Während Fabian ein Großprojekt begonnen hat (mehr dazu in einem eigenen Artikel) sind diverse Sachen in und um die Werkstatt in der Mache. Hier mal wieder ein kleiner Einblick.

Verbesserung CNC Y-Antrieb

Der Antriebsstrang der CNC Fräse lief sprichwörtlich nicht ganz rund. Aufgrund einiger etwas zu großzügiger Fertigungstoleranzen (kurzum: Schlecht gearbeitet) lief die angetriebene Mutter nicht wie wir uns das vorgestellt hatten…

Nachdem die Maschine nun wieder einige Monate still stand sind nun alle Teile neu hergestellt und es kann an endlich die Wiederinbetriebnahme gehen. Mehr dazu in Kürze!

Kleinteile

Für (und mit) dem wunderbaren Escape-Room “The Code Agency” Düsseldorf entstanden an einem Abend mit viel Cola und Pizza die folgenden Teile (Links der Prototyp, Rechts das Ergebnis). Wozu diese Achsen später dienen ist noch ein Geheimnis…

Hier war alles dabei: Drehen, Fräsen, Feilen, Kaltbrünieren

Und auch für unseren Hallennachbarn ist noch etwas von der Drehbank gefallen. Ein langer Bolzen mit beidseitigen Gewinden. Drehen macht einfach Spaß!

Bisschen was für zu Hause

Vor einiger Zeit hatte ich mir Lowboards gekauft, mit dem Ziel sie “schwebend” an die Wand zu hängen. Sah dann doch nicht so gut aus und so standen die beiden Boards längere Zeit auf Konservendosen.

Als der WAF zu kippen drohte mussten kurzerhand Füße her! Also die Säge angeschmissen und schnell ein drei rahmen zusammengeschweißt.

Hier eine kurze Zusammenfassung!

Antriebe X-Achse

Eigentlich liegt der Umbau der X-Achse (von Zahnstangen auf Kugelumlaufspindeln mit angetriebenen Muttern) noch gar nicht so lange zurück. Beim schnellen Verfahren haben wir jedoch vermehrt Vibrationen an den 2.300 mm langen Spindeln festgestellt, weswegen wir den Antrieb zur Prüfung nochmal zerlegt haben.

Hier mit geöffnetem Frontdeckel.

Bei genauerer Prüfung ist uns dann aufgefallen, dass die Lagerböcke nicht parallel genug gefertigt wurden. Irgendwie hatten wir die Qualitätskontrolle – im Vorfreude auf die wieder laufende Maschine – etwas vernachlässigt. Entsprechend sitzen die Lager nicht ganz parallel, was zu den oben beschriebenen Vibrationen führte.

Hilft ja alles nichts… also nochmal von Anfang.

Und wenn wir schon mal dabei sind wierden wir die Hülsen der Antriebe auch nochmal neu fertigen. Damals gab es Probleme mit der Gewindeschneidfunktion an unserer Drehbank, weswegen die Teile nochmal Auftragsgeschweißt und überdreht wurden. Für die Genauigkeit nicht gerade förderlich.

80W CO2 Laser

Nach dem Bau des Tisches fallen nach für nach bereits nette kleine “Projektchen” vom Laser… Hier mal eine kleine Auswahl.

Die Vorlagen (bis auf die Baby-Namenstafel) stammen alle aus dem Netz und waren frei verfügbar. Bei dem StarWars Maya-Kalender wurden einige Teile aus der Vorlage entnommen, getrennt ausgeschnitten und später als 3D Teil aufgeklebt.

Großes ganz Klein

Wer sagt, dass man mit einer großen Maschine nicht auch sehr kleine Dinge fertigen kann? Dieses Teil für eine Maschine (Gegenstück für eine magnetische Aufnahme) entstand auf unserer 1,5 to. schweren Cazeneuve Drehbank. Zum Größenvergleich: Es handelt sich bei der Bohrung um ein M3x0,5 Regelgewinde.

Nach der Oberflächenbehandlung in unseren Brünierbädern sieht das Teil so aus.

Das Projekt “Bett”

… nähert sich dem Ende! Und damit wird es auch endlich wieder ein neues Video auf unserem YouTube Kanal geben. Die letzten Schweißarbeiten für die Mittelstrebe sind erledigt und die Pulverbeschichtung der Metallteile ist auch schon erfolgt.

Auch der letzte Feinschliff am Holz ist fertig. Nach ausgiebigen Schleifarbeiten (was da alles an Staub zusammen kommt…) wurden die Bretter mit reinem Leinöl behandelt.

Das muss Kesseln

Druckluft ist sehr universell einsatzbar und erfreut sich in der Werkstatt großer Beliebtheit. Damit der (Eigenbau-) Kompressor auch mit dem teils recht hohen Druckluftbedarf nach kommt haben wir damals 3x100l Kessel aus dem Fahrzeugbau gekauft. Bislang wurde jedoch nur einer genutzt.

Zwar besitzt der Kessel Füße bzw. eine Montagefläche, diese ist jedoch für die Montage an einem LKW Rahmen gedacht und entsprechend liegt der Wasserablass (wichtig!) seitlich. Um die zwei neuen Kessel zu montieren haben wir also einen simplen Rahmen aus Stahlrohr zusammen gebraten.

Ordnung muss sein

Unser Kleinteilesortiment an der Wand beinhaltet über 100 Posten (Zylinderkopfschrauben, Sicherungsscheiben, Muttern, etc.). Da wir immer nur kleinere Gebinde kaufen ist die Verwaltung bzw. das nachkaufen manchmal schwierig.

Die Lösung sind QR Codes und ordentliche Labels – Alles was bald leer geht wird mit einem kleinen Handscanner eingelesen und dann via Bluetooth in der Wegertseder App in den Warenkorb gelegt. Somit kann immer rechtzeitig für Nachschub gesorgt werden.

Etwas Overkill?! Vielleicht. Aber auch im Hobbybereich ist die Zeit knapp und es gibt nichts nervigeres als eine fehlende Schraube am Samstababend, wenn schon alle Läden zu haben. Da sind Geld (Scanner) und Zeit (Labels) gut investiert.

Wegertseder, unser Haus- und Hoflieferant, ist übrigens ein guter Tipp für Befestigungsmittel und Normteile aller Art. Der Shop ist übersichtlich und man bekommt Schrauben in einer Tabelle nach Größe und Länge angezeigt, was den Einkauf deutlich erleichtert. Das beste Feature sind jedoch die unterschiedlichen Gebindegrößen mit automatischer Optimierung im Warenkorb. So bekommt man immer das ideale Gleichgewicht zwischen Gewindegröße und Preis. Über die Jahre haben wir bei Wegertseder schon ettliche Kilo Schrauben bestellt und waren immer sehr zufrieden.

Werkstatt iPad

Aus einem ausgedienten Gerät (ipad Air 2, erhält leider keine aktuellen Sicherheitsupdates mehr, und ist damit nur noch bedingt einsetzbar) wurde ein kleiner Werkstatthelfer. Als Schutz haben wir ihm auf seine “alten Tage” noch eine Stoßschutzhülle aus Silikon sowie einen Schutz für’s Glas spendiert.

Neue Projekte

Und was es mit diesem Foto genaues auf sich hat, wird Fabian demnächst mal herzeigen.

Späne!

Wir haben kräftig Späne mit der CNC Fräse gemacht, diesmal Eiche massiv und unter anderem mit einem 63 mm langen Zweischneider. Das Ergebnis gibt es demnächst in einem eigenen kleinen Artikel zu sehen.

Ganz klar, das Projekt “Absaugung” muss dringend fertig werden… Das Material dazu ist jedenfalls schon mal vollständig.

Einrichtung

Vor einiger Zeit hatten wir die Frässpindel nochmal etwas nach oben gesetzt um mehr Z-Verfahrweg zu erhalten. Jetzt hatten wir Zeit für die nötige Einrichtarbeit…

Auf den Ebenen X-Z und Y-Z steht die Spindel nun bei 120 mm Verfahrweg auf 4/100 mm (0,04 mm) sauber. Das geht zwar noch besser, würde jedoch einen präzisen SK30 Prüfdorn voraussetzen… Falls uns jemand einen passenden Prüfdorn ausleihen könnte, würden wir uns sehr freuen.

Hier das ganze Schauspiel noch mal im Zeitraffer.

Echt Laser!

Wir haben eine Menge Spaß mit unserem neuen Laser und probieren eine Menge verschiedener Materialien und Bearbeitungsstrategien aus. Pünktlich zu Weinachten sind auch ein paar Dekoteile vom Band gelaufen:

Soweit sind wir zufrieden mit dem Laser, lernen jedoch täglich dazu. So war plötzlich die Leistung weg… das gleiche Material (3mm Sperrholz Buche) welches wir vorher mit ca. 40% und 30mm/s schneiden konnte, war auf einmal trotz doppelter Leistung nur noch eine tiefe Gravur. Die Lösung lag in der Linse sowie den Spiegeln, welche durch Verrußung nicht mehr genug Licht durchließen. Etwas Etahnol und ein Wattestäbchen und es konnte weiter gehen.

Als nächstes werden wir definitiv einen stärkeren Lüfter einbauen sowie eine Filteranlage konstruieren. Den etwas rappeligen Luftkompressor (wohl eher Luftpumpe) haben wir bereits außer Betrieb genommen und gegen einen Direkanschluss an die Werkstatt-Druckluftversorgung ersetzt.

Zwischenfazit zur angetriebenen Mutter auf der Y-Achse

Vor einiger Zeit haben wir den Antrieb unserer Y-Achse von Zahnstangen auf beidseitige Kugelumlauftriebe mit angetriebenen Muttern umgebaut.

Neben einem Plus an Laufruhe und natürlich mehr Drehmoment hat sich auch die Genauigkeit der Maschine verbessert. Mit steigendem Portalgewicht (zuletzt die fast 30 Kg schwere HSD Frässpindel) war unsere bisherige Lösung mit Zahnstangen leider überfordert.

An dieser Stelle nochmals danke an André M. aus der nähe von Bremen für die tolle Unterstützung bei den Gehäuseteilen der angetriebenen Muttern.

Nach nunmehr einem Jahr “Stillstand” bewegt sich die Maschine nun wieder aus eigener Kraft auf allen Achsen. Somit hat sie ihr Dasein als Ablage oder Werkbank endlich wieder hinter sich gelassen.

Angetriebene Mutter

Die Details zum Umnau und dem gesamten Projekt sind hier zu finden:

• Teil 1 – Start des Umbaus, mit CAD Modellen
• Teil 2 – mit den Aluteilen von André aus der Nähe von Bremen
• Teil 2 1/2 – Herstellung der Spindelhalter
• Teil 3 – Zwischenstand und Herstellung der Lagerblöcke
• Teil 4 – Herstellung der Drehteile
• Teil 5 – Herstellung der Spindelhalter
• Teil 6 – Montage und Trockenlauf
• Teil 7 – Montage zweiter Teil

Letzte Montagearbeiten

Nachdem die alte Zahnstange entfernt wurde konnten wir jetzt den neuen Antrieb auf der “dunklen Seite” der Maschine montieren. Dunkle Seite deswegen, weil die Maschine ziemlich nahe an der Wand steht und hier nur selten jemand hin kommt. Entsprechend unordentlich und voller Späne ist diese Seite.

Nächster Schritt

Jetzt wo sich die Maschine wieder selbstständig bewegt geht es wieder ans Feintuning. Mit dem neuen Antrieb muss die Maschine wieder neu eingerichtet werden…

Vermessung Umkehrspiel

Als Umkehrspiel bezeichnet man den Totgang, welcher beim umkehren der Richtung in einem Antrieb auftritt. Kurz: Ändere ich die Verfahrrichtung benötigt die Spindel ein paar Grad bis die neue Richtung an der Maschine sichtbar wird.

Um das Umkehrspiel zu bestimmen nutzt man normalerweise eine Messuhr und verfährt die Achse mehrfach vor und zurück. Der Wert wird in der Steuerung eingetragen. Bei der GCODE Verarbeitung addiert die CSMIO Steuerung dann bei einem Richtungswechsel die zusätzlich benötigte Bewegung zum eigentlichen Verfahrweg.

Vermessung der Kugelumlaufspindel

Kugelumlaufspindeln weisen auf ihrer Gesamtlänge entsprechend ihrer Toleranzklasse eine gewisse Steigungsabweichung auf. In der Klasse C7 (meistens durch Rollen hergestellt) sind das bis zu 50 mü (0,05 mm) / 300 mm Verfahrweg, bei unseren 2.300 mm Spindellänge also max. 0,38 mm. Da Steigungsfehler jedoch nicht linear sein müssen, kann die Kurve der tatsächlichen Spindelbewegung ganz schön wild aussehen.

In Mach3 gibt es hier die Möglichkeit eines “Screw Mappings” um auch nicht-lineare Steigungsfehler ausgleichen zu könne. Dazu muss die Ist-Position der Spindel an 3 bis 1.000 (Maximum) Punkten mit der Soll-Position verglichen werden. Als Ausgangsbasis dient ein 1 mü Glasmaßstab mit digitaler Anzeige.

Mehr dazu in Kürze in einem eigenen Artikel.

Beidseitiger Antrieb

Eine interessante Option gibt es noch zusätzlich: Unsere CSMIO IP/s Steuerung von CSlabs unterstützt für Portalfräsen das beidseitige ausrichten des Portals gegen separate Endschalter. Somit lässt sich die Maschinengeometrie (bis zu einem gewissen Grad) weiter optimieren.
Bei dieser Funktion wird die Kopplung (Master/Slave) zwischen den Achsen aufgehoben und beide fahren unabhängig voneinander gegen den jeweiligen Endschalter.

Schaltnetzteil

Zusätzlich zum Einbau der neuen Antriebe sind wir auch von 48V 10A (ca. 500 W) auf 72 V 13,9 A (ca. 1.000 W) umgestiegen. Zufällig wurden bei eBay zwei gebrauchte Netzteile des Deutschen Herstellers CamTec angeboten, welche ansonsten bei ca. 600 Euro pro Stück liegen.

Das FOTO dazu reichen wir nach. Im Eifer des Gefechts wurde keines erstellt…

Mit der verbesserten Stromversorgung können wir bereits jetzt vor allem bei der Z-Achse einen deutlichen Zugewinn an Dynamik und maximaler Endgeschwindigkeit feststellen.

Testlauf

Damit sich die Konstruktion einlaufen kann und später im Betrieb keine Probleme macht gab es heute den ersten trochenen Testlauf. Die Motoren mussten bei ausgebauter Spindelmutter 1 Stunde GCODE abarbeiten.

Hier mit offener Abdeckplatte:

Luft?!

Da ist definitiv keine Luft mehr. Als wir kürzlich die Stahlplatte auf dem Maschinengestell neu ausgerichtet haben, hatten wir nicht mit so einem geringen Spaltmaß gerechnet.

“Ja, war beim konstruieren schon alles sehr eng da”

OTon Fabian

Auf der anderen Seite haben wir jedoch noch etwas Spielraum, den wir nutzen werden.

Anschlusskästen Achsantriebe

Die originalen Steckverbinder der Leadshine Hybrid-Stepper (/Servos) hatten wir bereits gleich zu Anfang ausgetauscht. Zum Anschluss gibt es je Achse ein Alugehäuse, was jedoch etwas wuchtig geraten war. Auch bei den Ausschnitten wurde mangels Fräse… na ja, sagen wir mal “improvisiert”.

Alles neu macht der Mai! Und so gab es einen Satz neuer Alugehäuse von Hammond Electrics:

Auch bei den Kabeln diesmal keine halben Sachen. Alles wird ordentlich mit Schrumpfschläuchen befestigt. Und auch die Erde wird diesmal angeschlossen. Gerade im Hinblick auf den baldigen Umstieg von 48 auf 70 V keine verkehrte Sache.

Und hier bereist montiert (überkopf) unter den Portalwangen. Die neuen Gehäuse haben nur 1/3 des Volumens und tragen nicht so auf.

Schwarzes Alu

Merke: Wenn du Alu bohrst und die Späne werden schwarz kann das nichts gutes heißen…

André

Beim Versuch einen neuen Durchlass für das Encoderkabel zu bohren ist das Bohrloch leider verlaufen und hat das 5×1,5 mm2 Motorkabel gestreift. Glück im Unglück: Die meisten Leitungen habe ich absichtlich etwas länger gelassen und unter der Maschine “geparkt”. Somit konnte das Kabel ohne Probleme verlängert werden.

Ciao Zahnstangen

Ein letztes Relikt des alten Zahnstangenantriebs ist nun auch endlich beseitigt. Schon damals bei der Montage hatten sich zwei der Imbus-Schraubenköpfe zerfressen und wollten sich jetzt nicht ausbauen lassen.

In denkbar ungünstiger Lage wurden die Schraubenköpfe ausgebohrt. Hier das finale Ergebnis. Es wird echt Zeit für einen ordentlichen Ausdrehersatz…

Was bisher geschah..

Teil 1 – Start des Umbaus, mit CAD Modellen
Teil 2 – mit den Aluteilen von André aus der Nähe von Bremen
Teil 2 1/2 – Herstellung der Spindelhalter
Teil 3 – Zwischenstand und Herstellung der Lagerblöcke
Teil 4 – Drehteile & Übersich
Teil 5 – Spindelhalter

Gewinde, Gewinde

Bei einem der Drehteile (Hülse) ist uns beim Drehen im letzten Durchlauf der Gewindevorschub durchgerutscht und hat die davor akurat geschnittenen Gewindegänge “Überrannt”.

Ergebnis: Trotz Rettungsversuch hat das Gewinde nicht sonderlich gut getragen.

Lösung: Mit dem WIG Schweißgerät und speziellem Kupfer-Siliziumschweißstäben hat Fabian das Bauteil wieder aufgefüllt und danach erneut abgedreht. Das Drehen von Schweißnähten macht zwar nicht sonderlich Spaß, aber das Teil nochmal anzufertigen wäre noch anstrengender geworden.

Spindel-Befestigung

Der vor kurzem angefertigte Klemmblock wurde an seinen Platz an der Maschinenfrontseite montiert. Durch die Klemmung wird die Kugelumlaufspindel gegen Verdrehen gesichert.

Wer sich fragt wozu die kleinen Löcher zwischen den flachgesenkten Schrauben sind: Hier wollten wir ggf. Passstifte setzen. Aktuell sehen wir hierfür jedoch keine Notwendigkeit, da alles auf Anhieb zusammen gepasst hat.

Was hier so mangels Referenz vielleicht klein und zerbrechlich wirkt ist eine 25 mm Spindel mit darüberliegender 45er Linearführung.

Auf der anderen Seite der Spindel befindet sich ein Halter ohne Klemmung, dafür aber mit zwei dicken Tellerfedern. Dadurch erzeugen wir etwas Vorspannung (verhindert das Durchbiegen) und kompensieren die Temperaturausdehnung.

Da die Werkstatt beheizt ist (Winter 18 – Sommer 28 Grad Celsius) haben wir nur einen sehr geringen Temperaturunterschied von 10 Grad zu erwarten, was einer Längenausdehnung von < 0,4 mm entspricht.

PS: Gut, einen 32er Maulschlüssel zu besitzen…

Antrieb

Die beiden Antriebseinheiten hatten wir ja bereits im letzten Artikel gezeigt. Hier nochmal montiert und in ganzer Pracht.

Es wurden an dieser Stelle bewusste keine Passstifte gesetzt. Bei der Konstruktion hat Fabian darauf geachtet, dass die gesamte Antriebseinheit nicht überbestimmt ist, was ansonsten zu unnötigen Spannungen bzw. erhöhtem Verschleiß führen könnte

Hier nochmal von vorne. Die Abdeckung des Riemengehäuses ist noch nicht montiert.

Doktorspiele!

All zu oft haben wir über Fotos von “leergeräumten” Kugelumlaufspindel-Muttern geschmunzelt. Sowas würde uns nie passieren… denkste! Irgendwann ist immer das erste Mal und heute war es auch bei uns so weit.

Beim aufgleisen der Mutter nach der Passprobe an den Drehteilen hatte sich der Abstreifer verkantet. Um das zu richten musste die Mutter nochmal von der Spindel runter und hat sich dabei einiger Kugeln entledigen können.

Unter sterilen (Werkstattbedingungen) mussten die Kugeln wieder mühselig mit der Pinzette in ihre Bahnen gesetzt werden.

Fazit

Insgesamt hat der Umbau eine Menge Zeit in Anspruch genommen – ehrlich gesagt mehr als erwartet. Da war zunächst einmal die neu gekaufte (alte) Drehmaschine, welche überholt werden musste… Alles in Allem war der lange Weg jedoch sehr lehrreich und entsprechend stolz sind wir auf das Ergebnis.

Nochmal alles in der Übersicht.

So geht es weiter

Als nächstes müssen wir noch die zweite Seite montieren sowie die kleinen Umbauarbeiten an der Steuerung fertigstellen. Auch die leicht zu groß geratenen Anschluss-Boxen für die X-Antriebe werden nochmal angepasst.

Im nächsten Post gibt’s dann bereits den ersten Test “unter neuen Segeln”.

Previously:

• Part 1 – Start and CAD model
• Part 2 – Aluminium parts machined by André from Bremen
• Part 2 1/2 – Machining of the screw holders
• Part 3 – Update and machining of the bearing blocks
• Part 4 – Machining of the turning parts

The part…

… was of course created in CAD by Fabian and will be used to hold the ball screws on the front side of the machine. Because we run one ball screw on each side of the machine this parts will need to be manufactured twice (mirrored).

Steps of machining

• 3 x 9 mm thru holes with a sink
• 3 x 5 mm thru holes
• 1 x 8,5 mm thru hole with sink and M10 thread
• One fit 20 mm H7
• One saw cut to clamp the ball screw
• One stance to index the holders
• Radius for most edges

Doesn’t look much for a professional but quite an adventure for me. After all, all parts of the assembly need to exactly fit together.

Machining

As with most of our work pieces we start at the band saw. I was lucky and the machine was behaving – some time ago we decided to permanently removed the rear blade cover because the saw developed a nasty habit of spitting out the saw blade. Probably this is caused by some clocked up bearings… We will need to perform some maintenance soon!

Raw stock

Next step is truing up the sides of the stock and bringing it down to final dimensions with my favourite tool, the facing head.

To cut down milling time the overall gemoetry was roughed out with the band saw first. Sawing is the most economic way to remove large chunks of stock, especially if the saw is semi-automatic.

The rest of the machining is done with a 20 mm flat end mill.

Slot cutting

Not sure if slot cutting is the correct term but I guess you will get the point. In order to clamp down the ball screw the 20 mm H7 fit had to be relieved.

Concentration! Last time I had (tried) to use a saw blade on the mill I manage to break it. Thanks to the engineering data reference book everything went well this time.

Reaming

The 20 mm fit with tolerance H7 first needed an appropriate pilot hole. The engineering data reference book demanded 0,3 to 0,4 mm undersize but the only drill sizes we have in the shop are 18 mm (too small) and 20 mm (too big). A few minutes at the bench grinder later and the 20 mm cheap “chinesium” spiral flute drill shrunk down to 19,06 mm.

Quick check before I continue with the remaining operations. The fit is perfect and the ball screw will be fixed perfectly.

The radii were machined using a quadrant cutter. This “ancient” tool comes from the pre-CNC time and still gives pretty good results.

The result

Done! If you compare the part to the CAD model you will find that I rationalized some minor details of the part in order to speed up machining.

The surface was later on polished with an orbital surface grinder and 320 gauge sand paper.

This left me with only a few last finishing touches on the parts Fabian hat procued on the lathe earlier… Drilling a few holes and cutting threads.

Next step

All parts are ready for assembly. Here is a first “loose-fit” test.

Some time ago we had started to use dedicated boxes, so called Euroboxes, per each project we start. The box format is standardized and allows to stack equal and half sized boxed above each other for better space management.

The overall build was a bit lenghty… Before we could start this project we first had to complete the rebuild of our Cazeneuve HBX 360 lathe.

Previously:

• Teil 1 – Start des Umbaus, mit CAD Modellen
• Teil 2 – mit den Aluteilen von André aus der Nähe von Bremen
• Teil 2 1/2 – Herstellung der Spindelhalter
• Teil 3 – Zwischenstand und Herstellung der Lagerblöcke

Preparation

Before Fabian and I could start this exiting “shop-weekend” we had to do some improvements on the power supply of the shop. To date we only had one 16 A CEE socket available and could not work in parallel.

Soon we will have 7 16 A CEE sockets available throughout the shop plus 1 32 A CEE socket for the CNC router. Everything will be split in 5 independent circruits.

Soon we will be showing some more details in a seperate article.

Bearing support

André had to re-do one of the two bearing blocks after feeding the boring head too much. The fit was just too loose. Unfortunately his proposal to bridge the gap with some precision calibre band was turned down (for obvious reasons).

Reordering the stock was not so easy. Surprisingly few online stores have 100 x 100 mm raw steel in stock.

After machining we decided to blue the steel parts for better corrosion protection. Unfortunately the finish turned out a bit flaky – despite swiping the parts equally with acetone to remove any residual oils.

The parts before bluing. All functional faces were milled flat with a milling head, the remaining surfaces received a light shining with the beld sander.

Turned parts

At the same time we manufactured the remaining turning parts on our lathe.

When swapping the morse taper tools we realized that we managed to miss 3 screws during tailstock assembly… Now we know why ejecting the tools was so hard!

In order to improve run-out when machining the other side of the part we used soft jaws. Previous to machining the actual part the soft jaws are bored out with a boring bar to a slightly smaller dimension.

The result: Perfect dimensional stability and a mirror finish.

Our refurbished Cazeneuve earned our respect.

The only thing where the machine did not perform as expected was the thread cutting function. Sometimes the automatic pick up function of the lathe did not engage and ended up destroying the previously machined threads. We need to have a look at this problem in more detail later…

Overview

Left: CAD model, right: finished parts. On both sides the parts look relatively small – but trust me, they are large and heavy!

All components at a glance:

• Belt housing with motor mount and motor
• Lid for belt housing
• Bearing support with mounting adaptor
• Cartridge with belt pulley
• Cartridge, bearing and belt pulley

Next time..

The only parts still missing are the mounting / clamping plates for the ball screws. We already ordered the stock and will start machining the parts shortly.

Doch zunächst etwas neues für die Werkstatt!

Laufrost

Was so ein Laufrost doch für Vorteile hat merkt man erst, wenn man mal ein genutzt hat. Nachdem ich länger unschlüssig war ob wir an der Drehbank ein Laufrost brauchen hat Fabian spontan Nägel mit Köpfen gemacht uns kurzerhand eines gebaut. Ausgangsmaterial sind Douglasien Terassendielen.

Die Vorteile:

• Die Späne sind keine Rutschgefahr mehr
• Öl / KSS landet nicht mehr direkt auf dem Boden
• Die Bretter federn ein wenig, was längeres arbeiten angenehmer macht
• Die Arbeitsposition vor der Maschine ist angenehmer

Umbau X-Antrieb auf KUS mit angetriebener Mutter

Der Lagersitzt für die beiden Schrägkugellager, welche gegeneinander verspannt werden, besteht aus Stahl. Ausgangsmaterial ist ein 80 x 100 x 100 mm Stahlklotz. Da unser Vierbackenfutter an der Drehbank noch nicht einsatzbereit ist (Thema Futterflansch… Leidige Sache) haben wir uns für eine Bearbeitung auf der Fräsmaschine entschieden.

Diesen Bohrer habe ich günstig in der Ukraine erworben. Echte UdSSR Qualität…

Damit der 50er MK4 Spiralbohrer passt, musste der Dreh/Schwenk-Tisch runter und das Werkstück direkt gespannt werden. Dank Getriebeuntersetzter 2,5 kW Antriebsleistung ist die Bearbeitung kein Problem.

Bevor es weiter zum planfräsen der Oberseiten geht muss der Stahlklotz erstmal noch Material verlieren. Mehr als 0,6 mm können wir mit dem Messerkopf nicht sinnvoll wegnehmen, die 10 mm Schlankheitskur sparen uns einiges an Zeit.

Vor dem nächsten Bearbeitungsschritt haben wir den Klotz nochmal plangefräst. Damit der Schraubstock das Werkstück dabei nicht schräg klemmt kommt an der losen Seite des Schraubstocks ein Stück Schweißdraht zwischen Backe und Werkstück.

Weiter geht es mit dem mechanischen Kantenfinder. Dieser besteht aus zwei Stahlzylindern, welche mit einer Spiralfeder zusammen gehalten werden. Fährt man mit laufender Spindel an das Werkstück heran fluchten die beiden Zylinder irgendwann. Somit lässt sich recht genau der Werkstücknullpunkt bestimmen.

Für den nächsten Bearbeitunsschritt musste erstmal “Spezialwerkzeug” her. Diese 20er Bohrstange war zu lang und wurde kurzerhand abgesägt. Gut, dass der Schaft nicht gehärtet war…

Als nächstes folgt das Ausspindeln von 50 mm auf 80 bzw. 90 mm. Sicherlich: Auf der Drehbank wäre das komfortabler gewesen und mit einem größeren Bohrer zum vorbohren auch deutlich schneller. jedoch war beides nicht vorhanden, also wurde in 1mm Schritten ausgespindelt.

Zwischendurch immer wieder Kontrolle mit der Teleskoplehre. Mit diesem Messwerkzeug kann man seine Mikrometerschrauben recht kostengünstig um eine Innenmessfunktion erweitern. Leider ist der Umgang damit nicht immer ganz einfach – wie ich schmerzlich feststellen musste. Jetzt muss einer der Lagersitze erneut gefertigt werden. Immerhin habe ich jetzt Übung darin…

Besser wäre natürlich eine Dreipunktinnenmessschraube (Ein Wort?!), die Kosten in dieser Größenordnung aber selbst als Import immer noch 160 Euro aufwärts. Für 4 Passungen ist das zu viel.

Das Ergebnis ist ganz vernünftig geworden. Im inneren des Lagersitzes erkennt man den eingebrachten Distanzring, gegen welchen die beiden Lager gespannt werden. Auch die Oberflächen sind brauchbar geworden.

Jugendsünden..

Stück für Stück beseitigen wir auch die letzten “Jugendsünden” an der Maschine. Im Bereich Elektronik haben diese meistens mit dem Wort “WAGOKLEMME” zu tun, jene grau-orangen Helfer wenn es mal schnell und unbürokratisch gehen muss.

Das Anschlussfeld der Ventilinsel war so ein Fall. Jetzt ist alles korrekt im linken Portalbalken verkabelt und mit passenden Kabelverschraubungen versehen.e

Auch die Spannungsversorgung für Zusatzanwendungen (Z-Achse) wurde in ein Alugehäuse gepackt. Leider haben wir versäumt ein Foto davon zu machen.

Beim Anschlussfeld für die Sensorik haben wir den uralten Klemmblock mit Schraubanschluss gegen moderne Federzugklemmen getauscht. Diese haben einen deutlich geringeren Platzbedarf. Hier das Foto nach dem Ausbau… das Ergebnis wurde im Eifer des Gefechts noch nicht fotografiert.

Vor Kurzem haben wir dieses Foto eines HPC Einschneiders gepostet. Die Auflösung zum “Bilderrätsel” gibt es jetzt!

André und der rote Drachen

André, Namensfetter und ebenfalls ein sehr ambitionierter CNC Enthusiast, hat sich freundlicherweise bereit erklärt uns bei der Fertigung der Teile zu unterstützen. Mit seinem Späne-speiendem “Red Dragon” (Ein Traum aus CSMIO IP/S, Royal-CNC, Vakuumtisch, Servoantrieben und 7 kW Frässpindel) wurden die Deckel und Rahmenteile für unsere neuen X-Antriebe hergestellt.

Hier die Maschine nochmal in ganzer Größe… Auf dem Foto hat André übrigens schon die neue Royal-CNC Tastatur, passend zur Software, verbaut. Das Gehäuse ist Marke Eigenbau und natürlich aus Alu.

Bei Gelegenheit muss ich mir die Maschine mal live anschauen!

Mittlerweile hatte ich auch Gelegenheit die Maschine (und den Erbauer!) persönlich kennen zu lernen.

Bearbeitung

Wer sich fragt wieso der Berg Lametta Späne wie kleine Nadeln aussieht: Das ist das Werk des oben gezeigten HPC (High Performance Cutting) Fräsers. Mit diesem Werkzeug kann in kurzer Zeit viel Material zerspant werden, was in der Regel auf Länge der gesamten Schneide geschieht.

Ergebnis

Das Ergebnis kann sich sehen lassen!

Nächste Schritte

Weiter geht’s in Kürze mit den Drehteilen. Hierzu warten bereits diverse Stahlklötze und etwas Rundmaterial darauf zerspant zu werden.

Für die Gehäuse haben wir jetzt auch einen Ausdreh/Ausspindelkopf bekommen. Cat for dimension only!