Verständnisfrage Kräfte und Linearführungen CNC

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GMAprogrammer

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#1
#1
Hallo Leute, erstmal frohe Weihnachten euch allen.

Ich habe eine Frage zu den Kräften die auf die Linearführungen bei unseren Hobbyfräsen wirken. Ich selber baue gerade eine Fräse ähnlich der Von KarlG und lese seinen Beitrag mit großer Spannung!

Nun zur Frage. Hier geht es vor allem um die Dimensionierung der Wagen. Dort ist mir aufgefallen das es immer wieder unterschiedliche Aussagen zu den wirkenden Kräften gibt. Beispiel:

Karl hat 25mm Schienen und Wagen verbaut und spricht von 700NM Verdrehkraft die bei dem kleineren Hebel seiner Fräse auf irgendwas über 4kN ansteigt. Nun spricht er später von ca. 3 kg respektive 30N die beim Fräsen von Alu auf den Fräser wirken. Macht bei einem Hebel von 20cm was schon zuviel ist. 6NM am Wagen.

Mich wundert also das der Wagen für diese Aufgabe restlos überdimensioniert scheint. Und es doch eigentlich keinen Unterschied macht ob ich z.B. Einfachere und natürlich auch billigere 15mm Schienen und Wagen verbaue.

Der Hintergrund ich habe mich bei meiner Fräse bei der Konstruktion für 15mm kurze Wagen entschieden davor bisher nur einen auf jeder Achse. Könnt ihr mir vielleicht erklären warum es Sinn macht größere Wagen zu verbauen?

Vielen Dank gruß Alexander
 
G

GMAprogrammer

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#3
#3
Naja, warum sollte eine 15mm Führung die immernoch fern ab ihrer Belastungsgrenze läuft rattern verursachen. Die Kraftaufnahme des Wagens sagt doch erstmal nix über die Steifigkeit der Führung aus. Rattern würde ja auf das Spiel des Wagens bzw. des Systems zurückgehen und die kann ich ja durch die Vorspannung vorwählen. Bzw. ein Verzugsarmes System bauen.

Beispiel: eine 15mm LF sollte sich im gleichen System genauso verhalten wie eine 25mm LF wenn die Belastung nicht die Grenzwerte übersteigt.

LG
 
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KarlG

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#4
#4
Ähmmm - naja...

..ich hatte das schon ein wenig ausführlicher erklärt.
Erstmal die reine Tragkraft der Dinger (also senkrecht auf einen liegenden oder seitwärts montierten Wagen) - C in Bewegung und C0 im Stand. Hier ist idr. jeder "richtige" Linearwagen (egal welcher Größe) maßlos überdimensioniert. Schon ein kurzer 15er trägt eine Tonne und solche Lasten haben wir an unseren Spielfräsen natürlich nicht.

Zweiter Aspekt sind die Verdrehkräfte - und hier betrachten wir bitte (!) nicht die reinen Fräskräfte, sondern die maximal auftretenden Kräfte im ungünstigsten Fall (worst case). Das wird idr. eine Kollison sein - also maximale Kraft des Antriebs + Hebel. Da sieht ein kurzer 15er allein schon ganz schön "alt" aus mit ca. 100Nm (also max 500N auf einem 20cm-Hebel) - das wären 50kG und die überschreitet schon ein Antrieb mit einem 1Nm-Stepper deutlich. Also nogo!

Dritter Aspekt ist die Nachgiebigkeit unter Last und vierter Aspekt die Montierbarkeit und die erreichbaren Abstände (bspw. um die KUS-Mutter unterzubringen.
Der etwas geringere Preis der 15er spielt da eine eher kleine Rolle - schon 15er Schienen ohne Anschlagkante auf einem Aluprofil auszurichten, ist ein Abenteuer.

ich habe mich bei meiner Fräse bei der Konstruktion für 15mm kurze Wagen entschieden davor bisher nur einen auf jeder Achse.
Zum Vergrößern anklicken....
Das wird nicht funktionieren - ausser bei einem 3D-Drucker, Minigravierer oder Laser. Zum Fräsen zu wenig steif und nicht Eigensicher.

Gruss
Karl
 
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