millise suurusega alumiinium ekstrusioon cnc jaoks?
CNC-pingi ehitamine alumiiniumist ekstrusiooniga tundub lihtsa sammuna. Paljud harrastajad valivad suvalise ekstrusiooni ja alustavad ehitamist. Tulemus sageli väriseb, paindub või ei ole täpne.
Tugeva CNC-raami ehitamiseks on vaja piisava ristlõike suuruse ja seina paksusega alumiiniumprofiili. Tüüpilised valikud ulatuvad 20×20 mm (minimasinate puhul) kuni 45×90 mm või suuremateni (raskeveokite puhul).
Lugege edasi, et näha, millised profiilid töötavad, kuidas jäikus on oluline, kuidas valida suurust ja kuidas vajadusel tugevdusi lisada.
Millised profiilid toetavad CNC-raame?
Väikesed CNC-pingid, nagu lauaarvutid või laserlõikurid, ei vaja väga suurt ekstrusiooni. Suuremad masinad, nagu freesimis- või freesimislauad, vajavad raskeid ja jäikasid profiile.
Kergete CNC-raamide puhul on levinud profiilid 20×20 mm ja 20×40 mm kuni 40×40 mm. Suuremate või raskemate konstruktsioonide puhul pakuvad tugevust ja stabiilsust 40×80 mm või 45×90 mm profiilid.
CNC-raamide jaoks ekstrusiooni valimisel on oluline ka profiili kuju ja pesa kujundus. T-pesaga pressprofiile kasutatakse laialdaselt, sest need võimaldavad hõlpsasti paigaldada lineaarsed rööpad, mootorid ja plaadid. Väikese lauaarvuti CNC-arvuti puhul sobib hästi 20×40 mm või 30×30 mm T-ava. Keskmise suurusega ehitiste puhul annab 40×40 mm rohkem jäikust. Suuremate konstruktsioonide puhul - eriti CNC-freesid või raskeid tööriistu käsitsevad freesid - on parem 40×80 mm, 45×90 mm või isegi kohandatud ristkülikukujulised ekstrusioonid.
Siin on esitatud tavalised CNC-raamiga ekstrusiooniprofiilid ja nende tüüpilised kasutusalad:
| Profiili suurus (mm) | Auku tüüp | Tüüpiline kasutusviis |
|---|---|---|
| 20×20 | Mini T-pesa | Väikesed kerged masinad, 3D-printerid |
| 20×40 / 30×30 | T-pesa | Kompaktsed CNC-frees, laserlõikurid |
| 40×40 | Standardne T-pesa | Hobby CNC-frees, väikesed freesid |
| 40×80 / 45×90 | Raske T-pesa | Suured CNC-freesid, freespingid, portaalpingid |
Kui valite liiga väikese profiili, muutub masina painduvus probleemiks. Kui valite liiga suure profiili, suurenevad materjalikulud ja kaal ning montaaž muutub mahukaks.
Õige profiili suuruse valimine sõltub masina suurusest, eeldatavast koormusest ja nõutavast täpsusest.
T-kujulised ekstrusioonid vahemikus 20×40 mm kuni 40×40 mm on piisavad väikeste ja keskmise suurusega CNC-freesüsteemide jaoks.Tõsi
Need profiilid suudavad kanda kergeid raame ja tavalisi koormusi ilma liigse paindumiseta.
Ainult 20×20 mm suurune ekstrusiooni kasutamine suure CNC-freesuriga tagab stabiilsuse.Vale
20×20 mm profiilid on raskete koormuste jaoks liiga nõrgad ja painduvad koormuse all, vähendades täpsust.
Miks jäikus on CNC-ehituse puhul ülioluline?
CNC-pingid on kõik seotud täpsusega. Raam ei tohi painduda ega väänduda isegi koormuse all. Kui see juhtub, lähevad lõiked valesti ja osad ei sobi kokku.
Jäik raam takistab vibratsiooni, säilitab koormuse all joonduse ja tagab püsiva täpsuse - ilma jäikuse puudumisel kaotab CNC-tööpink kiiresti täpsuse.
Jäikus on oluline, sest CNC-pingid avaldavad jõudu: mootorid suruvad spindleid, tööriistad lõikavad materjale ja liikumine toimub mööda telge. Kui raam paindub, kaldub tööriista rada kõrvale. See põhjustab võnkumist, ebaühtlast lõikamist või nihkumist. Isegi väike kõrvalekalle - mõni kümnendik millimeetrit - võib rikkuda täpsuse.
Alumiiniumi ekstrusioon on õõnes. Õõnesprofiilid on kergemad, kuid painduvad rohkem kui täismetall. Seetõttu on oluline ekstrusiooni suurus ja seina paksus. Suurem ristlõige annab suurema jäikuse. Kuid asi ei ole ainult suuruses. Raami kokkupanemise viis mõjutab jäikust. Kui ühendused on lõdvad või klambrid nõrgad, nõrgeneb kogu raam. Keevitatud terasraamid on sageli väga jäigad, kuid ekstrusioonraamid tuginevad tihedatele ühendustele ja paljudele ühendusprofiilidele.
CNC-ehituses lisate painduvuse vähendamiseks sageli klambreid, nurgaklambreid või diagonaalhoidikuid. Samuti võite lisada plaate või pakse elemente pingepunktides. See aitab koormust jagada ja hoida raami dünaamilise koormuse korral stabiilsena.
Ka vibratsioonikontroll on oluline. Ilma jäikuseta tekivad lõikamise ajal vibratsioonid. See mõjutab viimistlust, vähendab tööriista kasutusiga ja võib isegi kahjustada osi. Metalli või raske puidu lõikamisel on jäikus eriti oluline.
Seetõttu ei piisa alumiiniumist ekstrusiooni valimisest. Te peate projekteerima raami geomeetria, et see toetaks koormusi. Te peate tugevdama ühendusi. Te peate vältima pikki toestamata vahekaugusi.
Õõnsast alumiiniumist pressprofiiliga ehitatud CNC-raam peab jäikuse tagamiseks kasutama suuri ristlõikeid või tugevdusi.Tõsi
Õõnesprofiilid painduvad koormuse all kergesti; suuremad või tugevdatud profiilid peavad vastu paindumisele ja vibratsioonile.
Kui raami osad on tihedalt polditud, jäävad isegi väikesed pressprofiilid raskete CNC-koormuste korral jäigaks.Vale
Tihedad poldid aitavad, kuid väikesed profiilid painduvad koormuse all ikkagi; suurus ja paksus on jäikuse seisukohast olulised.
Kuidas valida õige ekstrusiooni suurus?
Õige ekstrusiooni suuruse valimine sõltub masina jalajäljest, eeldatavast koormusest ja nõutavast täpsusest. See on osaliselt kunst ja osaliselt tehnika.
Ekstrusiooni suuruse valimisel lähtute sellest, kui suur ja raske masin on, kui suur on koormus või lõikamisjõud ja kui täpne peab tulemus olema.
Kõigepealt kaaluge masina tüüpi. Väike lauaarvuti CNC- või 3D-printeri stiilis ruuter liigutab kergeid materjale ja väikeseid jõude. Selleks võib piisata 20×40 mm või 30×30 mm ekstrusioonidest. Kui te plaanite raskemaid materjale või pikki vahed - näiteks 1000 mm x 600 mm suurune portaalfreeser -, on 40×40 mm või 40×80 mm turvalisem.
Teiseks, arvestage koormust ja lõikejõudu. Puidu või plastiku lõikamisel on jõud mõõdukad. Metallide puhul on koormused suuremad. Suuremad koormused nõuavad paksemat ja jäigemat ekstrusiooni. Samuti, kui kavatsete paigaldada raskeid lineaarsed rööpaid või vertikaalseid tugesid, vajate tugevaid profiile.
Siin on soovituslik tabel:
| Masina tüüp / kasutusjuhtum | Soovitatav minimaalne profiili suurus |
|---|---|
| Väike lauaarvuti / 3D-printer | 20×40 mm, 30×30 mm |
| Keskmise suurusega freeser (puit, kergmetall) | 40×40 mm |
| Suur ruuter või kerge frees (portaal) | 40×80 mm, 45×90 mm |
| Raske veski / metalli lõikamine | 45×90 mm või kohandatud paksusega ekstrusioon |
Mõelge ka seina paksusele. Paljud ekstrusioonitootjad pakuvad kergete profiilide puhul 1,5-2,0 mm seinapaksust ja raskete profiilide puhul 3-4 mm või rohkem. Paksemad seinad peavad vastu paindumisele ja hoiavad poldid tugevamalt kinni, ilma et need deformeeruksid.
Teine tegur on koostamismeetod. Täielikult keevitatud raam (kui keevitate alumiiniumi) on jäigem kui polditud-konksude kokkupanek. Kuid enamik CNC-ehitajaid kasutab poltidega kinnitatud T-pesa raame. Sellisel juhul kasutage kattuvust, liistu ja pikemaid tugesid.
Projekteerimise etapis visandage raam. Märkige pikad toestamata vahed, suured vertikaalsed koormused ja pingekohad. Kasutage suuremaid profiile või lisage nendes punktides tugevdused. Kui te ei ole kindel, suurendage ühe numbri võrra - väike lisakulu annab suure kasu jäikusele ja pikaealisusele.
Kui teie CNC-pinkidel on üle 600 mm × 400 mm suurune voodi, on 40 × 40 mm suurune ekstrusioon sageli minimaalne.Tõsi
Suurem voodi suurus vajab tugevamat konstruktsiooni, et toetada pikki vahed ja tööriistade jõudusid ilma paindumata.
Suuremõõtmelise ekstrusiooni kasutamine tagab alati täiusliku jäikuse ilma tugevduste vajaduseta.Vale
Isegi suur ekstrusioon võib painduda või väänduda, kui raami konstruktsioon ja ühendused on nõrgad või halvasti paigutatud.
Kas tugevdused võivad parandada jäikust?
Jah. Tugevdused võivad muuta õõnes raami palju tugevamaks. Tugiplaadid, plaadid ja lisatud toed muudavad põhilise ekstrusioonraami jäigaks konstruktsiooniks.
Tugevduste, näiteks diagonaalide, sidemete, paksemate plaatide või täiendavate tugede lisamine parandab jäikust, vähendab paindumist ja suurendab täpsust - isegi keskmise suurusega pressprofiilide puhul.
Õõnesprofiilid painduvad, sest nende seinad on seestpoolt õhukesed ja tühjad. Kui olete ekstrusiooni ostnud, ei saa seina paksust kergesti muuta. Kuid te saate struktuuri tugevdada:
- Lisa põikeplaadid nurkades. Sageli kasutavad CNC-ehitajad kolmnurksed plaadid, mis on polditud üle nurkade. See takistab külgkoormuse all rackimist (väändumist).
- Kasutage diagonaalhoidikud piki pikki vahekaugusi. Kui teie raam on lai või pikk, vähendab diagonaalide lisamine paindumist.
- Sisesta metallplaadid või paksud alumiiniumplaadid ühenduskohtades või koormuspunktides. Vertikaalsete või raskust kandvate sammaste puhul katke tahke plaat või paks profiil raami sisse- või väljapoole.
- Kasutage kahekordse ekstrusiooniga seinad: kahe ekstrusiooni kõrvuti joondamine ja nende omavaheline pingutamine suurendab jäikust.
- Lisa tugipalgid või rööpad pikkade vahedega. Pikkade portaalfreeserite puhul vähendab voodi all olev tala vajumist.
- Raskete masinate puhul kaaluge hübriidraamide kasutamist: kombineerige ekstrusiooni keevitatud teraslisanditega või raskete plaatidega.
Need tugevdused muudavad konstruktsiooni käituma rohkem nagu tahke raam. Need vähendavad vibratsiooni lõikamise ajal. Need parandavad korratavust. Need pikendavad masina kasutusiga. Need aitavad, kui te plaanite hiljem uuendamist - näiteks üleminekut raskele freespinkile või freesimispeale.
Üks kompromiss on hind ja kaal. Tugevdused nõuavad rohkem materjali, rohkem poldid, rohkem montaažitööd. Kuid see kulu on väike võrreldes eelisega: stabiilne ja täpne CNC.
Teine kompromiss on keerukus. Rohkem osi tähendab rohkem kokkupanekut, rohkem joonduskontrolle. Kuid kui te hoolite täpsusest, on see seda väärt.
Tugevdused aitavad ka stressi jaotada. Ilma nendeta kannavad nurkades olevad poldid kõige suuremat koormust. Tugevdustega jaguneb pinge üle kogu raami. See vähendab aja jooksul kulumist ja lõdvenemist.
Nurgakinnituste ja diagonaalide lisamine suurendab oluliselt raami jäikust isegi keskmise suurusega pressprofiilide puhul.Tõsi
Tugevdamine vähendab liikumist ja jaotab koormusi, piirates paindumist ja parandades jäikust.
Kui te kasutate paksu ekstrusiooni, ei ole täiendavad tugevdused vajalikud.Vale
Isegi paks ekstrusioon võib painduda ebaühtlase koormuse või pikkade vahedega; tugevdused parandavad siiski stabiilsust ja täpsust.
Kokkuvõte
Õige suuruse ja alumiiniumprofiili tüübi valimine on CNC edu võtmeks. Väiksemad profiilid sobivad kergete masinate jaoks. Rasked või suured CNC-tööd nõuavad suuremaid ja sobiva seinapaksusega ekstrusioone. Jäikus on oluline. Vajaduse korral parandavad tugevdused tugevust ja täpsust. Planeerige hoolikalt - hea raam tähendab täpseid, stabiilseid ja kauakestvaid CNC-masinaid.
