Ultimate Benchtop CNC Mini Mill: Del 1 – Givarfabriken

Om du kunde bygga den ultimata bänkskivan CNC mini mill för din hemverkstad, hur skulle det se ut?

Vi tar en titt på det i denna flerdelade serie som syftar till att hjälpa DIY CNC-publiken att ta hand om några av de främre designhänsyn som de borde tänka på för sina CNC-Millkonverteringsprojekt. I den här första delen kommer vi att överväga kriterier för att välja vilken givarmaskin som ska börja med.

Givarverk överväganden

RF-45 fräsmaskin

det första i ett CNC-Kvarnprojekt är att välja givarfabriken omvandlingen till CNC kommer att baseras på. Det finns tre viktiga överväganden om du kan välja vilken donatorkvarn som helst att börja från:

1. Massa och styvhet

2. Spindel

3. Bed mill kontra knee mill

Låt oss täcka var och en av dessa i tur och ordning.

massa och styvhet

vi vill ha massa och styvhet eftersom verktygsmaskiner trivs på den. Kommersiella VMC väger tusentals pund. Om din maskin saknar tillräcklig styvhet kommer du att vara begränsad när det gäller storleken på skärarna du kan använda och hur snabbt du kan bearbeta. Det här kanske inte spelar någon roll för många hobbyister–vi har alla sett fantastiskt arbete gjort av maskinister på little Taig och Sherline mills. Men, allt annat lika, vi skulle vilja den största bruket vår budget och utrymme kommer att passa som utgångspunkt.

två bra val ur massa-och styvhetssynpunkt skulle vara en RF-45 fräsmaskin som min industriella Hobbykvarn, eller för en G0704 som Hoss gör det så bra med. G0704 är mer kompakt än en RF45, men den behåller det mesta av kapaciteten hos den större maskinen. Om du inte har plats för en RF45, gå med alla medel för G0704 och titta inte tillbaka. Men om du har plats, gillar jag den större maskinen. Om inget annat, det har fler resor och mer massa. Ändå är G0704 mycket kapabel, och med Hoss som arbetar så flitigt på modding his, är de förmodligen ännu bättre stödda för gör-det-självare än RF-45. Jag ska fortsätta på RF-45-vägen för dessa artiklar, men du kan hitta det mesta av vad jag nämner för g0704-fräsmaskinen över på Hoss webbplats om den maskinen.

vad sägs om spindeln?

hjärtat på vilken maskin som helst är dess spindel. Detta är ett fall där G0704 har fått RF-45s slag. En låda lager RF-45 är vanligtvis begränsad till högst 1600 rpm på sin spindel. Det är bra för stål, men det räcker inte för aluminium och andra mjukvarumaterial. För att vara säker, du kan bearbeta dessa material bara bra, men din ytfinish och den hastighet med vilken du kan bearbeta dem kommer att begränsas i förhållande till en bättre spindel. Dessutom måste ljudnivån på växellådan på dessa maskiner höras för att bli trodd–aj!

för att förstå vad ”bättre” betyder behöver vi inte leta längre än trädgårdsvarianten Bridgeport mills eller kanske Tormach mills. 5000-6500 rpm spindlar gör för mycket bättre metallbearbetningsmaskiner. Dessa är bältesdrivna spindlar snarare än växeldrivna, och därför är de också mycket tystare. Alla dessa utväxlingsförhållanden bidrar inte heller till CNC-styrda spindelvarvtal, medan en remdrift med kanske 2 remskivförhållanden för en bredare vridmomentkurva är perfekt för VFD-spindelvarvtalskontroll. Ett bra sätt att komma till rätta med vad din spindel SPECIFIKATIONER borde vara är att göra en lista över bearbetningsoperationer. Sedan kan du använda vår G-Wizard Calculator (kanske på gratis 30-dagars prov) för att utvärdera RPM och hästkrafter krav som behövs för dessa operationer.

här är en förenklad form av en sådan analys:

– skär aluminium, stål eller plast med vart och ett av dessa verktyg

– slits med en 1/2″ slutkvarn upp till 1/2″ djupskärning.

– profil med en 1/2 ” slutkvarn och 15% av diameterbredden på skäret.

– gör fin profilering, efterbehandling och detaljarbete med en 1/8″ endmill.

– borra hål med en vridborr upp till 3/4 ” i diameter.

– kör en 2 ” Facemill

det är viktigt att täcka en massa olika scenarier som det på grund av de olika behoven hos de olika verktygen. Facemills och big Twist borrar använder mycket kraft, men ofta kanske inte kräver för mycket varvtal. En 1/8 ” endmill behöver inte mycket kraft, men den vill spinnas ganska snabbt för bästa resultat. Stål använder mycket mindre varvtal än aluminium och särskilt mindre än plast. Med G-Wizard kan du snabbt ta reda på varvtal och effektbehov för en rad av dessa scenarier. Var noga med att notera de rekommenderade matningsraterna också, eftersom du kan använda dem för att välja dina rörelsekontrollkomponenter–steppers, kulskruvar, remskivförhållanden för kuggremmar och så vidare.

du vill inte hoppa över det här analyssteget. Typiska metallbearbetande CNC-kvarnar är ganska förlåtande, men jag får anteckningar hela tiden från DIY CNC-Routerbyggare som inte har matchat en höghastighetsspindel med låg matningsrörelsekontroll och har svårt att få matningarna och hastigheterna att fungera. Det finns knep du kan göra för att hjälpa, men gör lite up-front tänkande för att se till att du maskinen kommer att vara bra på vad du behöver det att göra är ännu bättre. Det är alltid billigast att åtgärda problem i konstruktionsstadiet snarare än att upptäcka dem när maskinen redan har byggts.

förutom spindelns rpm-funktioner, vill du överväga vilken spindel avsmalning du ska välja. I maskiner i denna klass är de vanligaste avsmalningarna R8 och Morse tapers. Jag föredrar mycket R8, som har blivit något allestädes närvarande för maskiner i denna klass. Anständigt kvalitetsverktyg är rikligt och ganska billigt. Det är också väl förstått hur man gör saker som att skapa drivna dragstänger och verktygsväxlare för R8 tapers.

eftersom vi pratar om” ultimata ” bänkskivor CNC-maskiner här, kommer jag också att nämna 30-koniska spindlar. De är mycket sällsynta, men de är där ute för den här klassmaskinen, åtminstone för RF-45-maskinerna. Verktygshållarna NMTB och BT-30 är väsentligen beefier och setup från get-go för att vara kompatibla med en verktygsväxlare. De kommer att bli dyrare, men jag skulle betrakta dem överlägsna R8 spindlar om du har möjlighet. Spindelpatroner finns i 30 koniska från platser som Tormach. Du kommer att behöva göra ganska stor operation på din RF-45 för att konvertera den till en remdrift ändå, så kanske coring ut huvudet och installera en ny spindelpatron får dig tillräckligt med bang för att motivera pengarna. FWIW, jag kommer att installera en Tormach 30-konisk spindelpatron i min RF-45-Kvarn.

Jag kommer att ha mer att säga om spindlar i en framtida avbetalning, mestadels när det gäller remskivförhållanden, kraftkurvor, VFD och liknande. Det kommer nästan allt att vara tilläggsarbete som görs efter att du har fått den grundläggande CNC-rörelsekontrollen och du använder spindeln för hand, så vi kan vänta lite innan vi gräver in i den.

varför inte välja en knäkvarn?

låt oss lägga undan tanken att den här artikeln handlar om ”bänkskivor” fräsmaskiner, och de klassiska Bridgeport-klonerna är alldeles för stora för en bänk. En RF-45 på en dedikerad bänk som bilden ovan kan lika gärna vara en knäkvarn när det gäller golvyta som behövs i din butik. De flesta knäkvarnar har också en mycket mer idealisk spindel än RF-45s. Dessutom har knäverk mer flexibilitet. Till exempel kan du fästa ett mycket högt arbetsstycke på sidan av bordet, låt det hänga nästan på golvet och svänga huvudet över för att arbeta på det. Kan inte göra det på en sängkvarn! Varför inte välja en knäkvarn?

trots allt föredrar jag” säng ”kvarnar till” knä ” kvarnar för CNC-arbete. Alla moderna kommersiella CNC är bed mills, som berättar något. Anledningen är att knäets extra flexibilitet kommer till kostnaden för flera saker. Knäet är tungt, så du slutar behöva motorisera och CNC både knä och quill. Motorisera knäet ensam det är svårt att få det att röra sig tillräckligt snabbt för de bästa CNC-behoven. Att hantera 4 axlar istället för tre lägger till kostnad och komplexitet. Trots att knäet är tungt är spindeln monterad på ett sådant sätt att knäkvarnar ofta inte är så styva som du förväntar dig för deras storlek och vikt. Det är priset de betalar för sin flexibilitet. Min RF-45 kvarn är lika styv och sedan lite som en mycket tyngre Bridgeport. Slutligen är knäkvarnar inte billiga – det kostar vanligtvis ganska mycket mer än en RF-45 eller G0704. Du betalar mycket för både deras flexibilitet och deras CNC-brister.

Om du redan har en knäkvarn, skulle jag säga håll den och CNC den. Det är inte som att du inte kan bygga en bra CNC-konvertering som börjar med en knäkvarn. Det fanns en hel del stora CNC knä kvarnar tillbaka i dag också, till exempel trädet CNC fräsmaskiner. Men om du har lyxen att välja någon givarmaskin att börja från, skulle jag välja en sängkvarn.

det finns en klass av sängkvarn där ute som gjordes för CNC-fräsning med låga ändar som har Bridgeport klonspindlar på dem. De ser ut som överdimensionerade RF-45. bara få på eBay och göra en sökning efter ”bed mill” för att få en uppfattning. En av dessa skulle vara en fantastisk utgångspunkt för ett CNC-kvarnprojekt.

andra överväganden

många funktioner på givarfabriken spelar ingen roll för mycket eftersom du kommer att kasta strömflöden och andra tillbehör. Min # 1 andra överväganden för val av Givarkvarn för någon som börjar bygga en DIY CNC-kvarn skulle vara att leta efter den största möjliga gemenskapen av andra som har konverterat samma Kvarn. Det här är de människor du kommer att kunna få hjälp och vägledning från ditt projekt. En annan aspekt av stöd skulle vara tillgången på ett CNC-konverteringssats. Ett mekaniskt enda kit kan spara dig en hel del tid och vanligtvis lägger de inte till så mycket kostnad för projektet. Jag rekommenderar dem starkt för nybörjare eftersom du kommer att få ditt projekt igång tidigare med ett kit än om du måste tillverka allt från början.

leta efter anständiga kvalitetsvägar och välj en klon av din maskinstil (det finns vanligtvis många källor för nästan samma kvarn) som är lite bättre. Något som leadscrew kvalitet spelar ingen roll om-du kommer att ersätta leadscrews med kulskruvar så snart du kan. En maskin som har ett sätt olja skulle vara ett bestämt plus, men du kan lägga till en olja till de flesta alla maskiner ganska enkelt också.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *