CNC Fórum

Zdravím,
tak nějak si lámu hlavu nad jednou věcí: a to je základní poznatek v dimenzování celého stroje - frézky, a to jak velká síla(y) se mi budou přenášet do vlastní konstrukce stroje (stojan, sane, vretenik, atd..). Vycházím jednak hlavně z materiálu, který budu obrábět (hliník < 13% Si) a jakým způsobem ho budu obrábět.. To je vše důkladně spočítané pomocí pár vzorců, z kterých mi vyjde potřebný výkon a moment vřetena. Při tomto výpočtu se používá měrná řezná síla (odpor), viz. zde [SANDVIK], která se upraví pro požadovanou tloušťku třísky.. mně vychází pro zmíněný hliník něco kolem 1300 N.

Mno a otázka je, jestli se mi tato síla přenese i na další části frézky..? tedy jestli si rozumíme.. díky

jestliže na břitu nástroje nějaká síla vznikne, něco ji musí samozřejmě zachytit
neznám zadání, ale 1300 N (130 kg) je dost velká síla, 1300 N určitě nevyvolá fréza o pr. jednotek milimetrů v hliníku (pokud se při najíždění do materiálu bude točit )
mnoho konstrukcí popisovaných na tomto foru by se při zatížení 1300 N zkroutilo v řádu jednotek mm a v některých směrech možná i víc
spíš bych to viděl na nějakou logickou chybu a výsledek tak o dva řády jinde

výpočet by měl být správně, a tedy řezná síla 1300N opravdu vznikne, ale taky moje podmínky obrábění:
- fréza stopková 16mm, tří zubá
- úběr do plného, hloubka 3mm
- otáčky 18000/min, posuv na zub 0.080mm, řezná rychlost 900m/min
- posuv stolu 5m/min

toto celé dává objem materiálu cca 200 cm3/min, myslím že za takových podmínek by taková řezná síla vznikat na břitech mohla, jde mi totiž hlavně o dimenzování vedení osy Z, chtěl jsem lineáry kuličkové, ale při maximálním vyložení vřetena (200mm) bych je tím ohybovým momentem (od řezné síly) hned odrovnal. takže mi nezbude než použít vozíky a kolejnice.

EDIT: Po hození hodnot do výpočtového programu na webu fa ISCAR jsme se dostal na hodnotu řezné síly cca 1600 N/mm2, ovšem prográmek mi vyhodil další údaj, a to "spindle bending force" v hodnotě 400N, což by mohla být právě ta hledená síla.. ale jak k tomu přišli, z kterého vztahu netuším

zmenšit přenesenou sílu na vozíky/kolejnice+celou konstrukce se dá kompenzovat vhodnou roztečí a rozvorem jednotlivých vozíčku na ose,
zjednodušeně :přenos síly přes páku

v katalogu teatechnik jsou nákresy a vzorečky pro výpočet,

pro osu Z bych klidně zvolil kolejnice,díly nejsou tak velké aby se nedaly vyrobit v dané toleranci najednou ,zaškrabání a ustavení jde též snadno ,výškově a pevnostně jsou na tom lépe ,můžeš mít menší rozteč a rozvor oproti kuličkovému vedení,

jenom je neukládej do drážek,je s tím práce při ustavení,
nejlepší je celou plotnu srovnat , nechat na jednom kraji hranu a k ní přitáhnou kolejnici,viz katalog výrobců
nejlépe se člověk učí z vlastních omylů

jop toto je mi vcelku jasné, vozíky dimenzuji podle výpočtových vztahů co udává výrobce (u mě HIWIN a SKF), ale jedna podstatná věc, jak píšeš "zmenšit přenesenou sílu na vozíky", tak právě hodnotu této síly se snažím zjistit

U těch otáček nemáš navíc jednu nulu?

ne, otačky vřetena jsou 18.000, tak trošku se to blíží k HSM, jinak dělám pouze návrh, je to součást bakalářky, nikdy se to nebude vyrábět, ale musí to dávat smysl

moc o tom nevim ale mam dojem ze blizit se HSM neda
budto jedes v normalnich podminek a nebo jedes HSM kde se uplatnuje uplne jina fyzika ale nic mezi tim

Kdesi na fóru by se měl povalovat můj vzorový výpočet radiálního zatížení vřetene, bylo to podle učebnice tak to snad bude správně

edit: nebude to správně, pro HSM to funguje jinak (reálná síla u HSM bude menší než co vyjde).

robokop píše:moc o tom nevim ale mam dojem ze blizit se HSM neda
budto jedes v normalnich podminek a nebo jedes HSM kde se uplatnuje uplne jina fyzika ale nic mezi tim

dobře, tak tedy potom budu uplatňovat "normální podmínky"

prochazka píše:Kdesi na fóru by se měl povalovat můj vzorový výpočet radiálního zatížení vřetene, bylo to podle učebnice tak to snad bude správně
edit: nebude to správně, pro HSM to funguje jinak (reálná síla u HSM bude menší než co vyjde)

zkusím to pohledat, díky!

Re: Měrná řezná síla

výpočet by měl být správně, a tedy řezná síla 1300N opravdu vznikne, ale taky moje podmínky obrábění:
- fréza stopková 16mm, tří zubá
- úběr do plného, hloubka 3mm
- otáčky 18000/min, posuv na zub 0.080mm, řezná rychlost 900m/min
- posuv stolu 5m/min

toto celé dává objem materiálu cca 200 cm3/min

Zkuším to přepočítat:
Síla
1. 3 zuby tj naráz v záběru maximálně 2
2. hloubka (šířka záběru) 3mm
3. tloušťka jedné třísky (= posuv na zub zmenšený o uhel v jaké ten zub je tj. 60° x0,5) 0,08x0,5mm
4. čím menší posuv na zub tím "větší" měrná řezná síla (vliv rádiusu ostří) u "kulové" frézy je to ještě 2-3x větší ale budeme počítat válcovou čelní.
Pro hliním Kc= 350-700Mpa u tenké třísky až 3x tolik (záleží taky hodně na geometrii nástroje). Vzhledem k tomu, že asi nejde o tvrzenej hliník a budu počítat 1000 max 1500Mpa u hodně tenké třísky (spíš těch 1000).

Máme tu tedy v nejhorším případě dvě síly (na každém zubu jednu) kdy Fc1=Kc*s=1000*3*0,04=120N. Výsledná max síla co bude deformovat konstrukci bude vektorovým součtem
což u dvou vektorů pod úhlem 120° dává max výslednou složku v jedné ose zase 120N.
Max. kroutící moment pak bude 2x120x0.008=1,92NM
potřebný výkon motoru vřetene (nikoli příkon) Fc*vc/60 [W]
vc=pi x d x n/1000 = 3.14159x16x18000/1000=904m.min-1
Pef=240x904/60=3,6kW (vážně tam máš 4kW vřeteno)??
Kdyby platilo těch 1300N tak by si musel mít bajvoko 20kW vřeteno...
Co se týká toho úběru materiálu tak 5000mm.min-1x16x3=240000mm3 čili těch 240ccm
pro jistotu posuvová rychlost:
vf=fz x z x n = 0.08 x 3 x 18000 = 4320mm*min-1 (takže taky docela +-)

Pokud je ten posuv na zub nepřesně a přesnější je hodnota minutového posuvu tak vyjde ta síla asi o 15% větší jinak by to snad mělo být tak jak píšu (je už pozdě večer tak snad neudělám nějakou krpu) :0).