Nakertaja V3

Miguel- · 27.10.15 - klo:00:16

Noniin, eli työn alle nakertaja... Taustoja: Olen rakentanut yhden nakertimen jo aikaisemmin, seuraava on jäänyt työpöytäversioksi ja nyt olisi lähdössä ihan oikeasti jotain tulemaan..

Olen miettinyt eri runkovaihtoehtoja ja olen päätynyt sellaiseen, jossa pöytä liikkuu yhteen suuntaan (Y) ja kara kahteen. Tämä on kompromissi jäykkyyden suhteen, mutta antaa mahdollisuuden yleensäkin koneen tekemiseen käytettävissä olevin menetelmin ja mahdolliseen moniakselikäyttöön sekä pitkien tavaroiden kanssa työskentelyyn. Liitostekniikkana olen ajatellut liimaamista hitsausvetelyn ja lämpöjännitysten takia, hankkimani epoksi on vetolujuudeltaan yli 100N/mm², joten tämän kanssa ei pitäisi tulla ongelmia (Von Mises ja muut stressit jäävät muistaakseni jonnekin 10 ja 20N väliin parin kilonewtonin staattisilla kuormilla ja sijainnit käytännössä lineaarijohteen ja kelkan välissä. Myöskään värähtelymallinnus ei herättänyt epäilyksiä, etteikö epoksi kestäisi tuolla.. Rakenteet aion tehdä sellaisiksi, että ne saa jälkikäteen täytettyä epoksigraniitilla ja ainakin karapalkki tulee E/G täytteiseksi heti alkujaan. Teräsmateriaaleina löytyy H- ja U-palkkeja sekä neliöputkea.

Lineaariliikkeiden osat on haalittu ajan kanssa ja Y- sekä Z-akselilla on THK HSR 20 -johteet ja X:llä Hiwin 25mm johteet 8 kelkalla. Kuularuuvit ovat vielä hakemassa paikkojaan ja voi olla, että nykyinen nakertaja joutuu luovutuslistalle ainakin yhden kuularuuvin osalta.. Tällähetkellä mallissa X:llä on 40x20 ruuvi pyörivällä mutterilla, Y- ja Z-akseleilla 20x19 ruuvit (käytännössä mulla on näitä vain yksi joten jompi kumpi tai molemmat tulevat nykyisestä).

Servoiksi olen haalinut Yaskawan 2x 770W sekä 4.4kW, joskin ainakin tuo iso on älytön overkill (jos hyllyissäsi pyörii n. 1 kW servo+ohjain, niin vaihtoa voi tarjota). Karalle löytyy 1.8kW servomotti, jossa tällähetkellä resolveri ahterissa -Tamu vielä hakusassa tälle..

Ohjauspuoli on vielä täysin auki enkä ala sitä sen enempää vielä stressaamaan, mutta siinä pitäisi olla mahdollisuus 4- ja 5-akselikäyttöön sekä työkaluvaihtajaan tarvittava IO. Luultavasti budjetti tulee määrittämään tämän, mutta kun se tulee ajankohtaiseksi, niin täytynnee pähkäillä tarkemmin..

Hieman mallinnuksia, lenteleviä ja väärän mittaisia osia löytyy vielä :)

Pöydän sivuille tulee seinämät, en ole laittanut niitä malliin vielä..

Pyörivä mutteri ei mikään paras tilan kannalta, moottorin sijoitukselle ei montaa vaihtoehtoa...

X-akselin palkkirakenne, E/G täyttö mahdollinen

Z-akselin palkkirakenne, E/G tässäkin mahdollinen ja jopa suotava värähtelymallinnuksen perusteella...

Niin juu, strategiset mitat: 1100x500x700mm liikeala; X-johteet 1600mm, Y-johteet 1000mm ja Z-johteet 1200mm, niistä on pienet nakertajat tehty. Karana forumilta hommattu BT30, johon remmiveto ja työkalunvaihto.

Ideoita ja kommentteja kuunnellaan, varsinkin rakentavia sellaisia ;)

NiVa · 27.10.15 - klo:04:48

Moikka!

Noilla liikepituuksilla kuvaa ihmetellessä herää kysymys? Onko pystytolpan kiertojäykkyys nyt kohdallaan kun ajatellaan työstettävän esim. reikää pöydän ulkoreunassa Y-suunnassa. Eli taipuuko pystypalkki taaksepäin kun toi karalaatikon pituuskin on Y-suunnassa aika suuri. Kuvasta voisi päätellä, että sivusuunnassa jäykkyys pystytolpassa on huomattavasti suurempi mutta työstössä se on kuitenkin pienempi kuin tuo pystysuuntainen voima.
En tiedä oletko tutustunut aiheeseen mutta ihan hyvä artikkeli. http://www.mech.utah.edu/~bamberg/research/PrinciplesOfRapidMachineDesign/Principles%20of%20Rapid%20Machine%20Design.pdf

Miguel- · 27.10.15 - klo:08:57

Kiitoksia kommentista :)

Aloitetaan pohjalta, eli ko. työkalujyrsin on tuttu, mutta kyseiseen rakenteeseen ei käytössä olevilla vimpaimilla päästä -ja vaikka päästäisiinkiin, on räpisteltävä niillä matskuilla, mitä edukkaasti saa :-X..

Omia ajatuksia suunnittelun pohjalla:
- Ylätasolla ajo kauttaaltaan on rakenteen "heikoin lenkki", mutta haen rakenteella sitä, että kuitenkin pöytätasossa päästään kohtuu jäykkään rakenteeseen
- Staattisilla kuormilla taipumat jäivät kympin ja kahden väliin parilla tuhannella newtonilla pahimmassa paikassa, katson sen harrastevehkeelle riittäväksi. Värähtelevä kuormitus pahempi, tuloksia en nyt muista, mutta esim. alle 20mm tapilla ja pienellä lastulla tuskin tulee ongelmia (pidetään peukkuja..) Täytyy pyöräyttää taas jonkun ajan päästä uusi värähtelylaskentakierros
- poraamista isoilla terillä tulee välttää, eli reikien tekemisessä suosittava tapeilla jyrsimistä
- Ylätason ajot marginaalitilanteita, eli yleensä ajot pöytätason lähimaastossa
- Valmistettavuus kohtuullinen nykyisellä rakenteella
- Todennäköisesti laitan tuohon pystyrakenteen keskimmäiseen aukkoon neliöputkipalkin keskelle ja valan sen ulkopuolen epoksigraniitilla (putkipalkki keskelle materiaalin säästämiseksi, koitan pitää kulut tällähetkellä mahdollisimman pienenä, keskiosan ja muut kotelot voi valaa massan lisäämiseksi myöhemmin jos tarvetta)

Jussik · 28.10.15 - klo:09:38

Miguel- · 28.10.15 - klo:10:19

Kiitoksia kommentista, valurunkoihin olen tutustunutkin ja hyviähän ne ovat :)

Värinäthän ne on ongelmana, kuten myös budjetti.. Eli ei ole oikein mahdollista tehdä jämäkämpää rakennetta tällähetkellä: vaatisi isomman jyrsimen, millä johdepinnat koneistetaan ja toisekseen, polymeeribetoni (epoksigraniitti) on myös aika hintavaa.. ts. budjetti, koneistusmahdollisuudet sekä ajankäyttö mahdollistavat tämän koneen, eikä osien päivitysmahdollisuutta ole. Tämän takia olen ajatellut polymeeribetonitäyttöjä jälkikäteen. Mielellään tekisinkin kunnon rungon ja kunnon jyrsimen, mutta nyt mennään näillä :D ajetaan vaikka sitten niillä pienillä tapeilla niitä korkeampia kappaleita.

Pöydän pinnassa ajettaessa taipumat 2kN staattisella kuormalla jäävät joihinkin kymmeniin mikroihin, dynaamista "vipatusta" en tähän hätään muista.. Pöytä vaihtuu pommisuojan oveksi, eli rungon jäykkyyden kannalta tilanne paranee pöydän lähellä ajettaessa matalamman rakenteen ansiosta.

Muutama kuva tähän väliin:

U-palkit, 5l ikkunanpesuainepurkki mittasuhteita antamassa

Pystypalkkirunkohahmotelma, E/G kiinnitys noille halkaistuille H-palkin puolikkaille keskiosaa vasten

jussi · 28.10.15 - klo:15:20

Juotosbetonin kanssa minulla kävi niin, että kutistuminen taivutti kappaleen piloille.
Tein T-urapöytää niin, että ladoin alumiiniprofiileja tason päälle. Muotti ympärille ja juotosbetoni päälle sitomaan profiilit toisiinsa.
Kuivumisen jälkeen tämä ns. t-urataso oli kuin sian selkä. Noin se ei ainakaan toimi. Ehkä putken sisällä sit paremmin.
Ja kaikki tämä sen vuoksi, että juotosbetoni on selkeästi halvempi kun epoksi.
No se tuli opittua kerrasta:)

Jussik · 28.10.15 - klo:17:31

Terve

Yleensä kappaleet koneistetaan vasta kuivumisen jälkeen juuri tälläisten tapahtumien takia.
Kuten myös hitsatut rakenteet pitää päästää ennen koneistusta.
Muutoin ne vääntelevät koneistuksen aikana ja myöhemmin jännitysten tasaantuessa.

Miguel- · 28.10.15 - klo:17:55

Epoksigraniitti on 0% kutistumaltaan, mitä meinasin hyödyntää tässä :-o

mkuivamaki · 29.10.15 - klo:06:39

Itsellä olisi myös tarkoitus valaa viimein oman koneen sisälle epoksivellit. On vain aina jäänyt epäilyttämään että tohtiiko valmiin koneistetun rungon sisälle enää jäin jälkikäteen mitää laittaa? Epoksigraniitti lienee turvallisin vaihtoehto kuitenkin

Miguel- · 29.10.15 - klo:08:11

Mitä epoksivalmistajilta ja teknisistä dokumenteista olen selvittänyt, niin ei kutistu; eli pitäisi olla turvallista täyttää jälkikäteenkin. Ja mitä esim. CNC-zonella kirjootellaan, niin sekoitussuhde graniitin ja epoksin välillä massan suhteen on noin 8-12% epoksia ja loput kivestä. Jos tarvitsee pieniä määriä epoksia tai sitten vaan kiire saada tavaraa, niin tässä "lähikaupan budjettivaihtoehtojen", Bilteman ja Motonetin (pakla) epoksien tekniset ominaisuudet:

Pakla HC:

Surface:
at 23 ́C little glossy surface
at 10 ́C little glossy surface

Early Water Resistance (1 = good ... 5 = poor):
at 23 ́C 2
at 10 ́C 3

Shore D – Hardness after 24h / 48h / 7d
at 23 ́C 72 / 76 / 78
at 10 ́C 63 / 75 / 78

Mechanical Properties:
Curing 7d / 7d + post curing
Flexural strength (MPa) 52 / 47
Emodulus (MPa) 1822 / 990
Tensile strenght (MPa) 32 / 34
Comressive strenght (MPa) 51 / 46
Tg DSC ( ́C) 36 / 36

Biltema:
25-2134, 25-2135, 25-2136

Produktbeskrivning:
Lamineringsepoxy är ett två-komponent lösningsmedelfritt epoxysystem, där höga krav ställs på slitstyrka,
ytstruktur, tekniska och kemiska egenskaper, åldringsbeständighet m.m.
Produkten kan användas från tunna till tjocka beläggningar. Produktens
vidhäftning är mycket god till de flesta material och kan med fördel appliceras på betong, stål, trä, olika
vävsorter, spånskivor m.m.
Användningsområde
Lamineringsepoxy levereras som standar i transperant.
Lamineringsepoxy levereras i två till varandra anpassade delar, bas och härdare i blandningsförhållande 2:1

Produktinnehåll:
Basdelen innehåller ett kristallisationsbeständighet harts av bisfenol A och F.
Eftersom produkten inte innehåller lösningsmedel föreligger ingen brandfara eller störande lukt. Härdardelen -
Härdare 50 innehåller en aminadukt med mycket god ljusbeständighet.
Temperaturbeständighet
Produkten uppfyller de flesta krav på beständighet vid normalt förekommande temperaturområde.
Mycket smidig och lättflytande. Applicering bör ej ske under + 10o C.
Fysikaliska och tekniska data.
Fullt uthärdad har Lamineringsepoxyn följande data ofylld:
Draghållfasthet (din 53455) 20 N/mm2
Tryckhållfasthet (din 53454) 80 N/mm2
Böjhållfasthet (din 53452) 90 N/mm2
Brottöjning (din 53455) 2 %
Övriga uppgifter
Volymvikt ca 1,07 g/cm3
Bruktid + 20o C Ofylld ca 15 min
Härdningstid + 20°C
Klibbfri ca 8 tim
Uthärdad 7 dygn

mkuivamaki · 29.10.15 - klo:08:50

Itse olen ajatellut käyttää Arsalinin myymää JETI-500 epoksia. Sitä on täälläkin foorumilla tietääkseni käytetty joissakin projekteissa.

hokkaju · 29.10.15 - klo:11:25

Ainakin minä olen Jetillä olen touhunnut.

Allaolevat perustuu suurimmaksi osaksi perstuntumaan.

Merkillä ei liene suurta väliä mutta Jeti on ainakin siitä hyvä tuohon hommaan, että se kestää auki useita tunteja. Jos on puolen tunnin ainetta niin voi tulla aika kiirus sekoittaa, ja kuplille ei ole on aikaa poistua kaikessa rauhassa ts. massa ei ehdi "laskeutua".

8-12% on aika hankalan tönkköä. vaatii tärypöydät jne. Ja kiviaineksen jaot on oltava tosi hyvästi kohdillaan.
Omissa mittauksissa pääsin muistaakseni noin 15-18% paikkeille hiekoitus sepelin, 2mm puhallushiekan ja 1mm puhallushiekan sekoituksella.

15-18% sotku on kohtuu helposti vielä käsin sotkettavissa ja valuu hissukseen paikoilleen + kuplat nousee parin tunnin aikana omin voimin pintaan.
Muisti saattaa pettää tuossa %-luvussa, mutta siitä vaan kokeilemaan ja se minkä kanssa tuntuu että pärjää niin sillä menee sitten eteenpäin.
Massa vielä erkaantuu ajan kanssa niin, että ylimääräistä liimaa on helppo lusikoida parin kolmen tunnin päästä lusikalla. Tai sitten voi kaataa valun päälle vielä lisää hiekkaa, pitkä aukiolo aika antaa mahdollisuutta kaikenlaiseen säätöön.

ns. täyttövalussa fiilis on jäänyt jotta ei tilanne ei ole niin kriittinen kuin jos valettaisiin itsekantavia rakenteita. Alumiini profiilin tai teräsputken sisään saatu "huonompikin" massa muuttaa tilanteen ihan toiseksi. Esim laitoin omaan halppis routteriin alumiini profiilien sisään tuota.

Liikaa massa voi kovametallilla jyrsiä helposti.

Sitten, Epoksi ei haise vrt Polyesterihartsiin mutta on ihan kunnon myrkkyä. Kaveri on lentokone mekaanikko ja on saanut kivan ammattitaudin epoksista. Joten kannattaa suojautua käryilta, hionta pölyltä ja muistaa suojata kädet.

Miguel- · 29.10.15 - klo:12:18

Mulla on hommattuna noihin rautaliimauksiin 3kg Terran E45 -epoksia n. tunnin käsittelyajalla. Tällä vetolujuus 160MPa, taivutusvetolujuus 40MPa ja hinta n. 13.5e kg posteineen tuolta Germaanien mailta. Laitoin kyselyä Arsalinille Jetin teknisistä ominaisuuksista, kun pikaseen haettuna en löytänyt niitä (liitän tänne jos vastaavat). Kuinka pitkä käsittelyaika tuolla Jetillä on? Hinnoiltaan Arsalin on ihan kilpailukykyinen ja jos hyvää teknisesti, niin tuotahan voisi ostaakin.

Joudun valamaan pystypalkin halkaistut H-palkit polymeeribetonilla nippuun, joten taidan tehdä samalla valut joka seinämälle. Valupaksuus jotain hieman ~ 5cm per seinämä, pitäisi toimia ainakin värähtelynvaimentajana..

hokkaju · 29.10.15 - klo:13:05

nestemäistä 2-3h, sammakonkutua ~4-5h, ~12h "hyytelöä" , vuorokausi jokseenkin kiinteä mutta pinta "tahmea" lopullinen kovuus useita päiviä.
eli hidasta on. tai sitten mulla on vanhaa varastoa.

Täyttövaluun eli keinograniitti täyttöön mielestäni sopivaa hitautensa ja hintansa perustaalla.
Kun liimaat palkkeja yhteen kantavaksi rakenteeksi niin tuo nopeampi on on varmasti miellyttävämpi.

liimoista on niin kiva setviä noita arvoja. Onko tuo 160/40 MPA sitten sille tilanteelle että massasta valetaan koesauva ja tutkitaan sitä. Vai kuvaako se sitten liimasauman ja perusaineen adheesiota?

Miguel- · 29.10.15 - klo:13:45

Ei nyt ole tuota din 53454 saatavilla (ilmoitettu tuon standardin mukaan vetolujuus), mutta kuvittelisin standardin testaavan materiaalia itseänsä.. Eli teräs-liima-teräs -liitos huonompi. Käytännössä tässä riittää murto-osa noista lujuuksista. Monella (vetolujuus ~40-325 MPa) epoksilla vetolujuus hiekkapuhalletulle rakenneteräkselle on ~20-30 MPa, ko. epoksille kiinnittymistä eri aineisiin ei ole ilmoitettu..