Hejsan

Bakgrund, min far lyckades förstöra Y-axeln på vår gemensamt ägda bänkfräsmaskin. Det visade sig efter demontering handla om att mässingmuttern var strippad. Jaha tänkte jag, jag sätter inte dit en till, mässingmutter utan det får bli kulskruvar. Hade två liggande från tidigare projekt. Ju mer jag fipplade med grejerna ju sugnare blev jag på att konvertera. Alltid vart fascinerad av CNC-fräsar.

Maskinen är en XJ9512, X och Y visar sig vara ganska enkel att konvertera till kulskruv. Därför fick jag blodad tand och tänkte att ett par motorfästen på detta så är det en CNC-maskin.



Har sedan snart sju år tillbaka haft 3d-printer och kom fram till att jag skulle utmana den tekniken lite. Det är ett hembygge med basen P3 steel wide. Smoothieboard, e3dV6 samt bondtech matningsverk



Det bör också framgå att jag inte har några problem att få sakerna frästa i utbyte mot fika. Så det är enbart för att se om det fungerar att utveckla en fräs på det här sättet.

Tanken är följande.

1: 3d-printa motorfästen och lagerbockar till fräsen i Kolfiberarmerad plast. Plasten i sig har va 10% av aluminiums e-modul.
2: När fräsen är byggd med plasten, fräs nya lagerbockar i aluminium.
3: Prova metodiskt vad plastbitarna går för.

I skrivande stund har redan stora delar av projektet genomförts. Det har tummats lite på en del ställen, varför kommer jag förklara. Fler inlägg kommer!

Det jag funderar på just nu är vilket styrsystem som passar. Det kan ni fundera på också!

Y-axeln, det var här jag startade. kortade den kulskruv jag hade för att den skulle få plats. Det var också här jag började tumma på min enbart 3D-printer regel. För att få plats med min kulskruv krävdes att en en ficka gjordes större i Y-sliden. Därför fick en kompis med en rejäl manuell maskin fräs ur fickan lite. Har tyvärr ingen bild på detta.



Bild på nyprintad lagerbock till Y samt vinkelkontaktlager och kulskruv.



Bild på motorfästet till Y



Allt monterat på fräsen. Det gula skyddet är printat i Ninjaflex. Motorn är en Nema 24, 3.5 Nm.

X-axel

När jag började printa X-axeln fick jag till en väldigt snygg design. Verkade otroligt styv. Tyvärr fungerade den inte med monteringen (bara två skruvar).





Samtliga delar testmonterade.



Även på X-axeln fick en ficka fräsas ur för att få kulskruven på plats. Dock passade de befintliga hålen. Skruvarna i dessa hål klämde tidigare fast den trasiga mässingmuttern.

Tyvärr fungerade inte lagerbocken på grund av att monteringen mot fräsbordet bara görs med två skruvar. Skruvarna har inte sina centrum i höjd med centrum på kulskruven och därför blir anliggningsytan mellan skruvskallen och lagerbocken för liten för att klara momentet som uppstår är man förflyttar bordet.



Jag fick lov att konstruera om. Eftersom att jag redan kände mig skyldig kapade jag ur en bit 5 mm stål med vinkelslip. Skrev ut en hålbild av den nykonstruerade plåten och tejpade fast den i plåtbiten. Sen borrande jag ur alla hål med fräsen. Allt verkar nu jättestabilt och fräsen har ingen backlash i någon axel (utan belastning såklart).

Z-axeln.

Dags för den svåraste delen och den enda delen som inte är färdig än. Här har jag även fuskat mest. Men med argumentet att fräsen nu är funktionsduglig igen och skulle kunna tillverka fusket. Jag har dock ordnat laserskuret. Det handlar om tre 10 mm grova stålplåtar som agerar lagerbock. Två med större hål för lagren och en i mitten som lagren nyper runt.



På grund av motorvalet och en del misslyckade prints har jag även fått slut på kolfiber. Därför är motorfästet i PETG. Jag ser inga större problem med detta PGA det låga momentet på 8.5 Nm om jag inte missminner mig.



Vad som återstår är att ansluta kulskruven till fräshuvudet. Motorn till Z-axeln är en härligt biffig (I alla fall om man bara använt 17 tidigare) Nema 34.

Jag skulle gärna ta emot lite förslag på styrsystem. Kraven är 24V och 5A samt möjlighet till fyra axlar. Vidare tar jag gärna emot förslag på hur styrsystemet skall kunna styra varvtalet på spindeln, som idag styrs med en ratt på framsidan (frekvensomvandlare?

Slutligen en bild på maskinen i skrivande stund.

Glömde nämna, alla gängor i plasten är gjorda med insatsgängor!

Börjar ju likna nåt det där.
Såg att det är 550W spindelmotor.. Det känns rätt klent ifall man ska varvtalsstyra ner till väldigt låga varv.
Är det elektronisk styrning idag också eller nåt slags variatorliknande?

Skulle nog använda de här drivarna ifall jag byggde nåt liknande själv:
http://eu.stepperonline.com/ma860h-step ... p-173.html

OBS, minimum 36V till drivkorten, men det är svårt att komma ifrån med så stora motorer då det trivs bäst med hög spänning. De säljer även 36V och 48V nätagg på den sidan.

Det här breakoutkortet har jag till plasmabordet:
http://eu.stepperonline.com/5-axis-cnc- ... p-197.html
Dock är ju det tänkt att kopplas till parallellporten på en dator så om du inte vill ha en gammdator stående är det inget alternativ.
Då kanske GRBL till Arduino Mega 2560 passar bättre:
https://github.com/gnea/grbl-Mega/
Har för mig att det bara är Mega-versionen av GRBL som klarar 4-axlar.

//Erik

Hej igen

Har tyvärr glömt att jag hade den här tråden. Kommer att uppdateras med bilder och video framöver.

Så

Maskinen har gjort sina första skär. Några borrcykler med skiftande framgång, ingen hejare på verktygsbanor än så jag har borrat lite för fort än så länge och ja, motorn är i klenaste laget. Funderar på en ny. Kolfibern fungerar mycket bra för fräsning i alla fall. Jag har nu beställt aluminium för att fräsa lagerhållare för x-axeln.

Motorfästena kommer jag inte byta ut alls utan de får vara kolfiber även i framtiden



Så ser underverket ut, har bytt lagerfästet för y-axeln redan.





Eftersom att projektet startade lite som en budget-cnc-projekt där jag stegar mig upp till fullblodad maskin så gäller samma för elektroniken. Motorer och drivare från kina.

Drivkort föll på ett smoothieboard då jag har ett sådant i min printer och är mycket nöjd. Systemspänning blev på 48 volt med stepdown till 12 för kort och fläkt.




.

Elektroniklåda från jula.



Fästen i PETG, avvibrerade med ninjaflex




Så långt är projektet gånget. Börjar inse att en spindel med mer effekt hade vart fint.


.

Tyvärr fick kolfibern i z-axeln tidigt bekänna färg så där är allt bytt till skurna och svetsade detaljer. 10 mm S355 för att vara exakt.



Nedan bild på den stadiga kolfiberbiten som alltså inte pallade. Känns väldigt styv när man bryter i den själv dock.



En bild på styrelektroniken. Inget fancy pants.



Filmen (som jag hoppas kom med) visar fräsning i Aluminium med solid volframkarbid tre-tandad 10 mm 45 grader pinnfräs. 4700 rpm, 0,1 mm/tand och 0,2 skärdjup. Kommer definitivt att öka på skärdjupet inför framtida test.

.

.

När du säger kolfiberarmerad plast, vad är det för basplast? Det är en rätt stor skillnad på tex Nylon 12 med 20% kolfiber eller PLA med 20% kolfiber tex

Aldeles riktigt. I det här fallet handlar det om xt-cf20 från colorfab. Amfora heter matrisen, tror att det är en polyester.

E-modulen ska vara ca 2gr ABS. Eller 1/10 av aluminium.


.

Ja, basen till XT-CF20 heter Amphora AM1800 och är en Co-polyester från Eastman.

Den är väldigt styv, men har begränsad slagstyrka och därmed förmåga att ta hand om chocklaster.

Jag har själv börjat printa en hel del Nylforce Carbon på sistone: http://www.fiberforce.it/wp-content/upl ... e-2017.pdf

Den är fortfarande styv men klarar chocklaster och slag på ett helt annat sätt.

Tror inte chocklaster kommer vara något större problem i det här fallet. Kommer bli begränsat med cykler också.

Tanken är att prova om man kan ”stega upp” till en maskin helt i metall. Man kan göra alla delar på en rulle plast istället för att köpa maskintid hos en mekverkstad.

Kommer nog inte att göra om motorfästen dock för plasten blev mkt bättre än väntat. Men lagerfästen fräser jag med printad konvertering.

Tilläggas bör att z-axel inte gick att ha printad.


.