Posizione guide ponte mobile

[Sanitarium1]

Salve a tutti, ho ordinato un kit di guide a ricircolo per la mia prossima fresatrice e nell'attesa sto disegnando il 3d.
Il progetto della struttura è simile a quello dell'utente unluckyluke (che ho visto essere gettonatissimo) ma con guide a ricircolo invece delle sbr e con qualche altra modifica. Vengo al punto:

Per quale motivo su queste strutture tutti montano le guide dell'asse y (quelle che movimentano il ponte) sul lato esterno della struttura?
Calcolando le flessioni dei profili in alluminio mi è venuto in mente che montando le guide dalla parte interna si potrebbero supportare ulteriormente i profili in alluminio esterni (che di solito sono circa 1 metro), l'unico svantaggio sarebbe che la struttura diventa un pò più grande a parità di area utile ma si potrebbe azzerare la flessione dei profili in alluminio.

Si parla di una flessione minima nella maggior parte dei casi, ma dato che vorrei provare ad aggiungere due assi sul mandrino per farne una 5 assi il peso diventerebbe importante.

Nel caso non mi fossi spiegato bene allegherò qualche immagine esplicativa di seguito.

[rex1984]

Guarda, sto affrontando pure io il dilemma di dove posizionare le guide, ma non l'ho ancora risolto appieno.
Credo che qualche immagine ci stia bene, comunque.

[Lucavi]

Se metti le guide interne perdi la possibilitá di appoggiare il banco anche sulla lunghezza del telaio, resta fissato solo sulle teste, a parte questo non vedo altri punti a sfavore per il momento

[salvatore993]

dipende anche dalle guide, quelle più commerciali quando dichiarano il precarico è riferito al montaggio per il quale sono state create. mi spiego se compri delle hi-win senza specificare nulla, il modello standard è fatto per essere montata guida di faccia, e il carico sul pattino "appeso". da qui per poterlo montare correttamente viene fuori il montaggio classico della guida esterna alla struttura con la spalla avvitata all'estremità, che risulta essere anche il montaggio più logico/facile. è chiaro che ci si può avventurare in soluzioni diverse, e complicate, ma poi bisogna valutare il rapporto spesa (anche in termini progettuali) resa, che a livello macchina hobbistica pende quasi sempre a favore del montaggio classico.

[Sanitarium1]

Grazie delle risposte,
come dice Lucavi l'unico "problema" che ho trovato per ora è l'impossibilità di usare i profilati più esterni come supporti per il banco.
Si possono però tranquillamente aggiungere due barre per supportare per bene il banco e avere i profilati con le guide per i pattini ben supportati al centro.
Vi allego uno schizzo carta e penna per farvi capire, appena riesco a disegnarlo in 3d allego qualche screen.

Il problema sorge perché molto probabilmente farò tagliare le piastre in ferro da un amico che lavora con un taglio laser, saranno molto più pesanti delle solite in alluminio, e poi vorrei provare ad aggiungere 4^ e 5^ asse sul mandrino, quindi i profilati sui quali saranno montate le guide avranno una flessione al centro che preferirei evitare.
Inoltre questa configurazione permette di montare il banco più in basso rispetto ai profilati laterali quindi si potrebbero anche fare delle spalle del ponte mobile leggermente più basse (anche se di pochi cm)

[salvatore993]

se il dilemma è tra i due montaggi in foto, ai fini delle guide/pattini tra i due non vi è differenza.

[SWL]

Sì e no...

Nel primo caso il profilo che regge la rotaia è irrigidito dalla struttura della tavola. Nel secondo, il profilo è lasciato a se stesso per tutta la lunghezza (il che non è una bella cosa).

Nel montare le guide in quel modo non vedete che si forma una leva, con grande differenza di bracci, che moltiplica gli sforzi originati in cima al ponte quando li trasferisce alle guide e alla traversa inferiore?

Io sono del parere che quelle guide dovrebbero essere montate con le viti parallele a Z e trovare posto sotto al piano di lavoro.

[Sanitarium1]

Nel secondo tipo di montaggio ho indicato nel disegno la possibilità di supportare i profili in alluminio, l'idea è di fare in modo che siano vincolati a terra e quindi non abbiano nessuna possibilità di flessione e quindi poggiare la fresa non solo sulle due piastre ma su tutto il perimetro compresi i profilati laterali.

L'idea di usare le guide ruotate di 90gradi rispetto a questa configurazione vorrei capire che cosa comporta, devo leggere bene le specifiche dei carrelli, se è meglio o peggio

[salvatore993]

basta considerare il montaggio ruotato, e scegliere la versione di pattini per lavorare in quel modo. per quanto riguarda ciò che ti consiglia swl sono d'accordo, ma indifferente io mi riferivo solo alle guide pattini, non alla struttura macchina.
attenzione in teoria tutti i pattini possono lavorare sia paralleli che perpendicolari, cambiano i valori di scorrimento precarico ecc, ed alcune versioni sono fatte apposta, ma se sei dentro nei valori diventa indifferente.

[SWL]

Ciò che non va bene nelle strutture supportate in quel modo è la leva svantaggiosa che si viene a creare.
Nelle macchine ben progettate, le guide sono sempre utilizzate in coppia, per eliminare questo effetto.
Posizionandole di lato, ogni guida lavorerà invece da sola, determinando una situazione inaccettabile.

Nel disegno si vede cosa accade applicando una forza alla parte alta del ponte (che è poi dove viene riportato lo sforzo generato sull'utensile).

Image3.png

Pur considerando la parte alta del ponte infinitamente rigida, di certo non si può dire la stessa cosa del pattino e della giunzione tra spalle e traversa inferiore. In queste condizioni, la forza applicata si moltiplica per il fattore di leva, scaricandosi sulla vite e trasformandosi in una coppia (particolarmente elevata) di ribaltamento dei pattini.

Se le guide sono poi dei manicotti supportati, invece che pattini a ricircolo, questi non oppongono alcuna resistenza alla rotazione sul loro asse e tutta la forza (moltiplicata per il fattore leva) si scarica sulla giunzione con la traversa inferiore (inadatta a reggerla) e quindi sulla vite.

Che brutto lavoro!

[Sanitarium1]

SWL grazie delle risposte, il discorso si sta facendo interessante!
Per curiosità tu quale struttura reputi migliore per l'utilizzo di questo tipo di pattini? (sempre su fresa a ponte mobile).

Tornando al discorso della posizione delle guide ho capito ora dal grafico della deformata che hai messo cosa intendi! Posizionando le guide parallele al piano (in basso) credi che la situazioni migliori? Io credo che sia circa la stessa cosa, inoltre mettendole sotto si va ad aumentare il braccio della forza che genera la coppia alla quale ti riferisci.
Allego un immagine di valori di momento resistente che offrono questo tipo di guide (sono per la versione da 30,io ho le 20 ma si può vedere come My ed Mz siano praticamente uguali)

[SWL]

Se metti i pattini in orizzontale, sulla traversa inferiore, la situazione che si viene a creare è la seguente.

Image4.png

Più li metti distanti, fino ad arrivare a metterli sotto le colonne del ponte, e minore sarà la deformazione all'esterno. Aumenterà però quella interna.
Più li metti vicini, più la parte compresa tra i due pattini sarà rigida, ma più aumenterà la deformazione delle parti esterne.

In generale, però, a parità di forza applicata, con questa disposizione sono maggiori le parti che devono cedere, e quindi hai una rigidezza maggiore. Altro vantaggio, la vite lavora sempre nel punto morto delle deformazioni, non risentendo di alcuno sforzo radiale.

Il prezzo da pagare sono quei due quadratini in basso: quella connessione deve essere rigida, ma c'è anche lo spazio per poterlo fare.

Nel disegno, le scale di deformazione non sono le stesse del disegno precedente: qui sono ancora più accentuate per capire il tipo di deformazione, non il suo valore assoluto. In particolare, la traversa inferiore dovrebbe subire quella doppia curvatura che in realtà sarà praticamente inesistente fino a sforzi per i quali cederebbero prima altre parti della macchina.

Riguardo agli sforzi di torsione, il punto importante è che con la prima disposizione, tutta la forza applicata si trasforma (praticamente) in torsione sui pattini. Con la seconda versione, a contrastare la torsione c'è la rigidezza della traversa nella parte compresa tra i due pattini, parte che offre un contrasto che invece manca nella prima.

[Sanitarium1]

Non fa una piega, il discorso
Avresti per caso qualche immagine di frese con questa disposizione dei pattini? In rete non trovo granchè,dato che devo disegnare il 3d proprio in questio giorni vorrei avere qualcosa come riferimento visivo per disegnare.

P.s. Sul forum c'è qualche argomento aperto di qualche progetto simile? Guide stile hiwin, viti a ricircolo e ponte mobile?
Appena avrò organizzato il materiale 3d potrei fare riassunto del progetto, come quello della "cnc open source" nella quale si usano le guide sbr

[rangerone1]

Nella seconda simulazione però hai considerato la giunsione tra spalle e traversa inferiore rigida, mentre nella prima no.

Credo che la cosa influenzi enormemente i risultati

[SWL]

@rangerone1

infatti ho scritto

Il prezzo da pagare sono quei due quadratini in basso: quella connessione deve essere rigida, ma c'è anche lo spazio per poterlo fare.

Nella prima disposizione è difficile rendere quella giunzione rigida perché lo spazio è occupato dal carrello. Nella seconda c'è lo spazio per poter inserire un blocchetto di alluminio imbullonato alle due parti.

Va anche notato che il cedimento (inteso come spostamento, non come cedimento strutturale) di quella giunzione, nel primo caso porta alla torsione delle guide, mentre nel secondo non ne influenza il funzionamento.