какъв размер алуминиева екструзия за cnc?
Изграждането на CNC машина с алуминиева екструзия изглежда като проста стъпка. Много любители избират произволна екструзия и започват да строят. Резултатът често се клати, огъва или не е точен.
За изработването на солидна CNC рамка ви е необходим алуминиев екструдиран материал с достатъчен размер на напречното сечение и дебелина на стената. Типичните варианти варират от 20×20 mm (за мини машини) до 45×90 mm или по-големи (за машини за тежко натоварване).
Продължете да четете, за да разберете кои профили са подходящи, какво е значението на твърдостта, как да изберете размера и как да добавите укрепващи елементи, когато е необходимо.
Кои профили поддържат рамки с ЦПУ?
Малките машини с ЦПУ, като настолни фрези или лазерни резачки, не се нуждаят от много голям екструдер. По-големите машини, като фрезови или фрезови маси, се нуждаят от тежки и твърди профили.
Профили с размери от 20×20 мм и 20×40 мм до 40×40 мм са обичайни за леки рамки с ЦПУ. За по-големи или по-тежки конструкции профилите с размери 40×80 mm или 45×90 mm предлагат здравина и стабилност.
При избора на екструдиране за рамки с ЦПУ формата на профила и дизайнът на слота също са от значение. Екструдерите с Т-образен прорез се използват широко, тъй като позволяват лесен монтаж на линейни релси, двигатели и плочи. За малки настолни CNC машини Т-образен прорез с размери 20×40 mm или 30×30 mm е подходящ. За средни конструкции 40×40 mm осигурява по-голяма твърдост. За големи конструкции - особено за фрези с ЦПУ или фрези, работещи с тежки инструменти - 40×80 mm, 45×90 mm или дори правоъгълни профили по поръчка са по-добри.
Тук са описани най-често срещаните профили за екструдиране на CNC-рамки и техните типични приложения:
| Размер на профила (mm) | Тип слот | Типична употреба |
|---|---|---|
| 20×20 | Мини T-слот | Малки машини за леко натоварване, 3D принтери |
| 20×40 / 30×30 | Т-образен прорез | Компактни CNC фрези, лазерни режещи машини |
| 40×40 | Стандартен Т-образен прорез | Хоби CNC фрези, малки фрези |
| 40×80 / 45×90 | Тежък Т-образен прорез | Големи CNC фрези, фрези, портални машини |
Ако изберете твърде малък профил, огъването на машината става проблем. Ако изберете твърде голям профил, разходите за материали и теглото се увеличават, а монтажът става обемист.
Изборът на правилния размер на профила зависи от размера на машината, очакваното натоварване и необходимата точност.
Екструдирането с Т-образен прорез между 20×40 mm и 40×40 mm е достатъчно за малки и средни фрези с ЦПУ.Истински
Тези профили могат да поддържат леки рамки и обичайни натоварвания без прекомерно огъване.
Използването на екструзия с размери само 20×20 мм за голям CNC рутер осигурява стабилност.Фалшив
Профилите с размери 20×20 мм са твърде слаби за тежки натоварвания и се огъват при натоварване, което намалява точността.
Защо твърдостта е от решаващо значение за конструкциите с ЦПУ?
Машините с ЦПУ се отличават с прецизност. Рамката не трябва да се огъва или усуква дори при натоварване. Ако това се случи, срезовете ще се объркат и частите няма да съвпаднат.
Твърдата рама предотвратява вибрациите, поддържа подравняването при натоварване и осигурява постоянна прецизност - без твърдост машината с ЦПУ бързо губи точността си.
Твърдостта е от значение, тъй като машините с ЦПУ упражняват сили: двигателите натискат шпинделите, инструментите режат материали и се движат по осите. Ако рамката се огъне, траекторията на инструмента се отклонява. Това води до клатене, неравномерни срезове или изместване. Дори малки отклонения - няколко десети от милиметъра - могат да нарушат прецизността.
Алуминиевата екструзия е куха. Кухите профили са по-леки, но се огъват повече от плътния метал. Ето защо размерът на екструдирания материал и дебелината на стената са от значение. По-голямото напречно сечение осигурява по-голяма твърдост. Но това не е само размерът. Начинът на сглобяване на рамката влияе върху твърдостта. Ако съединенията са хлабави или скобите са слаби, цялата рамка отслабва. Заварените стоманени рамки често са много твърди, но екструдираните рамки разчитат на плътни съединения и много свързващи профили.
В конструкциите с ЦПУ често се добавят клинове, ъглови скоби или диагонални скоби, за да се намали огъването. Може също така да добавите плочи или дебели елементи в точките на напрежение. Това помага за разпределяне на натоварването и поддържане на стабилността на рамката при динамично натоварване.
Контролът на вибрациите също е от значение. Без твърдост вибрациите се натрупват по време на рязане. Това се отразява на обработката, намалява живота на инструмента и дори може да доведе до повреда на детайлите. При рязане на метали или тежко дърво твърдостта е от особено значение.
Затова изборът на алуминиева екструзия не е достатъчен. Трябва да проектирате геометрията на рамката, за да издържи на натоварванията. Трябва да подсилите връзките. Трябва да се избягват дълги неподдържани разстояния.
Рамката с ЦПУ, изградена от кухи алуминиеви профили, трябва да използва големи напречни сечения или укрепвания, за да се осигури твърдост.Истински
Кухите секции се огъват лесно при натоварване; по-големите или подсилени секции са устойчиви на огъване и вибрации.
Ако частите на рамката са здраво закрепени с болтове, дори малките екструдирани профили ще останат твърди при тежки CNC натоварвания.Фалшив
Стегнатите болтове помагат, но малките профили продължават да се огъват при натоварване; размерът и дебелината са от значение за твърдостта.
Как да изберем правилния размер на екструдиране?
Изборът на правилния размер на екструдера зависи от площта на машината, очакваното натоварване и необходимата точност. Това е отчасти изкуство и отчасти инженерство.
Изборът на размера на екструдиране се основава на това колко голяма и тежка ще бъде машината, какво е натоварването или силата на рязане, с която се сблъсква машината, и колко прецизен трябва да бъде резултатът.
Първо, разгледайте типа на машината. Малките настолни фрези с ЦПУ или 3D принтери се движат с леки материали и малки сили. За това може да са достатъчни екструдиращи материали с размери 20×40 mm или 30×30 mm. Ако планирате по-тежки материали или дълги разстояния - например портален рутер с размери 1000 mm на 600 mm - 40×40 mm или 40×80 mm са по-безопасни.
Второ, вземете предвид натоварването и силата на рязане. При рязане на дърво или пластмаса силите са умерени. При металите натоварванията са по-големи. По-големите натоварвания изискват по-дебел и по-твърд екструдиран материал. Също така, ако планирате да монтирате тежки линейни релси или вертикални опори, се нуждаете от здрави профили.
Ето една ориентировъчна таблица:
| Тип машина / Случай на употреба | Препоръчителен минимален размер на профила |
|---|---|
| Малък настолен рутер / 3D принтер | 20×40 мм, 30×30 мм |
| Среден рутер (дърво, лек метал) | 40×40 мм |
| Голям рутер или лека фреза (портална) | 40×80 мм, 45×90 мм |
| Тежка мелница / рязане на метал | 45×90 мм или екструзия с дебелина по поръчка |
Помислете и за дебелината на стената. Много доставчици на екструдиране предлагат дебелина на стената 1,5-2,0 мм за леки профили и 3-4 мм или повече за тежки профили. По-дебелите стени са устойчиви на огъване и държат болтовете по-здраво, без да се деформират.
Друг фактор е методът на сглобяване. Напълно заварената рамка (ако заварявате алуминий) е по-твърда от сглобяването с болтове. Но повечето конструктори с ЦПУ използват рамки с Т-образен шлиц с болтове. В този случай използвайте припокриване, клинове и по-дълги подпори.
На етапа на проектиране направете скица на рамката. Отбележете дългите неподдържани разстояния, големите вертикални натоварвания и точките на напрежение. Използвайте по-големи профили или добавете скоби в тези точки. Ако не сте сигурни, увеличете размера с един размер - малко допълнителни разходи дават големи ползи по отношение на твърдостта и дълготрайността.
Ако вашата машина с ЦПУ има легло с размери, по-големи от 600 mm на 400 mm, екструдирането с размери 40 × 40 mm често е абсолютен минимум.Истински
По-големият размер на леглото се нуждае от по-здрава конструкция, която да издържи дълги разстояния и сили на инструмента без огъване.
Използването на извънгабаритна екструзия винаги гарантира перфектна твърдост без необходимост от усилване.Фалшив
Дори големи екструдирани изделия могат да се огъват или усукват, ако конструкцията на рамката и връзките на съединенията са слаби или лошо подредени.
Могат ли усилванията да подобрят твърдостта?
Да. Усилването може да направи кухата рамка много по-здрава. Скобите, плочите и допълнителните опори превръщат основната екструзионна рамка в твърда структура.
Добавянето на укрепващи елементи, като диагонални скоби, клинове, по-дебели плочи или допълнителни опори, подобрява коравината, намалява огъването и повишава точността - дори при средно големи профили.
Кухите профили се огъват, защото стените им са тънки и празни отвътре. Не можете лесно да промените дебелината на стените, след като сте закупили екструдера. Но можете да подсилите структурата:
- Добавяне на клиновидни плочи в ъглите. Често конструкторите на CNC използват триъгълни плочи, закрепени с болтове през ъглите. Това предотвратява усукването при странични натоварвания.
- Използвайте диагонални скоби на дълги разстояния. Ако рамката ви е широка или дълга, добавянето на диагонални пръти намалява огъването.
- Вмъкване на метални плочи или дебели алуминиеви плочи във фугите или точките на натоварване. За вертикални колони или колони, които поддържат тежест, поставете плътна плоча или дебел профил отвътре или отвън на рамката.
- Използвайте стени с двойна екструзия: подреждането на две екструзии една до друга и свързването им с болтове увеличава твърдостта.
- Добавяне на носещи греди или релси при дълги разстояния. При дългите портални фрези гредата под леглото намалява провисването.
- За тежки машини помислете за хибридни рамки: комбинирайте екструдиране със заварени стоманени вложки или тежки плочи.
Благодарение на тези усилвания конструкцията се държи по-скоро като здрава рамка. Те намаляват вибрациите по време на рязане. Те подобряват повторяемостта. Удължават живота на машината. Помагат, ако планирате надграждане по-късно - например преминаване към тежка фреза или фрезова глава.
Един от компромисите е цената и теглото. Усилванията изискват повече материал, повече болтове и повече работа по сглобяването. Но тези разходи са малки в сравнение с ползата: стабилен и точен CNC.
Друг компромис е сложността. Повече части означават повече усилия за сглобяване и повече проверки за подравняване. Но ако държите на прецизността, това си заслужава.
Укрепванията също помагат за разпределяне на напрежението. Без тях болтовете в ъглите понасят най-голямото напрежение. С укрепванията напрежението се разпределя по цялата рамка. Това намалява износването и разхлабването с течение на времето.
Добавянето на ъглови клинове и диагонални скоби значително увеличава коравината на рамката дори при средни размери на екструдиране.Истински
Опорите намаляват движението и разпределят натоварванията, като ограничават огъването и подобряват твърдостта.
След като използвате дебел екструдиран материал, допълнителните укрепвания са излишни.Фалшив
Дори дебелата екструзия може да се огъне при неравномерни натоварвания или дълги разстояния; подсилванията все пак подобряват стабилността и точността.
Заключение
Изборът на правилния размер и тип алуминиева екструзия е от ключово значение за успеха на CNC. По-малките профили са подходящи за леки машини. Тежките или големите CNC конструкции изискват по-големи екструдери с подходяща дебелина на стената. Твърдостта е от значение. Усилванията подобряват здравината и прецизността, когато е необходимо. Планирайте внимателно - добрата рамка означава точни, стабилни и дълготрайни машини с ЦПУ.
