spindel versehen. Den Spalt zwischen Mutternhalter und Mutternflansch habe ich mit einem O-Ring abgedichtet. Durch das Winkelschmiernippel konnte ich die Achse nochmal um 90° schwenken. Um das Schmiernippel zugänglich zu gestalten habe ich in den Gusskörper der Z-Achse eine 16mm Bohrung gefügt, in der Achse zum Schmiernippel. Um die Mutter mit Fett zu versorgen wird der Fräskopf auf die richtige Höhe gefahren und das Fett eingebracht.

Kon_19 (Steffel)
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Kon_20 (Steffel)
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Bei der Spindelmutter für die Y-Achse war die Zugänglichkeit wesentlich kniffliger. Die Mutter ist so tief in der Maschine verlagert das es mir anfangs fasst unmöglich schien ohne etwas abzubauen Fett an die richtige Stelle zu bringen. Der Kniff war nun durch geschickte Querbohrungen in Kreuzsupport den Mutternträger zu erreichen. Die Abdichtung zwischen Mutternträger und Kreuzsupport und Flansch Spindelmutter erfolgte wieder mit O-Ringen.


Kon_21 (Steffel)
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Kon_22 (Steffel)
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Die Zugänglichkeit der Spindelmutter für die X-Achse erfolgte ebenfalls über den Gusskörper des Kreuzsupportes. Hier war durch die baulichen Gegebenheiten zusätzliche Quer- und Längsbohrungen im Mutternträger notwendig welche mit Stiftschrauben nach außen verschlossen wurden.

Durch diese veilleicht etwas aufwendige Bohrungsfürhung ist es nun möglich mit der Fettpresse die Spindelmuttern von außen mit frischen Schmierstoff zu versorgen.

Kon_23 (Steffel)
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Kon_24 (Steffel)
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Kon_25 (Steffel)
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Kon_29 (Steffel)
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In den obigen Bildern sieht man ein weiteres Konstruktionsmerkmal. Die Mutternträger werden bei Y und X jeweils verschraubt. Durch die Verlagerung der Spindeln auf beiden Seiten ist die Ausrichtung der Mutternträger relativ einfach. Erst wird die Spindel ohne Mutter in beiden Achsen ausgerichtet und die Lager durch verstiften fixiert. Dann werden die Spindeln mit Muttern und Mutternträgern montiert. Die Schlitten werden ebenfalls montiert und die Schrauben der Mutternträger festgezogen. Die Mutternträger richten sich durch die Spindel in der horizontalen seitlich aus. Bei der X-Achse sind die Schrauben jedoch unzugänglich. Daher habe ich in den Frästisch zwei Bohrungen mit Verschlussstopfen und Dichtung in der Achse der Schrauben montiert. Mit einem langen Innensechskantschlüssel kann ich nach erfolgter Montage die Schrauben des Mutternhalters der X-Achse festziehen.
Zusätzlich sind die Bohrungen in dem Mutternträger X und im Gusskörper des Kreuzsupports für Y in den Querrichtungen als Langlöcher ausgelegt. Somit konnte ohne Probleme seitliche Anpassungen vorgenommen werden.


Die Höhe der Mutternträger musste ich vor Ort ermitteln da durch das Einschaben der Führungen der genaue Abstand zwischen anlagefläche Mutternträger zu Schlitten und Spindelmitte nicht bekannt war. Ich habe den kritischen Bereich am Mutternträger mit 1,5mm Aufmaß gefertigt. Dann Vor Ort über die Führungen und verbauter Spindel ohne Mutter das grobe Maß heraus gemessen.
Die Kontrolle und Anpassung erfolgte durch Einbau des Schlittens und beilegen von Fühlerlehrblechen auf beiden Seiten der Schwalbenschanzführung (waagerechter Teil). Auch hier kam mir wieder die beidseitige Verlagerung der Spindeln zu Gute besonders bei der Y-Achse. Durch Messen der Parallelität der frei zugänglichen Spindelteile konnte das genaue Maß was es abzufräsen galt ermittelt werden.



Die Schmierung der waagerechten Tragflächen und schrägen Führungsflächen der Schwalbenschwanzführung war mir besonders wichtig. Hierfür habe ich in jede Tragfläche aller Schlitten jeder Achse eine Z - Ölnut gefertigt. Diese kann über Querbohrungen von außen mit Öl versorgt werden. Bei den schrägen Führungsflächen habe ich alle Keilleisten mit einer Z - Ölnut ausgestattet. Für die gegenüberliegende Festseite fehlte mir das Werkzeug. Bei diesen endet die Bohrung einfach im Schmierspalt. Die Verteilunge rfolgt nur über die geschabten Schmiertaschen. Den Unterschied zu den Flächen mit Z - Ölnut merkt man deutlich beim Öl einpressen da es wesentlcih schwerer geht.

Die Querbohrung für das Öl endet bei den Keilleisten an der äußeren Anlagefläche in einer Längsnut. Damit ist sichergestellt das durch nachstellen der Keilleist die Querbohrungen zum Schlitten nicht verschlossen wird.
Die Schmiervorsätze an der X Achse vorn und hinten sind bewusst schräg abgesetzt. Da die zukünftige Ölpresse mit Spitzmundstück etwas Platz benötigt und ein schräges Aufsetzen nur Öl daneben presst sind die Achsen der Trichterschmiernippel schräg. Besonders hinten wäre die Z-Achse im Weg.
Ein vertikales Einbauen der Trichterschmiernippel wollte ich vermeiden da ich Bedenken hatte das mit der Zeit Kühlemulsion und Schmutz, vor allem feine Späne, sich in die Trichterschmiernippel festsetzen und dann ihren Weg zu den Schmierstellen suchen.
Die Schmierstellen an der Y/Z – Achse sind jeweils senkrecht zur Achse von der Seite zugänglich

Kon_26 (Steffel)
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Kon_27 (Steffel)
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Kon_28 (Steffel)
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Schmierung_2 (Steffel)
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Steffel
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Re: Eine CNC-Fräse entsteht

Beitrag von Steffel »

Da ich mit Kühlemulsion arbeiten will war mir der Schutz der Führungen und Schrittmotoren auch sehr wichtig. Daher haben alle Achsen Abtropfbleche und Schutze in jeglicher Art bekommen.
Bei der Y-Achse konnte ich über den vorderen Bereich einen Verschubschutz bauen. Im hinteren Bereich hatte ich ursprünglich einen Faltenbalk vorgesehen. Diesen wollte ich selber aus Teichfolie bauen. Die Teichfolie ist zum Einsatz gekommen aber das Falten habe ich gelassen ich habe einfach die Folie waagerecht montiert. Wenn die Y-Achse nach hinten fährt bildet die Folie von alleine einen angenehmen Bogen. An der Z-Achse habe ich im unteren Bereich den mit der Fräse gelieferten Faltenbalk wieder eingesetzt. In der Praxis zeigt sich das dieser doch etwas Schmutz an den nach innen gefalteten Stellen durchlässt. Daher werde ich noch eine Teichfolie davor installieren, welche breiter ist.

Schutz_1 (Steffel)
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Schutz_2 (Steffel)
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Schutz_3 (Steffel)
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Bei der X – Achse habe ich über den Motor einfach ein gekantetes Blech gemacht. Die Seiten sind ebenfalls mit um 45° gekanteten Blechen vorn und hinten geschützt. Die Abdichtung zum Frästisch habe ich mit einer Rundschnur realisiert. Hierfür habe ich die vorhandene Nut genutzt welche im Frästisch für die linearen Skalenanzeigen vorgesehen sind. Was man in der Zeichnung nicht sieht. Bei der Montage war die Vorspannung durch den Rundschnur zu groß so dass ich ein 3mm breite Nut zusätzlich in die bestehende Nut gefertigt habe, um etwas tiefer zu kommen.

Schutz_4 (Steffel)
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Schutz_5 (Steffel)
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Im folgenden Bild sieht man die Maschine im Einsatz mit viel Kühlemulsion und wie sich alles verteilt. Da zeigen sich die Vorteile der Schutze und Ablaufbleche.
Das Werkstück ist übrigens der Dampfkasten von der Luftpumpe für die 03.

Schutz_6 (Steffel)
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Um grundsätzlich mit Kühlemulsion zu arbeiten musste auch ein Gehäuse um die Maschine sein.
Von meiner großen konventionellen Fräse kenne ich die Problematik mit der Emulsion/Späne und deren Einwirkungen auf das Umfeld der Fräse. Da die CNC Fräse automatische Bewegungen ausführt verhindert eine Einhausung auch ungewollte Eingriffe in die Maschine.
Ich hatte mit der Konstruktion von Maschineneinhausungen bisher keine Erfahrung. Die Recherche brachte auch nicht viel ans Licht. Daher habe ich eigene Ideen verfolgt, dabei stand die eigene Fertigungsmöglichkeiten, Kosten und Gewicht im Vordergrund: das Grundgerüst sollte aus Kastenprofil entstehen, die Füllung mit Blechen.
Als Maschinenunterschrank dient ein Werkzeugschrank der Fa. Küpper. Da meine Werkbank und andere Schränke ebenfalls aus dem System sind bot sich dies an.
Die Werkbänke können bis 300kg belastet werden, ich wusste aber nicht ob ich eventuell diese Last überschreite. Die Maschine wog im Anlieferzustand ca.: 120kg. Das Schutzgehäuse habe ich mit 150kg vorkalkuliert, am Ende waren es 96kg. Die E-Technik, Kühleinrichtung und der ganze Kleinkram war ich damals geschätzt bei 400kg.
Daher musste eine Verstärkung des Schrankes erfolgen. Ich habe daher in alle vier Ecken jeweils senkrecht ein Kastenprofil eingebaut und mit der Blechverkleidung verschraubt. An der unteren Stirnseite des Kastenprofils habe ich Stirnplatten mit Gewinde eingeschweißt um Maschinenfüße mit Dämpfung verbauen zu können. Da fällt mir gerade auf die muss ich noch in der Richtigen Farbe lackieren.

Schrank_1 (Steffel)
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Um das Kastenprofil einbauen zu können muss an den ursprünglichen Blechen Freigängigkeiten geschaffen werden. Das Führte dazu das trotz der massiven Holzplatte als Stirnplatte der Schrank freistehend nicht die nötige Steifigkeit gegen Torsion aufzeigte. Daher habe ich einen zusätzlichen Rahmen (Rahmeneck) aus 10x40 Flacheisen um die Türöffnung montier und mit den beiden vorderen Kastenprofilen und dem Schrank verschraubt. Nun war eine ausreichende Steifigkeit in allen Achsen gegeben.

Schrank_2 (Steffel)
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Da ich nur ein Elektrodenschweißgerät, habe viel das Aufschweißen der Belche schon aus, da bei Bohrungen ausschweißen meist unschöne Nähte entstehen weil die Schlacke nicht weg kann. Hinzu kam die Gefahr dass sich alles verzieht oder wellig wird. Bei dem Grundgerüst um die Tischplatte habe ich Kastenprofil 30x30x3 gewählt. Der Äußere Rahmen ist aus 50x20x3. Der Aufsatzrahmen oben welcher die seitlichen Bleche Trägt besteht aus 25x25x2,5.
Die Stärke 2,5mm war gerade so die Grenze um mit Elektrode schweißen zu können.
Den unteren Rahmen begann ich um die Holzplatte herum zu konstruieren.

Rahmen_1 (Steffel)
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Rahmen_2 (Steffel)
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Die Befestigung an der Holzplatte erfolgt mit großen Holzschrauben und Spannhülsen damit der Kasten nicht zusammengedrückt wird.

Rahmen_3 (Steffel)
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Ganz wichtig war mir das der obere Rahmen zum Teil abnehmbar ist um ggf. Reparaturen etc. an der Maschine ausführen zu können. Daher habe ich jeweils zwei Seitenteile abnehmbar gestaltet. Die Verbindung zum unteren Rahmen erfolgt mittels Schrauben und Senkblindnietmuttern.

Rahmen_4 (Steffel)
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Rahmen_5 (Steffel)
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Im Nachgang muss ich sagen wäre es wahrscheinlich besser gewesen statt der Holzplatte (Leimholz) eine Pertinaxplatte oder Stahlplatte zu verwenden. Letztere wäre sehr schwer was der Dämpfung zugutegekommen wäre aber auch sehr teuer.
Die Verkleidung des oberen Rahmen mit Blechen habe ich aus 1,5mm starken Blech gemacht. Dünner habe ich nicht gewagt da ich bedenken hatte das es wellig wird. Und eine Kantbank um eine Kreuzkantung zu erstellen habe ich in der Größe nicht bzw. keinen Zugang.
Die Befestigung am oberen Rahmen habe ich mit großen Blindnieten umgesetzt.
Verkleidung_1 (Steffel)
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Die Wanne im unteren Rahmenbereich ist aus 1,5mm Blech. Diese ist links und rechts hochgekantet (vorsichtig mit dem Winkelschleifer eingekerbt und gebogen) in der zweiten Achse ist die Wanne ebenso das kein Gefälle zu dem Kühlmittelablauf besteht. Dies ist zwar etwas nachteilig aber mit meinen Fertigungsmethoden nicht anders zu bewerkstelligen. Die Stirnseiten sind dann in die Wanne eingeschweißt. Das Einschweißen der Stirnbleche habe ich mit 1,5mm Elektroden, 35-40 A und in PG (Fallnaht) vorsichtig umgesetzt. Die Wanne musste ja wasserdicht werden. Die Wanne selbst habe ich dann in den unteren Rahmen ein und aufgeschweißt.




Verkleidung_2 (Steffel)
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Verkleidung_3 (Steffel)
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Verkleidung_4 (Steffel)
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Vor dem Lackieren habe ich Übergänge von Blech auf Kastenprofil sprich die innenliegenden Ecken und die Ecken der Wanne und deren Übergänge zum Rahmen mit Karosseriedicht ausgefugt/abgedichtet und dann überlackiert. Damit ist alles extra abgedichtet und sieht auch gefälliger aus durch den Fugenradius.
Die Scharniere der Tür und der Verschluss sind beides von der Fa. Ganter, vorteilhaft ist hier das man als Privatperson beziehen kann und es die 3D Modelle der Komponenten gibt.
Die 45° Gärungen der einzelnen Rahmenteile habe ich im Vorfeld gesägt und mit der großen Fräse exakt auf Länge gebracht da mir eine entsprechende Säge fehlt.
Bei der Suche nach einer geeigneten Arbeitsraumbeleuchtung habe ich lange nach Lampen mit Schutzgrad IP65 oder besser gesucht. Erst wollte ich eine Lampe mit 24V was aber preislich sehr intensiv war bzw. nicht in den Formen gab wie ich sie gern haben wollte. Ich bin dann doch auf 230V umgeschwenkt und habe dann eine erschwingliche Lampe gefunden. Nun war die Frage wie diese sinnvoll befestigen.
Hier hat mir ein Bild aus dem Internet von einer CNC Fräse aus der Industrie die entscheidende Anregung gegeben. Ich konstruierte aus Kastenprofil 80x50x3 einen Kabelkanal in Form eines L, welcher fest mit dem unteren Rahmen verbunden ist. Das ende mündet in einem Wasserdichten Stahlblechkasten welcher als E-Kasten mit Frontblende für Steuerfunktion dienen sollte. Bis dahin war der E-Kasten mit Bedienelementen an sich nicht geplant. Erst durch die Suche nach einer Lampenaufhängung ergab sich dieser Sachverhalt. In dem E-Kasten oben habe ich letztendlich alle Funktionen eines CNC Handrades integriert und den Not-Halttaster sowie die Drehzahlanzeige welche von der originalen Maschine stammt.
Gleichzeitig war auch geklärt wie ich mein Kabel an den Schrittmotor der X-Achse bringe durch eine hängende Schlaufe im Kabelschutzrohr aus Metall. Dadurch entfiel eine Energiekette oder gar eine lose Kabelschlaufe in der Spänewanne. Letzteres wollte ich unbedingt vermeiden.
Zusätzlich zur Lampenunterbringung war auch der obere Rahmenteil durch das fest eingeschweißte Kastenprofil gut versteift.


Verkleidung_6 (Steffel)
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Verkleidung_5 (Steffel)
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Frontplatte_1 (Steffel)
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