Costruzione MILL CNC

daniel,non so se hai presente i costi delle guide e delle viti a ricircolo....il motivo è solo questo.
Questa fresatrice l'ho costruita 7 anni fa e a quel tempo non me la sentivo di spendere tanto dal momento che era la prima e non ero certo del risultato...
Ora la sto modificando e migliorando in alcune cose, magari un giorno se riesco a venderla ne costruirò una di più "seria".
Cmq a mio avviso se metti viti e guide a ricircolo sarebbe un peccato non movimentare gli assi con motori più seri (tipo brushless per capirci)... se decidi di spendere, spendi bene fino in fondo per aver un ottimo risultato altrimenti segui la linea che ho adottato io e ti accontenti...

Per quanto riguarda la movimentazione dell'asse Y ho utilizzato una vite trapezoidale Ø16 passo 4 con relativa madrevite flangiata in bronzo che ho dovuto tornire per adattarne le dimensioni.
Purtroppo le viti non sono mai diritte e ciò comporta una serie di problemi.
Il primo problema è che la flessione della vite provoca vibrazioni ma date le basse velocità di rotazione sicuramente non mi daranno alcun fastidio.
Il secondo è che non posso bloccare la madrevite al carro in quanto i motori tenderebbero a piantarsi e avrei un'usura anomala della stessa.
Per risolvere questo problema ho pensato di adottare questo sistema.



In sostanza tengo assialmente la madrevite tra la flangia e il piatto di alluminio lasciando un filo d'aria per dare la possibilità alla madrevite stessa di muoversi radialmente; per aggiustare il gioco assiale ho utilizzato dei foglio di ottone da 0,1 e 0,05mm.
L'antirotazione la realizzo tramite una spina piantata sulla flangia di alluminio che andrà a lavorare sulla cava praticata nella flangia della madrevite.
Il montaggio del carro risulta essere questo.



Ho previsto anche un sistema di ingrassaggio dei 4 manicotti a sfere e della vite da un punto unico: dal raccordo pneumatico a T il grasso entra,passa all'interno dei manicotti per poi l'eccesso uscire dal tubetto di ottone e andar a lubrificare la vite...
L'unico problema sarà quello di trovare o costruire una pompetta che riesca a farmi passare il grasso dentro ai tubetti da Ø4mm.

Il risultato finale è questo.

Perfetto Magna effetivamente il costo è alto non hai valutato di costruire la femmina il almelec (bronzo alluminio) la vite trapezioidale è un solo principio giusto. ciao

Daniel

Sinceramente non conosco quella lega (almelec) e magari è un pò difficile da recuperare...sbaglio?... si comporta meglio del bronzo B14?
La vite è rullata e ad un principio.

Ora mi trovo a risolvere un problemino.
Montato il tutto ho provato a vedere con il comparatore il gioco assiale dell'accoppiamento vite-madrevite.
Purtroppo siamo sull'ordine dei due decimi di millimetro,di cui quasi 1 sulla gabbia del cuscinetto e uno sull'accoppiamento vite-madrevite-carro.

A suo tempo per bloccare la vite avevo utilizzato un cuscinetto obliquo a sfere a due corone che porta sia carichi assiali che radiali.
Devo dire che questa scelta non è stata la migliore.
In settimana devo vedere se riesco a sostituirlo con un cuscinetto assiale (2 ralle e una gabbia a rullini,che ha dimensioni ridotte) senza dover modificare la vite ma cambiando solamente la flangia di supporto.
Con questa modifica dovrei recuperare un decimo.
L'altro decimo è il gioco della filettatura e qualcosina anche sull'accoppiamento madrevite-carro che dovrò lasciare per rendere possibile il movimento oscillante della madrevite.
Per recuperare il gioco della filettatura devo inserire un'altra madrevite che lavori assieme a quella già esistente.
La mia paura però è che il motore non riesca più a lavorar bene in quanto gli attriti sicuramente aumenteranno....

Cmq un passo alla volta!

Ciao Magna innanzitutto ti ringrazio che mi dai la possibilità di aiutarti,una curiosità prima di iniziare di professione fai il montatore o lavori nella meccanica?.
punto primo con la vite rullata e la femmina in bronzo ti posso garantire che la precisione di un decimo di giuoco non puoi eliminarla il motivo del ricircolo di sfere è proprio quello di avere una precisione centesimale. per quanto riguarda l'almelec non è per un discorsodi precisione bensi' di durata, considera che tu più utilizzerai la macchina il giuoco tra le parti aumenterà sensibilmente.
punto due se vuoi inserire un'altra madrevite puoi provare a farlo ma a mio avviso non risolverai nulla anzi come hai detto andrai ad ammazzare il motore allora se vuoi fare questa prova non puoi più collegare il motore direttamente all'albero filettato ma devi fare una puleggia di rinvio per aumentere i giri del motore con una cinghia poly ciayn per permettere al motore di girare più forte ed avere una potenza e un controllo migliore

punto tre per quanto riguarda i cuscinetti se vuoi approfondiamo il discorso ciao a presto

Daniel

Daniel,sicuramente le viti a ricircolo sono migliori per molteplici motivi e su questo credo ci sia poco da discutere...le utilizzo anche io in alcune applicazioni in ambiente lavorativo (lavoro nella meccanica).
Per quanto riguarda l'usura della madrevite penso dipenda molto da come la tieni lubrificata e soprattutto dalle forze in gioco.
Più il materiale da fresare sarà "duro" più la madrevite sarà soggetta ad usura.
La madrevite che ho montato mi è durata 7 anni e credimi che l'ho usata moltissimo...(soprattutto per fresare legno,ecco forse perchè è durata molto).
Riguardo al recupero del gioco sul filetto mediante l'utilizzo di una contro-madrevite non sono sicuro di riuscire a togliere tutto il gioco ma almeno ridurlo a qualche centesimo che per me,nelle mie applicazioni è più che accettabile.
Proverò...

Per quanto riguarda il motore e il discorso della trasmissione secondo me stai trascurando un dettaglio...le curve caratteristiche del motore stesso.
A suo tempo avevo scelto quella vite con quel passo proprio perchè, fissata una velocità di taglio che ritenevo opportuna per fresare il legno,il motore girava ad una velocità tale da sviluppare la coppia massima.
Per i motori stepper aumentare la velocità di rotazione non implica necessariamente aumentare la coppia e potenza...anzi solitamente è il contrario...

Riguardo al cuscinetto da me utilizzato per bloccare la vite assialmente su un estremo (l'altro deve essere libero per compensare gli allungamenti della vite dovuti alla temperatura) è un 3200 A che da catalogo dovrebbe avere un gioco assiale di max 2 centesimi......qui qualcosa non torna....!!

Cmq grazie per l'interessamento Daniel...discutendo sulle problematiche ne esce sempre qualcosa di buono non credi??..
Ma possiedi anche tu un cnc?

Ciao Magna ho lavorato su ogni tipo di macchina a controllo numerico dal tornio all'alesatrice rettifiche dentatrici ecc... Poi ho fatto anche il montatore meccanico proprio nel settore della movimentazione varie comunque non possiedo una cnc
Ciao alla prossima se vuoi avere dei suggerimenti puoi solo che chiedere per me sara' un piacere


Daniel

Questo sabato l'ho trascorso (per la gioia della moglie ) nel verificare e realizzare alcuni particolari al tornio.
Ho notato che la vite era molto storta nella zona prossima al cuscinetto e al motore.
Quello che mi frullava nel cervello era di riuscire a bloccare la chiocciola e non tenerla flottante come mostrato nelle foto dei messaggi precedenti.
Ho pensato allora di far lavorare la vite a sbalzo,ossia di togliere il cuscinetto di sostegno che si trova sulla piastra opposta a quella di fissaggio del motore, girando però la vite in modo da portare l'eccentrico della stessa il più lontano dal motore e relativo cuscinetto....



In questo modo la vite dovrebbe "adattarsi" alla posizione corretta della chiocciola avendo la possibilità di flettere in quanto la zona in questione si trova a 500mm circa dal cuscinetto.
Ho quindi provato a rimontarla bloccando la vecchia chiocciola (ossia non lasciandola flottante come fino ad ora ha sempre lavorato);girando la vite a mano il sistema sembrava fluido senza puntamenti.... mmmmittticcooooo!!

Il passo successivo è stato quello di togliere il gioco alla chiocciola; purtroppo però non ho fatto dei disegni sul sistema (diciamo che sono andato molto a sentimento...) ma con le foto credo si capisca ugualmente.

Ho acquistato una chiocciola cilindrica
Alla fresa ho realizzato una cava di larghezza 4mm che sarà la sede per un grano a testa cilindrica (antirotazione della chicciola)


Alla fresa ho realizzato 3 cave a 120° che fungeranno da sedi per 3 molle a sezione rettangolare
Al tornio ho troncato la chiocciola ottenendone così due.



Ho realizzato poi in metallo il supporto con relativo coperchio che andranno fissati al carro della fresa.
Il supporto porta due grani che vanno ad agire sulle cave delle chicciole (non permettono in sostanza alle chiocciole di girare all'interno del supporto ma solo di scorrere lungo l'asse)
Il coperchio porta invece due grani da M4 per la regolazione del gioco.




La spinta delle molle è superiore alla potenza del motore,ossia prima che cedano le molle si pianta il motore...
Le molle fanno in modo di impaccare le due chiocciole sui fianchi del filetto della vite opposti in modo da togliere il gioco.
I grani M4 staccano una delle due chiocciole dal fianco del filetto della vite creando il gioco desiderato.
Ho provato il sistema a banco e funziona...la chiocciola parte da piantata sul filetto e man mano che si regolano i grani (parliamo di rotazioni di alcuni gradi e non di giri) diventa sempre più fluida.

Ora resta solo che assemblare il tutto sul carro Y pregando che tutto torni anche lì!!

Ciao Magna volevo chiederti ma questo sistema è la prima volta che lo utilizzi ho sai già che nel tempo la chiocciola in bronzo non si usura facendola lavorare in questo sistema avendola già realizzato altre volte grazie buona giornata

Ciao Daniel, è la prima volta che utilizzo questo sistema e non sono certo dei risultati fino a quando non avrò montato tutto e controllato i giochi con il comparatore.
In teoria l'usura non dovrebbe essere diversa da quella che avresti con una singola chiocciola.
Le molle servono solo a tenere in appoggio la controchiocciola sui due grani da M4;sono proprio questi due grani che determinano l'aria tra vite e madrevite.
E' chiaro che un pò di gioco devo darlo, ma se prima partivo da più di un decimo ora sicuramente posso ridurlo.
Altro vantaggio è che con il tempo l'usura della chiocciola porta ad aumentare il gioco;con questo sistema puoi sempre ripristinare la condizione di lavoro ottimale....
Allego un piccolo schema del funzionamento.

Perfetto Magna resta solo da collaudarlo facci sapere com'è andata ciao e grazie

Dopo le prove a banco del sistema di recupero gioco madrevite sono passato ad assemblare l’asse Y.
Montata la vite a sbalzo come avevo detto nel messaggio precedente e serrato il gruppo che porta la chiocciola ho provato a girare a mano la vite ma tendeva purtroppo a puntarsi in alcune zone dell’asse; non fidandomi ho deciso quindi di comperare 1mt di vite trapezia (possibilmente diritta) e sostituire quella vecchia.
Fatte le lavorazioni al tornio per le sedi dei cuscinetti (essendo diritta ho optato per un sostegno radiale-assiale dalla parte del motore, e un sostegno radiale all’estremo opposto lasciando ovviamente la possibilità alla vite di allungarsi o accorciarsi a seconda della temperatura ambientale) l’ho montata sulla macchina senza stringere il dado che blocca assialmente la vite sul cuscinetto e l’ho fatta girare.
Sembra una stupidaggine ma non lasciando libero assialmente un estremo della vite, se non ho sbagliato i conti, a causa del delta-termico (per esempio estate-inverno) la vite dovrebbe subire un allungamento di 3 decimi di millimetro…e non sono pochi…

(particolare fissaggio vite lato motore stepper)



Fin qui tutto bene, vite diritta, chiocciola che non si puntava ma poi, dopo aver stretto il dado la vite si è imbarcata come l’arco di robin hood!
Secondo voi quante ne ho tirate giù!?!??

Non so ancora spiegarmi con certezza il motivo ma credo sia dovuta al fatto che ho mandato la vite in torsione (dado da M10 lato motore, dado+controdado M10 all’estremo opposto della vite:con una chiave esagonale tenevo l’estremo perché non girasse,mentre con l’altra serravo il dado sul cuscinetto) risvegliando determinati stati di tensione che sonnecchiavano tranquilli tranquilli….bah!..

Incavolato e “brontolando” ho smontato tutto; con pazienza ho cercato di rimetterla diritta prendendola tra punta e contropunta al tornio, riuscendo in qualche modo a migliorarla.
Vista l’esperienza ho quindi realizzato una sede alla fresa per poterla tenere con una chiave mentre serro il dado del cuscinetto (la si può notare nella foto sopra).

In ogni caso dopo aver rimontato tutto, sistemato il sistema di ingrassaggio aumentando il diametro dei tubi (ho un punto di ingrassaggio sotto il carro che va a lubrificare i 4 manicotti e l’eccesso di grasso finisce tra la chiocciola e la controchiocciola), ho pravato a far ruotare la vite a mano riscontrando una buona fluidità.





Ho misurato poi i giochi con il comparatore centesimale:
-accoppiamento vite cuscinetto siamo nell’ordine dei 2/3 centesimi in quanto il cuscinetto a due corone si sfere obliquo ha un gioco assiale da catalogo di 2 centesimi.
Sto ancora valutando se sostituirlo con due a singola corona obliqui precaricati.
-accoppiamento vite-madrevite,comprese le eventuali flessioni della piastra di alluminio su cui è fissata la chiocciola siamo nell’ordine dei 3 centesimi che potrei diminuire lavorando di fino sulle viti di registrazione della controchiocciola.
Queste misurazioni sono state effettuate simulando lo sforzo che agisce sul carro semplicemente tirando il più possibile il carro con le mani…oooooisssaaaa….hhoooooisssaaa!
Non credo che in fase di fresatura arriverò a queste forze anche perché prima si piantano sicuramente i motori.
In ogni modo sono contento perché ero partito se non ricordo male da un gioco complessivo di 2,5 decimi abbondanti e ora mi ritrovo con poco più di 5 centesimi…



Sono passato quindi ad alimentare il motore (shinano kenshi da 1,5 A) e mantenendo le stesse configurazioni (velocità e rampe di accelerazione-decelerazione) che avevo con la meccanica vecchia, l’asse si muove discretamente bene.
Ho poi spinto la velocità di avanzamento in rapido a 2000mm/min riscontrando che l’asse si muoveva senza bloccarsi (solo con il vento a favore però!)
Chiaramente questa è una condizione limite per questi motori…solitamente le velocità di lavoro che utilizzavo erano di 250-300mm/min in lavoro, mentre 800-1000mm/min in rapido.

Ciao Magna una domanda sola io non so quanto hai speso in termini di euro per raggiungere questo livello di precisione intendo nel gioco che hai adesso ma sei così convinto che il ricircolo di sfere ti sarebbe costatto molto di più come tu mi avevi fatto notare in una delle tue risposte precedenti? Comunque complimenti spratutto per come hai risolto il problema gioco con la chiocciola e controchiocciola bravo ciao

Ciao Daniel, intanto ti ringrazio perchè vedo che segui questo argomento.
Forse in questo forum la costruzione di questa macchina è un po’ fuori luogo ,magari era più appropriato un forum di cnc, ma credo cmq di poter portare un piccolo aiuto a chi si avventura in questo tipo di costruzione.
Le viti a ricircolo e le guide a ricircolo di sfere pensavo di utilizzarle in un progetto che farò prossimamente….non so quando, ma cmq dopo la prossima macchina che sarà un tornietto di piccole dimensioni.
Le viti a ricircolo applicata a questa macchina le vedevo un po’ sprecate in quanto i carri corrono su delle aste che se pur di diametro 25mm non saranno mai “fermi” quanto una solida guida a ricircolo e risentiranno cmq sempre delle vibrazioni indotte dal taglio.
Il costo credo sia molto diverso e cmq in questi giorni proverò a vedere di che differenza si tratta....così ti faccio contento!
Per quanto riguarda il discorso del recupero del gioco della vite l’ho realizzato in una giornata (e tengo a precisare che con il tornio sono mooolto lento nelle lavorazioni…) , quindi in non così tanto tempo.
Le altre son cmq problematiche che escono in qualsiasi cosa o esperienza nuova che vai a sviluppare…il bello sta sempre nel riuscire a risolverle.

Cmq cambiando discorso, ho comprato su e-bay 3 motori da 3 A e 2,8Nm di coppia.
Giusto per capire allego una foto…quello piccolino è quello che sto utilizzando ora…



Domani sera se riesco li provo, sono nuovi e speriamo funzionino senza problemi.

Ciao Magna tranquillo io ti seguo ed è interessantissimo quello che stai facendo.
Un saluto e grazie
Sandro

Ciao Magna per me e' un piacere seguirti si impara sempre tecniche nuove ciao alla prossima