Квадратная труба, швеллер или двутавр для станины

Слышал , что при равной жесткости алюминиевые конструкции легче .

При одинаковом сечении ПРОЧНОСТЬ дюраля Д16 примерно равна прочности обычной стали. Т.е. сломаются при одинаковой нагрузке. Но люминь легче в три раза.

При одинаковом сечении ЖЕСТКОСТЬ любого люминя в три раза меньше чем  стали. Т.е. люминь прогнется под нагрузкой в три раза сильнее.

При одинаковом сечении МАССА любого алюминиего профиля меньше в три раза чем стального.

Получаем, что для одинаковой жесткости массы профилей похожего сечения должны быть одинаковы, но стоимость прочных алюминиевых сплавов (Д16) больше стоимости обычной стали  в десять раз.

Сообщение отредактировал lkbyysq: 07 Январь 2017 - 21:11

А если сравнивать обычную прямоугольную стальную трубу и специальной формы алюминиевый профиль?

Д16 пробовал и варить и гнуть. Варятся они плохо, гнутся еше хуже.

Д16 гнется шикарно, если его нагреть до 480град, выдержать, а затем резко охладить.... Лучше лучше гнуть в первые часы, ибо после такой термообработки растворившиеся интерметаллические соединения меди и алюминия, которые и замыкают дислокации, по которым и осуществляется скольжение при неупругой деформации, начинают образовываться, и уже на следующий день дюраль будет ломким, а по прошествии нескольких дней будет также прочен, как при естественном старении...

Если справочники полистать, можно найти много упоминаний о техпроцессах сваривания несвариваемого, склеивания несклеиваемого и даже впихивания невпихуемого Однако, когда начинаешь технологию такого процесса детальнее изучать, слишком часто приходишь к мысли "да ну его нах - если кому любой ценой именно так сделать приспичило, пусть тот и трахается, а я не буду".

Да, бывают очень экзотические материалы, например основными технически востребованными свойствами  фторопласта являются его полное отсутствие агдезии к клеям (скользкий, собака) и феноменальные электроизолирующие сввойства.... НО, в таком случае вызывает взрыв мозга фольгированный фторпласт, который часто применяют для СВЧ-техники на микрополозках,а также токопроводящий (для растекания статических зарядов) армированный самоклеющийся фторопласт, которым выклеивают столы подачи баннера на сольвентных принтерах....

А триэм давно барыжат тефлоновыми клейкими лентами...)))  http://3m.intehno.ru...ovyie_lentyi_3m

А если сравнивать обычную прямоугольную стальную трубу и специальной формы алюминиевый профиль?

Момент инерции сечения будем сравнивать и площадь сечения.

Сообщение отредактировал lkbyysq: 07 Январь 2017 - 22:44

Приветствую всех! Все ранее высказанные доводы о профиле под направляющие я выслушал и сделал выводы. Однако мне стало интересно где и как их выгоднее крепить чтобы обеспечить наибольшую жесткость (минимальные линейные перемещения), для этого в компасе я создал модели проката согласно ГОСТам (у них там есть библиотеки) длинна моделей и прилагаемая нагрузка везде одинаковые прокат брал тот который можно  достать у нас. Высота проката принята была 160мм длинна без поддержки 700мм,толщина стенки трубы 6мм (у нас нету толще), все закреплено с двух сторон жестко нагрузка 1000Н вниз (вес портала, осей, рабочего инструмента) и 300Н в сторону от стола (нагрузки возникающие при движении оси у с шпинделем) за неимением точных данных по нагрузкам делал на глазок просто для понимания предполагая, что разные размеры одного профиля проката будут вести себя похоже. Итак, хуже всего показал себя швеллер вертикальной плоскостью повернутый к столу

шестой двутавр,

пятая труба рельс снаружи снизу у края ,

 четвертый швеллер, вертикальная плоскость наружу, 

третья труба рельс снаружи у края с верху,

вторая труба рельс по центру сверху,

и первая получилась труба рельс сверху у края противоположного столу  данные на шкале в миллиметрах.

Да еще пара моментов. Масса трубы почти в 2 раза больше массы двутавра и швеллера но и цена её в 2 раза выше притом, что четвертое расположение вполне себе жесткое. Для себя я выберу трубу так как помимо указного  выше есть еще  некоторые проблемы, у нас трубы продают по 12 метров, отходов останется меньше если пустить ее еще и на портал и на ножки станины 

Сообщение отредактировал Добрый Ээх: 08 Январь 2017 - 23:38

эх... ё...

как Вас торкнуло то...

вот вот , и я про то же

При всём богатстве выбора , другой альтернативы нет....

Сообщение отредактировал Евгений622: 09 Январь 2017 - 10:43

как Вас торкнуло то...

Да нормально все, что уж сразу "торкнуло"... Озадачился человек вопросом - моделирование разных типов балок провел, посмотрел на результаты, принял какое-то осознанное решение. Как хотите, но этот подход в любом случае не хуже, чем "на глаз".

Против "выбора на глаз" ничего не имею, если за ним стоит значительный опыт конструирования станков, позволяющий "глазу" не ошибаться.

Пилять... Все эти научные изыскания,ради того,чтобы прийти к выводу,что денег хватит только на трубу...

Это для того, чтобы проще было с определиться с видом проката исходя из задач, при этом одна 160 труба 12м стоит 15,503р, а например швеллер на 160 стоит 7,740, разница примерно 2 шаговика нема 34, причем швеллер возможно подойдет для деревообрабатывающего фрезера малого и среднего размера с малыми прогонами, при этом я пока не рассматривал ребра жесткости в профиле, опять же если нет опыта построения станков надеется на глазок все же не стоит.

вот вот , и я про то же

При всём богатстве выбора , другой альтернативы нет....

НПО "Альтернатива" ??? :-)

Есть еще вопрос не менее важный. Какие перемещения станины в районе крепления рельсов допустимы для разных типов чпу станков? Меня, конечно больше интересует деревообрабатывающие. 

Какие перемещения станины в районе крепления рельсов допустимы для разных типов чпу станков?

да , меня тоже этот вопрос заинтриговал...

Сообщение отредактировал Евгений622: 10 Январь 2017 - 17:41

да , меня тоже этот вопрос заинтриговал...

Ну вот, в таких простых вопросах не шаришь еще, а уже гараж расширять собрался!!!   

Расшифруйте.

Поясняю. К примеру несколькими постами выше есть фото с перемещениями двутавровой балки, при пролете в 700 мм он изогнулся на 0,021 мм, соответственно при идеальном портале на котором отсутствуют  изгибы, при фрезеровке плоскости мы получим яму глубиной примерно 0,021 мм. Для металлорежущего станка допуски меньше чем для деревообрабатывающего, т.е. если на металлорежущем мы стремимся ловить  сотки и микроны то для деревообрабатывающего я думаю это избыточно. Понятно, что увеличение точности ведет к резкому удорожанию вот и вопрос насколько точным должен быть деревообрабатывающий станок для резьбы. Поправьте меня если я не прав, общая неточность будет складываться в основном из изгиба станины, изгиба портала  и люфтов на ШВП (ось Z), плюс сколько то процентов на остальные. Таким образом, если люфты ШВП еще можно попробовать найти то в каких пределах должны быть изгибы портала и рамы большой вопрос ведь чем жестче, тем больше вес и если большой вес для станины скорее плюс, то для портала это точно минус.

Лишние это заморочки.

Усложню Вам задачу. Вы там не учли крутящий момент. Шпиндель по центру балки, нагрузка на кончик фрезы с рычагом равным минимум просвету под порталом. Получаем, что фреза, упираясь в материал, через шпиндель скручивает балку винтом. Численное выражение нагрузки на фрезу никто Вам не скажет. Продолжайте решать.

Лучше по-другому подойдите к конструированию.  

У меня например на Зелдере балка 700 мм сделана из стального швеллера 140*80*10мм. 

На Биверах девятых балка 900мм из алюминиевой трубы 170*110*5мм.

На Дятле балка 1400мм из алюминиевого швеллера 160*70*10мм.

Шпиндели везде 2кВт.

На всех станках окромя Дятла балка позволяет легко делать деревянную резьбу. Дятел же шатается, резонирует, работать можно, но медленно.

Забейте в программу моменты инерции сечений указанных балок, да смоделируйте. Получите числа, от которых можно отталкиваться.

Что до неплоскосности иконы в две сотки... Возьмите на кухне разделочную доску, да повертите ее в руках. Ну и представьте неплоскостность в миллиметр.

Можете также взять карандаш, положить его на стол. Сверху бросить сосновый брусок 50*50, концы к столу присаморезить. Сделайте этот опыт для понимания поведения деревяхи.

если большой вес для станины скорее плюс, то для портала это точно минус.

Большой вес шпинделя самый минус. При резьбе он только и делает, что вверх-вниз летает. Реже влево-вправо. А вперед-назад вместе с порталом совсем редко.

Сообщение отредактировал lkbyysq: 10 Январь 2017 - 23:41

вот и вопрос насколько точным должен быть деревообрабатывающий станок для резьбы

Там не столько точность, сколько жесткость существенна. На "гибком" станке вы не сможете работать со сколь-нибудь приличными скоростями и ускорениями, из-за вибрации, влияющей на чистоту резания. Будете либо медленно и печально фрезеровать (3D - и без того не быстрый процесс), либо долго и мучительно доводить вручную "лохматое" изделие до товарного вида.

А точность (т.е. абсолютные отклонения от заданного профиля) - ну таки да, 5 соток на деревяшке никого не смутят, но если при каких-то условиях образуется ступенька в "десятку", она уже может быть заметна. Ну и если надумаете "гравировкой по средней линии" в тонких штрихах заниматься, то неплоскостность стола (или заготовки) может немало подпакостить.

Собственно,  lkbyysq вам примерно это же пытается пояснить, только другими словами.

Сообщение отредактировал T-Rex: 11 Январь 2017 - 00:49

Вы еще мебельный щит ровный купите, промерьте, потом через сутки подойдите промерьте - весь перфекционизм как ветром сдует

Спасибо за пояснения. Извиняюсь, что не смог правильно сформулировать вопрос, хотя и получил на него понятный ответ. Я предполагал получаемую точность как показатель жесткости конструкции и да, как и все я хочу быстро фрезеровать и меньше доводить, однако не имею возможности купить прокат толще 6 мм (ну не возят их к нам) а везти из Москвы или Питера две 6 метровые трубы нужной толщины вероятно будет весьма дорого. Отсюда и эти танцы с бубном.

Про момент кручения балки портала. Я понимаю что он присутствует и он не так мал как кажется на первый взгляд, в моем выражении я отнес его и другие моменты и силы к процентам на остальное (интересно было бы узнать мнение по поводу того сколько  это процентов хотя бы примерно).

Станок проектируется в основном под прорезную и плоскорельефную резьбу без сверх малых элементов пока что с рабочей зоной 1,5 на 2,5 метров, но в процессе может серьезно уменьшится (да, как и многие новички я страдаю гигантоманией )

Перфекционизмом  я не  страдаю, и не по наслышке знаю как бывает ведут себя щиты, однако я не предполагал, что процесс фрезеровки одной детали может затянуться на сутки   .

Да, и еще вот такой момент, если глубина резьбы редко бывает больше 20-30 мм а поворотную ось ставить не предполагается, зачем некоторые производители делают просветы по 300мм, или такой просвет нужен для опциональной установки такой оси?