(01) CNC-Fräse bauen

Fragen zur Z-Achse

Mein Blog dient auch dazu, Fragen, die ich immer wieder per Email und PN bekomme, für alle zugänglich zu machen. Für mich hat das den Vorteil, dass ich den Blog nur einmal füttern muss und daher nicht ein- und diesselben Mails oftmals neu schreiben muss.

Die neuesten Fragen stammen von heute und betreffen die Z-Einheit – ich verweise ausdrücklich dazu auf meinen Beitrag „Z-Einheit, die tragende Kraft der ganzen Fräse“ vom 11.02.2012 und beantworte hier lediglich die konkreten Wünsche.

Hat die kleine Platte auf der der Wagen für die Z-Achse montiert ist wegen der Montage bei zusammenbau dazugekommen. Ich vermute sonst kann man die lange Grundplatte der Z-Achse nicht an den Wagen der X-Achse schrauben. liege ich mit dieser Vermutung richtig ?

IMG_4728 (Small)

Ja, Deine Vermutung ist richtig. Irgenwie muss man ja zu all den Schrauben dazukommen. Beim Vorbild der Henriette, der P2 von mixware.de, ist das besser gelöst, da wird ein Wagen mit Flanschen verwendet. Das hatte ich aber erst bemerkt, nachdem ich meine Linearführungen samt Wagen schon gekauft hatte. Wie man hier genau sehen kann, hat der Wagen mit den Flaschen durchgehende Befestigungslöcher, daher kann man ihn von beiden Seiten montieren:

 

 Wagen mit Flansch

Wagen ohne Flansch

 Wagen mit Flansch

 Wagen ohne Flansch

 

Wie hoch ist denn die Z-Achse gesamt ?

Die Z-Achse hat mehrere Höhen. Die Fräserspitze über der Aufspannplatte hat einen maximalen Abstand von etwa 130mm. Diesen Wert kann ich durch einen Umbau der vorderen von drei Platten der Z-Einheit theoretisch verändern, das war aber bisher nicht notwendig. Die Höhe der gesamten Fräse wird natürlich auch im Wesentlichen durch die Z-Einheit bestimmt, da diese den höchsten Teil der Fräse darstellt. Die Entfernung von der Fräsenunterkante (Aufstellfläche bzw. Werkbank) bis zur Oberkante der Schrittmotorhalterung beträgt 835mm.  Die restlichen Maße der Z-Einheit entnehmt Ihr bitte den beiliegenden Grafiken:

 Maße Z 00 (Mobile)

Maße Z 01 (Mobile) Maße Z 02 (Mobile) Maße Z 03 (Mobile) Maße Z 04 (Mobile) Maße Z 05 (Mobile) Maße Z 06 (Mobile)

 

10 Gedanken zu „Fragen zur Z-Achse

  • Michael Drosihn

    Hallo Heini,
    irgendwie gibt es doch eine Gedankenübertragung.
    Wie gesagt ich baue fast die gleiche Fräse.
    Eine Frage:
    wie hast du die Kühlung eingebunden.
    Wenn man mit den Computerfreaks mitgeht ist alles ziemlich teuer.
    Ich wollte eigentlich eine Eheim- Tauchpumpe benutzen und dann einen 10l Eimer zur Abkühlung.
    Eleganter sind ja die Eheim Pumpen dann Radiatoren mit 120 Lüfter und Ausgleichsbehälter aber da ist man schnell bei 200,00€
    Da ich nicht weiß wie die tatsächlichen Bedingungen im CNC „Dauerbetrieb“ sind (Temperatur)
    wäre ich über eine Info dankbar.
    Die Schmidt Oberfläch habe ich jetzt auch nicht übel sprach der Dübel!!!!!!!!
    Viele Grüße
    Michael

  • Admin

    Hallo Michael!

    Fräsenbau: Naja, dieser Typ von Portalfräse hat sich halt schon lange sehr bewährt und hat eine enorme Steifigkeit bei sehr genauen Fräsergebnissen. Da ist es schon gut, dass Du Dich an diese Art hältst und keine Experimente als Designer riskierst 🙂

    Doch nun zur Kühlung – die Kühlung für meine Chinafrässpindel besteht aus:

    + durchsichtigen, nicht gefärbten Schläuchen von Hornbach
    + 2 kurzen Stücken dickerer Schläuche von Hornbach, die mit Schellen zusammengeschraubt sind, um den Durchmesser der Eheimpumpe zu erreichen (Tipp: Hornbach verkauft auch Stückchen mit 10cm!)
    + einer Eheimpumpe um ca. € 13,00 (die Compact 300?)
    + einem 20l-Kanister vom Baumarkt, darinnen sind etwa
    + 15 Liter destilliertes Wasser
    + in diesem ist Autokühlerfrostschutz, weil ich den gerade daheim hatte, der war schön rosa (ca. 0,5 Liter)
    + in diesem ist dann noch 1 Fläschchen Schultinte, damit ich besser sehe, ob er Schlauch gefüllt oder leer ist
    + ein kleines Digitalthermometer aus Hongkong mit 3 Meter Kabel und Temperaturfühlspitze, die im Kanister steckt, zeigt mir, wie warm das Kanisterwasser ist.

    Die Kühlung läuft dann anstandslos, wenn der Behälter kaum unterhalb der Fräse, noch besser, gleichauf, steht. Die Schläuche sind ja sehr lang, weil sie durch 2 Schleppketten müssen. In den ersten Tagen hat die Pumpe oft Mätzchen gemacht, weil sie nicht immer angelaufen ist. Die Ursache waren noch kaum sichtbare Grate auf dem Schaufelrad, das hat sich von selbst eingeschliffen, seitdem machte sie nie wieder Probleme. Generell gilt bei Aquariumpumpen, dass sie, wenn sie erst einmal laufen, nicht mehr stehenbleiben. Somit ist ein Blick zu Fräsbeginn, ob auch Wasser im Schlauch ist, sinnvoll Deswegen nahm ich auch nicht diese dunkelgrünen Aquariumschläuche, da sieht man ja kaum etwas. Ein billiger Durchflussmesser um ca. € 20,00 wäre da eine Abhilfe.

    Meine Werkstatt hat im Winter 20 Grad mit 25% Feuchtigkeit und im Sommer 23 Grad mit 50% Feuchtigkeit. Das Wasser im Kanister hat zu Fräsbeginn meistens die gerade herrschende Raumtemperatur, steigt dann innerhalb einer Stunde auf etwa 24-25 Grad, bei hohen Belastungen in zB. Alu kann es in 60 Minuten auch schon mal 29 Grad haben. Mehr als 29 Grad hatte es noch nie.

    Ein kleiner Mangel stellte sich in meiner Schlampigkeit heraus: Einfachkeitshalber liess ich den selbstgemachten Ausschnitt im Kanister (irgendwo müssen ja die Schläuche und die Pumpe rein), offen. Die Alu- und Holzspäne flogen nicht so weit, also ok. Aber beim ersten Mal POM-fräsen flogen die Kunststoffspäne dreimal so weit und meine Kühlflüssigkeit schaute aus wie eine Reissuppe. Gottseidank hatte ich das rechtzeitig bemerkt, sonst wäre der Kühlmanten meiner Frässpindel sicher zumindest beleidigt.

    Schmidt-Oberfläche: Ich freue mich schon auf die Release v113xx, da sind einige neue Gimmicks drinnen, die ich mir gewünscht hatte und Manfred hat sie mir zugesagt.

    LG, Heini

  • Michael Drosihn

    Guten Morgen Heini,

    ich hab nochmal ein paar Fragen zur Z- Achse.
    Leider habe ich durch einen Zeichenfehler meine Schienen für die Z- Laufwagen zu kurz bestellt.
    (teueres Pech)
    Deine dürften 350mm lang sein, oder? (meine leider nur 270mm- klassisch vermessen)
    Und welchen Abstand hast du denn zwischen den beiden Wagen gewählt?
    Hast du schon mal Probleme in den Wagen mit Holzstaub gehabt? Du arbeitest ja auch mit Holz?
    Ich hatte mal einen Vertreter bei mir, der da ein bischen skeptisch war hinsichtlich keiner Abdeckung mit zB. Faltenbälge der Schienen und Wagen.
    Letzte Frage. Könntest du mir deine Z- Achse als Zeichnung im DXF Format zur Verfügung stellen? Leider bin ich nicht so firm im Konstruieren. ich schaffs blos im 2D, also klassisch.

    viele Grüße
    Michael

  • admin

    Hallo Michael!

    Also hier von der Arbeit aus kann ich Dir vorerst nur sagen, dass ich noch nie Probleme mit Staub hatte, egal ob Holz, POM, oder Aluspäne. Die Z-Einheit ist so gut wie nicht betroffen vom Späneflug. Die Führungsenden der Wagen und der Kugelmutter habe ich dick mit Fett eingeschmiert, die sind der natürliche Späneschutz. Nur ein einziges Mal hatte ich eine Riesensauerei, nämlich vor Kurzem, als ich die Alu-Aufspannplatte herstellte, ohne eine Aufspannplatte als Schutz auf der Basis zu haben. Die Reinigung war mehr Arbeit wie die Produktion. Wenn Du die Henriette genau anschaust, siehst Du auch, dass die Wagen an den Portalwangen von der Aufspannplatte verdeckt sind. Die Wagen der Y-Achse sind ebenfalls nicht sehr betroffen, die wenigen Späne werden von den Wagen und der Kugelmutter einfach weggeschoben oder enden im erwähnten Fettpolster. Hermann Möderl hat ja auch immer wieder von guten und bösen Spänen geschrieben und Holz bzw. Alu als ungefährlich angeführt. Das kann ich gerne bestätigen. Trotzdem habe ich erst vor kurzem eine Fräse gesehen (ich weiss momentan nicht, in welchem Forum), die schaut meiner Henriette ziemlich ähnlich, hat allerdings Kunststoffabdeckungen an Z und Y. Der erste Eindruck war, es handle sich um eine GP10050! Die Idee ist gut und das kostet nicht viel.

    DXF besitze ich keine, aber ich schaue mal, ob sich da etwas Vernünftiges aus den Plänen erstellen lässt. Es wird aber ein wenig dauern, da ich in den nächsten Tagen schon zu viele PNs, Mails und Wünsche zu erledigen habe, neben meinem normalen Leben 🙂

    Die Länge der Z-Schienen: Naja, dann hast Du entweder weniger Verfahrweg oder Du gibst die Wagen enger zusammen. Noch besser, ein Kompromiss aus beiden. Ich brauche sehr selten mehr wie 50-70mm Verfahrweg und wenn ich schaue, welch ein Disaster eigentlich die meisten Konstrukteure an ihren Z-Einheiten anrichten, kommt mir ohnehin das Schaudern. Zuletzt erhielt ich ein Design zum Ansehen, das waren 2 IGUS-Gleitführungen, dazu noch freitragend, etwa 400mm für Z. Da erkennt man schon beim Hinsehen, dass da der Fräser 5-10mm Spiel am Werkstück hat (und nicht nur in Alu, auch in Balsaholz). Also, was ich damit sagen will: Die meiste Zeit fräst man flach, plan, 2D oder 2,5D. Bei langen Z-Einheiten wiederum bedeutet das, dass man generell alles mit voll ausgefahrener Z-Einheit, also im ungünstigsten Stabilitätszustand, erledigt? Naja, der Zustand, wo die Z-Einheit ganz eingeschoben ist, wäre halt viel stabiler, ist aber anscheinend sehr unbeliebt bei den Hobby-Konstrukteuren. Schlaue Leute bauen sich auf der Z-Einheit mehrere Montagelöcher und können je nach Anlass diese Ungereimtheit situationsbezogen anpassen.

    Den Abstand der Wagen siehst Du ohnehin in meinem Beitrag, und zwar in diesem Foto.

    Gruß, Heini

  • Michael Drosihn

    Guten Morgen Heini,

    Ich maile nochmal betreffs deiner CAD Datei.
    Du kannst mir bitte auch die 3D Datei in deinem Format mailen.
    Ich kann sie dann selber konvertieren bzw kann ich da ein bisschen üben mit der 3 D Konstruktion.
    Dein Beitrag mit der CAD Datei deiner Fräse hat mich echt umgehauen, Fehler sind da ja fast ausgeschlossen.
    Wenn ich ein paar Jährchen jünger wäre, würde ich glatt nochmal zur Volkshochschule gehen. Die bieten ab und an solche Kurse für Auto Cad an.
    Viele Grüße
    Michael
    Ich hab übrigens Auto Cad

  • admin

    Hallo Michael!

    Also Sketchup ist ja eigentlich kein richtiges CAD-Programm und ich kann gar kein CAD (naja, ein wenig Solidworks und Inventor lerne ich gerade) 🙂 Ich wäre auch gerne ein paar Jährchen jünger (52 …) und konnte vor 2 Jahren noch gar nichts zeichnen, auch nicht mit Sketchup. Somit mein Rat: Fang einfach an damit – gerade bei Sketchup gibt es viele deutsche Youtubes für den Einstieg.

    Bei so Fräsenzeichnungen sind Fehler zwar fast ausgeschlossen, da gebe ich Dir recht, allerdings lauern die wenigen Fehler dann in den Details. Man zeichnet das CAD meistens nicht mehr zur Gänze zu Ende, „weil man das ja dann ohnehin in der Praxis an der Maschine macht“. Somit habe ich teilweise erst beim Bauen feststellen dürfen, dass sich manche Gewindelöcher gegenseitig im Wege stehen und musste anpassen. Das wäre nicht passiert, wenn ich das CAD bis zum detaillierten Ende gezeichnet hätte. Auch ist es so, dass viele Teile zugekauft werden (Fest- und Loslagerschalen, Stepperhalterungen, Kugelmuttern, Kugelgewindespindeln, usw.) und letztendlich diese Teile den Bauplan stark individuell gestalten. Manche Zukaufteile haben doch im letzten Moment andere Bemaßungen, die Bohrlöcher stimmen nicht, usw. Somit wird es nie möglich sein, „einen Plan für alle Fräsenbauer“ zu zeichnen.

    Die Sketchupdatei kann ich aus verschiedenen Gründen leider nicht aus der Hand geben, aber die DXF mache ich Dir gerne.

    LG, Heini

  • Hans-Jürgen

    Hallo Heini,
    wäre es möglich die Zeichnungen in einer höheren Auflösung einzustellen, da die Bemaßungennicht lesbar sind?
    Ich bin gerade auch dabei eine Portalfräse ähnlich der deinen, (etwas andere Grundmaße) abersonst das gleiche Prinzip aufzubauen. Da ich im CAD-Zeichnen nicht so gut bewandert bin, währe es für mich sehr hilfreich, wenn ich Anhaltspunkte für die Maße inden Zeichnungen hätte.
    Alternativ oder noch besser währe auch eine Datei (Zeichnung) im DXF.Format, da ich dieses auch öfnen kann.

    mit freundlichen Grüßen/ with kind regards

    Hans-Jürgen Bachmann

  • Heini

    Hallo Hans-Jürgen!

    Danke für Dein Interesse und Deine Antwort hier! Ich bin gerade von einem mehrtägigen Seminar heimgekommen und es warten noch mehrere andere Mails zu meinem Blog. Mein Bauplan liegt im skp-format vor und ich wollte schon lange DXF-Teile davon rauszeichnen. Auch habe ich lange überlegt, die Pläne gegen einen Unkostenbeitrag aufzulegen. Mein Zeitbudget entwickelt sich leider mehr und mehr zur „Tante aus der Tierecke“ und die Leseranfragen kosten schon viel Zeit. zum Basteln selbst komme ich kaum mehr. Ich kann Dir also nichts versprechen. Falls ich die Original-Jpgs noch finde, baue ich sie in den Blog ein. Du musst dann nur auf die Vorschaubilder, die jetzt schon da sind, klicken, um die großen Bilder zu bekommen.

    Schau halt gelegentlich, ob ich schon dazugekommen bin, ein Wochenende steht ja vor der Tür und daa Wetter entscheidet 🙂

  • Marc

    Hey ich würde sehr gerne deine skp Pläne bekommen. Natürlich gegen einen Umkostenbeitrag.
    melde dich doch mal bei mir 🙂

    Viele Grüße
    Marc

  • Servus Marc!

    Ich habe Dir ein Mail geschickt. Was den Unkostenbeitrag betrifft, so halte ich das immer so, dass jeder selbst entscheiden kann, ob und wann er meinen Spendenbutton auf der Startseite verwendet.

    Beste Grüße und viel Spaß mit den Plänen,
    Heini

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