Fresatrice verticale CNC

Sezione dedicata alla tua CNC: Costruzione, descrizione, foto, accorgimenti ed errori di progettazione.
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Fresatrice verticale CNC

Messaggio da arm » mercoledì 5 giugno 2019, 14:38

Salve a tutti; ci risiamo! Sto costruendo la 3 cnc. Stavolta ho la necessità di lavorare piccoli stampi in acciaio e, su un 4 asse, piccoli anelli in titanio. Quindi, dopo un router con doppia vite e una fresatrice a ponte fisso, stavolta mi voglio costruire una fresatrice verticale.
Avrei voluto comprarla già fatta, ma non ho trovato riscontro tra caratteristiche che deve avere e costo. Anche un centro di lavoro usato non mi conveniva; tra acquisto, trasporto ed eventuali pezzi di ricambio, mi veniva a costare molto di più che autocostruirmela. Senza considerare che avrei dovuto riadeguare l’impianto elettrico; non credo che 6 Kw a 220 siano sufficienti per un centro di lavoro professionale.

Partendo dal fatto che sia gli stampi in acciaio e gli anelli in titanio li ho già lavorati, con gli ovvi limiti di rigidezza e potenza della fresatrice a ponte fisso che ha motori da 3,6 Nm, struttura in profilati d’alluminio, un elettromandrino da 1,5 Kw e guide da 20 su sfere, viti a ricircolo da 16/05 ho progettato la nuova cnc con queste caratteristiche:

Area di lavoro effettiva 350x220mm

BASAMENTO
il primo punto che ho valutato è la base d’appoggio che volevo molto stabile e pesante. Inizialmente ho realizzato un cubo di circa 1 mc in blocchetti di cls sul quale volevo gettare uno strato di autolivellante dove appoggiare la cnc, ma una volta finito il cubo c’ho ripensato perché avevo paura che col tempo e le vibrazioni, si sbriciolasse. Mazza e distrutto tutto.
Allora ho optato per una struttura in scatolari di ferro da 150x150 e sopra una lastra di marmo da 800x800x100 nella quale affogare dei dadi con i quali serrare la struttura della cnc.

STRUTTURA CNC
Niente profilati. Tutte piastre di alluminio pieno e ferro. L’unica lavorazione che mi faccio fare in un’officina di precisione, oltre la tornitura delle viti, è la realizzazione di due canali perfettamente complanari e paralleli sui piatti in ferro della piastra grande. I canali saranno l’appoggio per le guide che poi serviranno come riferimento per la messa in squadro degli altri assi.
La colonna Z sarà costituita da una piastra in alu avvitata su uno scatolare in ferro 200x100 che poi eventualmente riempirò di cemento. Ai lati ci saranno delle piastre di ferro da 10mm per aumentare rigidezza e regolare la perpendicolarità con XY.

MECCANICA
Guide da 25 Hiwin con 4 pattini a rulli per asse e viti Hiwin da 20/05 grado C5.
4 asse: riduttore planetario 1:5 con inserito un colletto ER40 come mandrino di precisione

ELETTRONICA
Motori Sanyo Denky da 7 Nm e driver Leadshine. per adesso UC100 con UCcnc
I motori sono gli stessi che monto sulle altre due cnc ( da 7Nm sul router, da 3,6 Nm su quella a ponte fisso). Inizialmente mi ero fatto tentare da motori servo, ma sinceramente, data la mia scarsa conoscenza e dato che la devo finire in fretta e farla lavorare, non volevo impazzire per il settaggio. D’altro canto con questi motori stepper attacchi il cavo e iniziano a lavorare; non ho mai avuto problemi di precisione o perdita di passi. Quindi anche prenderli a loop chiuso, secondo me, non avrebbe avuto senso; basta non spingersi oltre il limite e vanno benissimo.

ELETTROMANDRINO
Ad acqua cinese da 3 Kw e inverter Toshiba

Per adesso mi fermo qui. Sono in fase di lavorazione piastre, forature e filettature, e pezzi vari.
A presto. Ciao
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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da Fiveaxis » mercoledì 5 giugno 2019, 18:59

Non so che budget hai a disposizione ma questa, se ancora disponibile, non sarebbe male: cambio utensile a 6 posizioni, guide piane/coda di rondine rettificate "di fresco" (più lente ma molto più rigide di quelle a rulli!); cono mandrino rettificato...
Senza nulla togliere al tuo progetto, con la Cortini BF400, nell'ambito delle sue dimensioni, ci fresi "seriamente"! :mrgreen:
La macchina conta...ma la differenza la fa il "manico"!

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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da arm » mercoledì 5 giugno 2019, 19:30

A dire il vero sono stato combattuto fino all'ultimo per un usato così ( a parte che quello è stato già venduto). Ma, come già detto ho fretta e non mi voglio imbattere in interventi di sostituzione o modifica di parti meccaniche o elettroniche di macchine professionale che, ahimè, ho visto solo in fiera; purtroppo abito in una zona dove le officine di precisione a cui chiedere assistenza si trovano con il lanternino... Con l'autocostruzione so dove inizio e so dove finisco e se in futuro ho un problema, come è già capitato altre volte, posso intervenire da me in poco tempo.
Per gli oggetti che lavoro non servono tolleranze centesimali.
Ormai ho già tutto, a parte le lavorazioni su viti e piastre; il budget iniziale era di 4000 sforato di 500/600 per il basamento e il piano di marmo.
grazie per l'informazione
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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da Junior73 » giovedì 6 giugno 2019, 9:12

Ti stai costruendo praticamente una macchina a misura delle lavorazioni di cui hai bisogno. Metterei "più massa" sulla colonna aumentando la distanza dalle guide della stessa. So che pensi si fare passate leggere e veloci ma le lavorazioni potrebbero cambiare nel tempo.

Sei sicuro che il mandrino cinese regga un tale lavoro?

Ti metto un immagine dell'idea che avevo per una macchina in cemento con struttura simile usando sempre lo stesso cassero per tutti i pezzi (gambe piano , colonna) su cui poi collegare piastre in ferro come nella tua....non so se ti può servire a qualcosa. Un barbecue per il giardino ci esce di sicuro!!! :mrgreen:

Saluti
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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da arm » giovedì 6 giugno 2019, 10:02

Ciao, ehm, non sono sicuro di niente; come al solito vado ad occhiometro e poi mi adeguo….. :mrgreen: Si, sembra un barbecue!
A parte le battute; la nuova cnc nasce come alternativa alle altre 2 per lavorare alluminio in maniera più veloce a cui però si aggiungeranno lavorazioni su acciaio. Le lavorazioni che intendo farci sono in generale rilievi 3d di altezza 15/20 mm su 3 assi, niente forature o spianature o altre lavorazioni gravose; il grezzo me lo forniscono già spianato e rettificato. In fin dei conti non sono un fresatore terzista, ma un modellatore 3d che fornisce, nel caso, un prototipo o direttamente lo stampino.
Inizialmente volevo metterci un elettromandrino tipo Bf20 o similari, ovvero motore collegato ad un albero, pochi giri e molta coppia, ma questo mi limita poi le lavorazioni di finitura dove uso frese da 1 mm, o anche meno, e mi servono velocità più alte.
Il cinese da 3kw è stato scelto come soluzione poco costosa che mi consenta inizialmente di lavorare a bassi giri (con frese da 6 mm) con coppia sicuramente superiore di quello da 1,5, ma anche a velocità più alte per la finitura. Poi vedremo.
Quelli da 1,5 kw ormai lavorano da qualche anno, maltrattati non poco, tipo aver dimenticato per un’oretta di accendere la pompa dell’acqua :oops: e varie collisioni, e fanno ancora il loro lavoro.
Arrivati tutti i componenti, farò un po’ di foto.
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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da Junior73 » giovedì 6 giugno 2019, 10:46

Inizialmente volevo metterci un elettromandrino tipo Bf20 o similari, ovvero motore collegato ad un albero, pochi giri e molta coppia, ma questo mi limita poi le lavorazioni di finitura dove uso frese da 1 mm, o anche meno, e mi servono velocità più alte
Capito Arm....comunque ho visto aggiungere alle Bf20 mandrini cinesi di lato. Un asse Z largo ti consente di avere due mandrini (motore + rimando e mandrino ad alti giri) pur perdendo area di lavoro. In ogni caso stai indirizzando la macchina verso ciò che realmente ti serve.
A livello strutturale mi son sempre piaciute queste macchine con la colonna verticale per la loro robustezza etc ...a frenarmi è stata sempre l'area di lavoro davvero troppo piccola per gli altri materiali (legno , plastica etc).

Ricordo di aver visto la versione a 3kw del mandrino (mi pare Er25 dimaetro 100mm) impermeabile con coppia massima a partire dai 12mila che di solito Powace/rattm motor vendono nella versione classica Er20 2,2kw (ti metto la foto)

Comunicaci man mano i costi sostenuti per i vari componenti e dove l'hai presi....può essere di aiuto a molti...

Saluti
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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da torn24 » giovedì 6 giugno 2019, 10:51

Ciao! Bisognerebbe valutare costi e alternative :D Mi viene una riflessione da fare e poi valutare...Il progetto della tua macchina è molto simile a un trapano fresa cnc, c'è un utente che ha acquistato un trapano fresa cnc "fatto di serie" ad un prezzo di qualche migliaia di euro "4000-5000", esiste la BF20 che può essere trasformata in cnc senza andare a fare modifiche meccaniche alla struttura, a differenza di t044 fervi in cui occorre fresare la struttura. Se si deve lavorare ad alta velocità pensare a un cambio di testa della bf20, dove si può montare la testa standard o un elettromandrino per l'alta velocità.
CIAO A TUTTI !

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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da arm » giovedì 6 giugno 2019, 11:22

Si, un’alternativa sarebbe quella di mettere entrambi; la piastra Z è larga sui 220 mm. Dovrebbero stare entrambi contemporanemente; prima sgrosso, poi finitura. Cambio pezzo e ricomincio.

Bf20 e similari le ho scartate perché non mi piace l’idea dei lardoni; volevo le guide a ricircolo. Penso che, se lavori veloce, durino meno e le devi registrare; quelle a ricircolo le monti e di dimentichi di averle. Boh, forse è una mia fissa, anche perché le Tormach americane sono su lardoni e lavorano bene, a quanto si vede nei video anche a velocità da "alluminio".
Avevo visto la Wabeco (https://www.wabeco-remscheid.de/catalog ... d/394/?p=3), simil BF, con guide a ricircolo, ma la versione cnc costa oltre 10.000€ e la struttura mi sembra un po’ esile.
un'altra che non mi dispiaceva è la Skyfire (http://www.skyfirecnc.com/Machines.asp), dalla Cina, ma con componenti di tutto rispetto. Ne stanno vendendo diverse in America come alternativa alla Tormach. ma anche li il costo supera i 10.000
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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da Fiveaxis » giovedì 6 giugno 2019, 11:54

Con i motori passo-passo di sicuro gli assi non raggiungono velocità che possano impensierire le guide con i lardoni!
La stessa Cortini M300A o BF400 avevano guide a coda di rondine o piane con lardoni e montavano motori brushless Fanuc.

Va capito cosa si intende per veloce e lento...Se per veloce intendi ciò che si ha su una macchina professionale da produzione dove arrivi anche a 60 m/min...Bhè, lì le guide a ricircolo di sfere sono obbligatorie. Se invece ti "accontenti" di avere 20-25 m/min, le guide piane possono tranquillamente essere utilizzate..Con soddisfazione direi io! :mrgreen: Perchè, ques'ultimo tipo di guida è decisamente più rigida. L'unico accorgimento è quello di avere un impianto di lubrificazione ad olio automatizzato.

Fatta la considerazione sopra, concordo con Torn24, l'ipotesi di cnczzare un trapano fresa a me pare più che sensata; tuttavia se sei già a metà dell'opera...Bhè, tieni queste considerazioni buone per la prossima fresatrice che realizzerai!...Magari in resina epossidica! :mrgreen: :lol:
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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da Xan83 » giovedì 6 giugno 2019, 12:03

Ciao,

se vuoi dare un occhiata anche alla Syil (sul web ne ho letto meglio rispetto a skyfire) https://www.syil.com/personal-cnc-mill.
C'e' un sistema di quotazione automatica che ti permette di ottenere un preventivo in pochi secondi.
Se ti va bene una macchina "aperta" con stepper e mach3 , ma con un mandrino BT30 a cinghia da 10k giri, dovresti stare sui 8500E.

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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da arm » giovedì 6 giugno 2019, 12:22

Ciao, si però devi aggiungere iva, trasporto e tasse doganali.
Ho già comprato tutto, il progetto ormai è quello.

No la prossima non sarà in resina epossidica, sarà così
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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da Junior73 » giovedì 6 giugno 2019, 13:09

Si potresti montare le frese fisse sui i due mandrini e fare le lavorazioni ripetute senza cambiar più utensile. La distanza tra i due centri la gestisci facilmente anche tramite cam .
Lo stile Bf20 permette facilmente di avere (o costruirsi) un mandrino da motorizzare e allocare il motore sopra lo Z. E' un problema che sento da tempo ma sul mio asse Z non posso montare un normale motore ad induzione per motorizzare il rimando e avere contemporaneamente l'altro mandrino ad alti giri ...le ho pensate tutte ...in ordine sparso :

- Non esistono mandrini cinesi che hanno una coppia elevata già a bassi giri per carichi assiali e radiali adatti sia a forature che fresature su alluminio ferro acciaio etc
Riduttori meccanici che mantengano in asse (più o meno ) un normale mandrino non ne ho visti tranne quelli epicicloidali ma non credo che accettino alti giri in entrata o stress da fresatura foratura.
- Ad uno stepper nema 34 (lo faccio con il 23) è facile applicare un rimando compatto ma poi ci fori ma non ci fresi (poca coppia ad alti giri). Se inizi a guardare servo i prezzi salgono moltissimo
- Di motori a spazzole (con tutti i loro limiti di funzionamento) che per la loro forma ci si possa aggiungere facilmente un rimando compatto sullo stile dello stepper non ce ne sono .
Si passa dai miscelatori per malta (pochi giri per la fresatura ma ok per la foratura) ai levigatori da parete...ma pare che non ci sia niente di compatto facilmente adattabile.

-Neanche prendere un mandrino cinese con l'idea di usarlo finchè dura ......dubito che possa forare a 500-1000 giri con punte hss (dia da 6 fino a 10mm)ferro acciao etc...


In sostanza non sottovaluterei il fatto di avere due motori ..... :) ....

Saluti

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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da Fiveaxis » giovedì 6 giugno 2019, 13:31

@ Junior
Se ho capito bene, Arm sta costruendo una CNC per fresare stampini in alluminio e acciaio con frese relativamente piccole (D6 in giù). E' lavoro di fresatura 3D quindi passate leggere e veloci. (la corretta strategia di fresatura di superfici!).
A che gli serve complicarsi la vita con un doppio mandrino per poter forare con punte in HSS l'acciaio?

@Arm
riguardando il tuo disegno mi permetto di fare un'osservazione: va benissimo la squadretta frontale alla base della colonna: ecco, io repplicherei lo stesso accorgimento anche ai lati. :wink:
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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da Junior73 » giovedì 6 giugno 2019, 13:47

Ciao Five,
erano considerazioni personali su mie esigenze di fare spesso piastre in ferro (8-10mm di spessore in media) con fori o profilare qualche lamiera a forma. Nel caso di Arm non è indispensabile ma potrebbe capitare di fare cose diverse dagli stampini . Forse noi hobbisti facciamo cose molto diverse tra loro e non prodotti specifici e quindi abbiamo bisogno di più flessibilità possibile nelle lavorazioni. E' un punto di vista diverso da voi che lavorate nel settore.

@arm

Ma se applichi il 3kw alla struttura che usi ora (mi pare che era di profilati a ponte fisso) la macchina vibra o preferisci avere una seconda cnc per aumentare la produzione?

Saluti

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Re: Fresatrice verticale CNC

Messaggio da arm » venerdì 7 giugno 2019, 0:05

@ Fiveaxis
Ogni consiglio e osservazione sono ben accetti. La rigidità della colonna è la parte che mi da più pensiero; in realtà il disegno non è completo perchè mi serve per capire ingombri e preparare le foratura. In corso d'opera aggiungerò varie componenti. La piastra verticale azzurra, fissata allo scatolare, verrà imbullonata lungo i fianchi verticali a due piatti di ferro da 10 mm larghi 200 che a loro volta saranno imbullonati alla piastra orizzontale sotto allo scatolare; questo oltre a irrobustire, mi dovrebbe garantire (spero), il mantenimento della perpendicolarità della Z rispetto a xy.
Inoltre, come consigli, sul piano di marmo saranno affogati dei bulloni che userò per inserire delle squadre laterali. Se poi non basta, per irrigidire la parte alta, aggiungerò delle traverse per ancorarla alla base di marmo o al telaio del basamento.

@ junior73
Il 3 Kw lo monterò sulla nuova; le altre 2 le lascio così come sono (1,5 kw).
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