Печатаем ЧПУ-фрезер на 3D-принтере

Список разделов РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ ЧПУ станки/Конструирование

Описание: ЧПУ/Станки/Различные конструкторские задачи
Модератор: Алаев Ян

#1 Алаев Ян » 3 сентября 2017, 19:06

Я долго вынашивал идею "станок должен создавать станок", но по ряду причин не был к ней готов. Сейчас, когда я добился определенных успехов в 3D-печати как по метрологии изготавливаемых деталей, так и по качеству их изготовления, я решил, что готов для того, чтобы попробовать напечатать полноценный проект. Мне никогда не нравилось, что станок может простаивать, я считаю, что бОльшую часть своего жизненного цикла станок должен работать, поэтому, я запускаю в печать давно отложенный и сохраненный "на будущее" крупный проект по изготовлению ЧПУ 3D-фрезера на базе деталей, напечатанных на 3D-принтере.

Очень важным моментом этого проекта является мое отстраненное участие. Детали печатаются долго и независимо от меня, поэтому здесь требуется только время, проект печатается, а я работаю. Друг другу мы не мешаем. Можно сказать, что устройство создается с моим минимальным участием.

Содержание:
Спойлер
1. ЭТАП 1. Печатаем крепление оси Y /viewtopic.php?f=74&t=359&p=17120#p17148
2. ЭТАП 2. Подвижная каретка оси Y /viewtopic.php?f=74&t=359&p=17359#p17359
3. Шпиндель для ЧПУ-фрезера /viewtopic.php?f=74&t=359&start=20#p17664
4. ЭТАП 3. Держатель шагового двигателя оси Y /viewtopic.php?p=17733#p17733
5. ЭТАП 4. Изготовление деталей, требующих фрезеровки на другом станке /viewtopic.php?f=74&t=359&p=17801#p17801
6. ЭТАП 5. Сборка X side pannel /viewtopic.php?f=74&t=359&start=20#p17828
7. ЭТАП 6. Сборка конструкции оси Z /viewtopic.php?f=74&t=359&p=18118#p18118
8. Фрезы для деревообработки /viewtopic.php?f=74&t=359&p=18184#p18184
9. Крепление шпинделя /viewtopic.php?f=74&t=359&p=18314#p18314
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев


#21 Алаев Ян » 9 октября 2017, 13:19

Спасибо за полезную инфу! Да, стенку 2 мм было бы неплохо иметь в такой конструкции.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

#22 Тракторист » 9 октября 2017, 16:34

Вот попробовал. Это сплав АД31Т5 в солиде 6063-Т5

25_25_1.5.JPG
25*25*1.5мм
давление на одну грань("сверху")
отклонение 1.05мм
25_25_1.5(ромб).JPG
25*25*1.5мм (ромб)
отклонение 0,74мм
25_25_2(ромб).JPG
25*25*2мм (ромб)
отклонение 0.59мм
25_25(ромб цельный).JPG
25*25мм (ромб цельный)
отклонение 0.29мм
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 9 (+9/−0)
Лояльность: 14 (+14/−0)
Сообщения: 67
С нами: 6 месяцев 30 дней

#23 Тракторист » 11 октября 2017, 15:10

Углеродистая сталь рулит), отклонения намного меньше. Но таких гладких труб как алюминиевые я не видал..

25_25_2мм(простая углеродистая сталь ).JPG
0.19мм отклонение простая углеродистая сталь)) при стенках 2мм
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 9 (+9/−0)
Лояльность: 14 (+14/−0)
Сообщения: 67
С нами: 6 месяцев 30 дней

#24 Алаев Ян » 11 октября 2017, 15:15

Тут главная идея - простота и цена. Что можно пойти в строительный магазин и купить алюминиевые направляющие. Конечно, если речь идет о больших нагрузках и точности, то нужно покупать каленые полированные валы из стали, причем, нужной толщины, а иногда и направляющие рельсы и вопрос прогиба будет снят. Кстати, все время забываю спросить, а исходя из какой нагрузки делаются эти выводы о прогибах? Что берется за основу расчетов?
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

Шпиндель для ЧПУ-фрезера

#25 Алаев Ян » 11 октября 2017, 21:35

2017-10-11 22.18.59.jpg
2017-10-11 22.19.21.jpg
2017-10-11 22.20.55.jpg
2017-10-11 22.20.36.jpg
2017-10-11 22.21.23.jpg


Рабочее напряжение - до 48В, частота вращения до 12000 об/мин., мощность 400 Вт, воздушное охлаждение.
Крепежный диаметр 52 мм. Универсальная зажимная цанга ER11 c выходом 1/8 дюйма или 3,175 мм.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

#26 Тракторист » 12 октября 2017, 2:40

Алаев Ян писал(а):Кстати, все время забываю спросить, а исходя из какой нагрузки делаются эти выводы о прогибах? Что берется за основу расчетов?

Метровая труба делится на несколько сегментов. По краям по 50мм, это зафиксированная геометрия. По середине на двух сторонах фрагменты по 100мм, на которые давит сила 0.5кг/см2, то бишь всего давит 25 кг. Расчет не на точность смещения и научную достоверность, интересна именно зависимость прогиба от толщины стенок и материала при одинаковых условиях.

Последний скриншот показан с "реальным" изгибом детали. В статике не видно.
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 9 (+9/−0)
Лояльность: 14 (+14/−0)
Сообщения: 67
С нами: 6 месяцев 30 дней

#27 Алаев Ян » 12 октября 2017, 7:41

Тракторист писал(а):интересна именно зависимость прогиба от толщины стенок и материала при одинаковых условиях.
я к тому, что давящая сила выбрана произвольно, правильно? Т.е. в реальности может и не быть таких прогибов, так как давящая сила будет меньше.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

#28 Тракторист » 12 октября 2017, 14:44

Алаев Ян писал(а):я к тому, что давящая сила выбрана произвольно, правильно? Т.е. в реальности может и не быть таких прогибов, так как давящая сила будет меньше.
Да, конечно, нагрузка от балды, просто поглядеть зависимости..
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 9 (+9/−0)
Лояльность: 14 (+14/−0)
Сообщения: 67
С нами: 6 месяцев 30 дней

  • 1

#29 Алаев Ян » 12 октября 2017, 15:17

ОК, а то я прямо напрягся..., так как не рассчитываю на прогиб балки в 1 мм :)
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

#30 Алаев Ян » 16 октября 2017, 7:35

Алаев Ян писал(а):В ближайшее время выложу фото и приступим к следующему этапу.
Ну вот и завершен второй этап!
Для сборки кареток между собой нам понадобилось:
Винт М8х80 - 16 шт.;
Гайка М8 - 48 шт. (тут стоит отметить, что в этой конструкции еще будут стопорные элементы, но это уже на этапе финальной сборки, пока мы ограничимся этим).

Ниже фото того, что получилось, а мы переходим к третьему этапу.

2017-10-15 20.16.38.jpg
Сборка подвижных кареток между собой


ЭТАП 3. Держатель шагового двигателя оси Y
Тут у нас два пути:
Мы можем использовать двигатели серии NEMA17 или двигатели NEMA23. На ось Y будут синхронно работать два шаговых двигателя и все зависит от их технических характеристик (крутящий момент и так далее). Речь идет о том, потянет NEMA17 такую конструкцию или нет. Лично мое мнение - лучше применить NEMA23 - они мощнее и работать будут стабильнее. Это значит, что динамические характеристики станка будут лучше и потенциальных проблем с пропуском шагов будет меньше, но "дури" (читай мощности) будет больше, поэтому, если NEMA17 начнет щелкать при аварийной ситуации, то NEMA23 "пропашет" фрезой пол стола и детали. В общем, решайте сами, я свой выбор сделал в пользу NEMA23.

Для третьего этапа нам потребуется две таких детали:

Скриншот 2017-10-15 20.00.17.png
Крепление двигателя NEMA23

NEMA23 50mm Spacer.STL
Размер: 2.92 МБ
Скачиваний: 4


ну или две таких детали, если вы решили пойти по пути более слабых движков:

Скриншот 2017-10-15 21.03.28.png
Крепление двигателя NEMA17

NEMA17 50mm Spacer.STL
Размер: 2.55 МБ
Скачиваний: 4


Я изготовил пока одну деталь. Себестоимость детали приблизительно 55 р.
2017-09-09 17.22.35.jpg
2017-09-09 17.23.00.jpg
2017-09-09 17.23.13.jpg


G-code:
NEMA23 50mm Spacer.zip
Размер: 4.67 МБ
Скачиваний: 3
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

ЭТАП 3 пройден. Крепления двигателей NEMA23 готовы.

#31 Алаев Ян » 20 октября 2017, 0:43

2017-10-20 00.44.40.jpg
Крепление двигателя NEMA23
2017-10-20 00.45.13-2.jpg
Крепление двигателя NEMA23
2017-10-20 00.45.47.jpg
Крепление двигателя NEMA23


Для крепления шаговых двигателей оси Y нам понадобятся:
1. Винты М5х80 - 8 шт.
2. Гайки М5 - 8 шт.
3. Шайбы под винт М5 - 16 шт.
4. Гроверные шайбы под винт М5 - 8 шт.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

ЭТАП 4. Изготовление деталей, требующих фрезеровки на другом станке

#32 Алаев Ян » 20 октября 2017, 9:53

Этот этап достаточно непростой, так как придется найти человека или организацию, которая по заданным чертежам изготовит необходимые крепежные детали на ЧПУ-станке. Напечатать их не получится, они слишком большие.

Деталь X side pannel - потребуется 2 шт. Я изготовлю их из 18 мм фанеры. Деталь должна быть достаточно толстой и крепкой, так как несет на себе большую нагрузку.

X side pannel.jpg
X side pannel


Sidepanel Measurments#1.jpg
Sidepanel Measurments#2.jpg


X side pannel.frw
Размер: 45.69 КБ
Скачиваний: 2
X side pannel.DXF
Размер: 28.42 КБ
Скачиваний: 2


Деталь X Carriage Rework wood pannel UNIVERSAL - потребуется 1 шт. Я изготовлю из 12 мм фанеры.

X Carriage Rework wood pannel UNIVERSAL.jpg
X Carriage Rework wood pannel UNIVERSAL


X Carriage Rework wood pannel UNIVERSAL.frw
Размер: 45 КБ
Скачиваний: 2
X Carriage Rework wood pannel UNIVERSAL.DXF
Размер: 32.77 КБ
Скачиваний: 2


Деталь X Carriage Rework wood pannel FRONT - потребуется 1 шт. Я изготовлю из 12 мм фанеры.

X Carriage Rework wood pannel FRONT.jpg
X Carriage Rework wood pannel FRONT


X Carriage Rework wood pannel FRONT.frw
Размер: 45.91 КБ
Скачиваний: 2
X Carriage Rework wood pannel FRONT.DXF
Размер: 33.29 КБ
Скачиваний: 2


phpBB [media]
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

#33 Алаев Ян » 21 октября 2017, 7:34

Алаев Ян писал(а):придется найти человека или организацию, которая по заданным чертежам изготовит необходимые крепежные детали на ЧПУ-станке
у меня получилось вот так. Нужно отшкурить и покрасить. Будет красиво и функционально.

2017-10-21 08.27.59-3.jpg
Детали из фанеры 12 и 18 мм
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

#34 Тракторист » 21 октября 2017, 16:10

Вроде как отсыревает фанера со временем, жалуются пользователи принтеров из нее сделанных. Не начнет коробить корпус?
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 9 (+9/−0)
Лояльность: 14 (+14/−0)
Сообщения: 67
С нами: 6 месяцев 30 дней

  • 1

#35 Алаев Ян » 21 октября 2017, 16:24

Тракторист писал(а):Не начнет коробить корпус?
Я думал об этом. Но, полагаю, что все будет хорошо. Станок будет стоять в сухом помещении и влажность там не будет выше 60%. Воздействия влаги там не будет. На всякий случай я покрыл фанеру грунтом из баллончика, который закупорил внешние поры. В любом случае, если что-то пойдет не так, всегда можно сделать такую деталь из акрила или алюминия.

2017-10-21 08.56.15.jpg
Грунт серый
2017-10-21 17.15.20.jpg
Деталь из фанеры, покрытая грунтом
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

ЭТАП 5. Сборка X side pannel

#36 Алаев Ян » 23 октября 2017, 21:07

Нам потребуется:
Y Gantry Bearing Cap - 2 шт.
Y Gantry Bearing Cap.png
Y Gantry Bearing Cap

Y Gantry Bearing Cap.STL
Размер: 1.45 МБ
Скачиваний: 3


Y Gantry Bearing Space - 2 шт.
Y Gantry Bearing Space.png
Y Gantry Bearing Space

Y Gantry Bearing Space.STL
Размер: 1.32 МБ
Скачиваний: 3


Скриншот 2017-10-20 18.48.48.png
Печатаем разом группу деталей


G-code:
Y Gantry Bearing Space.zip
Размер: 2.57 МБ
Скачиваний: 2


Себестоимость печати группы деталей приблизительно 30 р.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

  • 1

Продолжаем сборку

#37 Алаев Ян » 26 октября 2017, 9:49

2017-10-25 20.31.26.jpg
2017-10-25 20.31.38.jpg


Из метизов нам потребуется:
1. Винт/болт М8х70 - 4 шт.
2. Гайка М8 - 4 шт.
3. Шайба под винт М8 - 12 4 шт.
Доработки:
Спойлер
Немного переиграл конструкцию и застопорил гайки от самоотвинчивания с помощью лака.

2017-10-29 20.59.46.jpg


Ну и не забываем про подшипники 608zz, которых потребуется 12 шт.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

  • 1

#38 Тракторист » 27 октября 2017, 2:12

Во, на крутой пластик наткнулся. http://www.igus.ru/wpck/15341/3D_Priting_Material_Startpage
Производитель заявляет что напечатал каретки/втулки скольжения и ходи довольный. Интересно конечно. Но в графиках сравнения истирания хитрят. Сравнивают с ABS, который и так всем ясно что не очень для трения. Сравнивали бы уже с нейлоном...
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 9 (+9/−0)
Лояльность: 14 (+14/−0)
Сообщения: 67
С нами: 6 месяцев 30 дней

#39 Алаев Ян » 27 октября 2017, 7:31

Пластик, конечно, интересный, спасибо за ссылку. Но думаю, что лучше напечатать основу, а туда уже запрессовать подшипник типа такого https://ru.aliexpress.com/popular/lm10uu-bearing.html, так будет надежнее и не намного дороже.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

  • 1

#40 Алаев Ян » 29 октября 2017, 20:19

phpBB [media]


Необходимые шаговые двигатели пока не доехали до меня. Поэтому, крепеж NEMA23 я установил формально, чтобы видеть конструкцию в целом.

Для крепления NEMA23 мне потребовалось:
Винты М5х80 - 8 шт.
Шайбы под винт М5 - 8 шт.
Гайки М5 - 8 шт.
При креплении двигателя потребуется установка стопорных элементов (в данный момент не учтена).

Для крепления подвижных кареток мне потребовалось:
Винты М4х30 - 8 шт.
Винты М4х40 - 8 шт.
Гайки М4 - 16 шт.
Шайбы под винт М4 - 16 шт.

2017-10-28 18.04.31.jpg
2017-10-28 18.04.55.jpg
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 53 (+53/−0)
Лояльность: 152 (+153/−1)
Сообщения: 1808
Темы: 23
С нами: 3 года 8 месяцев

Пред.След.

Вернуться в ЧПУ станки/Конструирование



Кто сейчас на форуме (по активности за 5 минут)

Сейчас этот раздел просматривают: 1 гость

cron