Konstruktion des Frästischs

Übersicht Frästisch¶

Der Frästisch ist quasi das Fundament, auf dem die Fräse aufgebaut ist.

Bestandteile des Frästischs¶

Seitenteile aus 180 x 90 Aluminiumprofilen
Querstreben aus 90 x 45 Aluminiumprofilen
Verbindungswinkel zur Verbindung von Seitenteilen und Querstreben
Front- und Rückplatte als CNC Frästeile
Linearschienen
Kugelumlaufspindeln mit Lagern

Konstruktionsparameter¶

Größe des Frästisches¶

Für die Größe des Tisches waren bei mir 2 Kriterien ausschlaggebend

Die maximale Breite und Höhe des Werkstücks das ich bearbeiten wollte
Die Kosten für die Materialien zum Bau des Tisches

Ziel war es für mich, dass ich 1m x 1m große Werkstücke bearbeiten kann - daraus ergab sich dann die Auslegung der Bauteile.

Konstruktion des Frästisches¶

Seitenteile¶

Bei der Konstruktion habe ich mit den Seitenteilen angefangen. Diese bestehen aus 180 x 90 mm Aluminiumprofilen. Unter Fusion Tipps & Tricks zeige ich, wie aus der Querschnittszeichnung der Profile 3D Bauteile in Fusion erstellt werden können.

Querstreben¶

Bei den Querstreben bin ich gleich vorgegangen wie bei den Seitenteilen, nur sind die Profile dieses mal nur 45 x 90 mm im Querschnitt.

Die Querstreben werden dann an den Seitenteilen ausgerichtet und mit Hilfe von Joints in Fusion verbunden. Anschliessend hab ich die Verbindungswinkel als fertige Bauteile importiert, an Seitenteilen und Querstreben ausgerichtet und mit Joints verbunden:

Linearführungen¶

Ich habe an allen 3 Achsen 25mm breite Linearführungen verwendet. Die entsprechenden 3D-Modelle habe ich auf der Webseite von Kamp & Kötter heruntergeladen und in Fusion importiert. Anschliessend hab ich die Führungen an der zweitobersten Nut am Aluprofil ausgerichtet und mit Joints verbunden:

Die Führungen werden mithilfe von M6x25 Schrauben und M6 Nutensteinen mit dem Aluminiumprofil verschraubt.

Front- und Rückplatte¶

Die Front- und Rückplatte dient zur Ausrichtung und Versteifung des Frästischs. Ausserdem werden daran

die Schrittmotoren
die Lager für die Kugelumlaufspindeln befestigt.

Im Gegensatz zu den bisherigen Bauteilen handelt es sich bei der Front- und Rückplatte um Maßanfertigungen für meine Fräse. D.h. die Bauteile wurden komplett in CAD entworfen und anschließend gefertigt.

Für die Konstruktion der Teile waren folgende Parameter ausschlaggebend:

Grösse der Schrittmotoren (in meinem Fall Nema 34)
Position der Nuten in den Aluprofilen
Position der Gewindelöcher in den Aluprofilen
Maße der Lager für die Kugelumlaufspindeln

Im ersten Schritt wird eine Zeichnung (Sketch) auf der Stirn- (und später auf der Rückseite) des Frästischs erstellt:

Durchmesser für Schrauben Löcher

Bei der Konstruktion der Frontplatte kam zum ersten mal das Problem der Bohrung für Schraubenlöcher auf, dabei ist die Frage, wieviel Spiel um den Durchmesser der Schraube gegeben werden soll, so dass bei der Montage etwas "Luft" für Ausgleich ist. Ich habe mich anfangs für 0.5 mm Zugabe entschieden, was sich beim Aufbau als sehr knapp erwiesen hat. Gerade für die M12 Bohrungen für die Verschraubung der Frontplatte mit den Seitenteilen würde ich im Nachhinein eher 1 mm Spielraum lassen.

Diese Zeichnung wird dann auf die entsprechende Dicke der Frontplatte extrudiert (in meinem Fall 20mm):

Anschliessend habe ich in einer zweiten Zeichnung die Senklöcher für die Schraubenköpfe gezeichnet und mit "Cut" als Extrude Operation "ausgeschnitten":

Nachdem das Loselager auf der Frontplatte ausgerichtet war, konnten die Borhlöcher in einer weiteren Zeichnung an der Frontplatte abgetragen werden und entsprechend mit der selben Extrude Operation "Cut" in die Frontplatte "gebohrt" werden:

Durchgangslöcher vs. Sacklöcher

Beim Bohren von Löchern für Gewinde (wie im Fall der Schraublöcher für das Flanschlager) unterscheidet man zwischen "Sacklochgewinden" und "Durchgangsgewinden". Bei Sacklochgewinden endet das Gewinde im Material, bei Durchgangsgewinden wird es komplett durch das Material durchgeschnitten. Sacklochgewinde sind schwerer zu schneiden (weil die Schneidespäne nicht so leicht aus dem Loch rauskommen) und wenn möglich zu vermeiden. Ich habe wann immer möglich die Gewindebohrungen als Durchgangsgewinde ausgelegt.

Kugelumlaufspindeln und Lagerung¶

coming soon

Motorträger¶

coming soon