Använda servo för verktygslåsning

[swapper]

Hej!
Tänkte bra dra en tanke jag har gällande ett alternativt sätt att låsa verktyg i frässpindel.
Den nya fräsen jag håller på att bygga kommer köra med en 2kw servo som spindelmotor.
Idén är att använda en bromsskiva vars centrum är gängat för att kunna spänna fast på dragstången.
Så kör man spindeln åt rätt håll och bromsar skivan så spänns dragstången och verktyget dras uppåt.

Det jag skulle behöva er input på är beräkningarna för kraft gällande gängor, som jag ser det får jag en kraftökning av de ca 5-7nm som servomotorn kan ge ut på sin axel vilka översätts i att gängan dras åt.
Men hur mycket kraft får man ut om man drar en "bult" med säg 5nmn ?
Dragstången tror jag är 10mm gänga, den går såklart att ändra så man har fingänga vilket borde ge mer kraft?
Finns det några smarta sätt för att öka kraften i denna tillämpning?

Någon som vet hur verktygslåsningen fungerar i en Dynamyte fräs? har för mig att dessa är elektriska?

[H.O]

Du kan räkna ut den teoretiska "drag-/tryckkraften" gemom att ta Vridmoment / (Stigning / 2Pi).
Så om du har 5Nm och en M10x1.5 får du 5/(0.0015/2pi) = ~21000N. Detta förutsätter nu 100% verkningsgrad vilket du självfallet inte har i en vanlig gängstång.

[LaRdA]

http://www.mekanex.se/ber/se-vridmom_skruvdrift.shtml

Om man tar en stigning på 1.5mm och en verkningsgrad på 0.3 (bara höftad, men är det en vanlig gängstång så är den nog ganska låg) så får man vid 5Nm 6300N.
Hos Dynamyte fräsarna så har jag för mig att man använder dragtappar på verktygen och en gripper som håller verktygen med hjälp av tallriksbrickor, sedan en liten utväxlad elmotor som trycker ner dragstången när verktyget ska frigöras.
Så elmotorn används inte för att dra fast verktyget, utan bara för att frigöra det.

[bellasoda]

Hej!
Tänkte bra dra en tanke jag har gällande ett alternativt sätt att låsa verktyg i frässpindel.
Den nya fräsen jag håller på att bygga kommer köra med en 2kw servo som spindelmotor.
Idén är att använda en bromsskiva vars centrum är gängat för att kunna spänna fast på dragstången.
Så kör man spindeln åt rätt håll och bromsar skivan så spänns dragstången och verktyget dras uppåt.

Det jag skulle behöva er input på är beräkningarna för kraft gällande gängor, som jag ser det får jag en kraftökning av de ca 5-7nm som servomotorn kan ge ut på sin axel vilka översätts i att gängan dras åt.
Men hur mycket kraft får man ut om man drar en "bult" med säg 5nmn ?
Dragstången tror jag är 10mm gänga, den går såklart att ändra så man har fingänga vilket borde ge mer kraft?
Finns det några smarta sätt för att öka kraften i denna tillämpning?

Någon som vet hur verktygslåsningen fungerar i en Dynamyte fräs? har för mig att dessa är elektriska?

Hehe, kul fråga!

Kom ihåg att moment är i enheten Newtonmeter inte nanometer! Såvida du inte räknar med skruvens förkortning efter åtdragning?

Enligt Collys handbok om skruvförband så ger en smord M5 8.8-skruv dragen med 5.7Nm en klämkraft på 6.9 kN, en M4 dragen med 2.9 Nm ger 4.2 kN. Även andra dimensioner finns i tabellen. Se sidan 36 (sid 37 i pdf'en) på: http://www.collycomponents.se/wp-conten ... 8rband.pdf

Om du vill ändra så att du får mer kraft så är det bättre att byta till en högre skruvkvalitet än att gå till fingänga. Om du har t ex en 12.9-skruv så kan du ju skruva hårdare utan att skruven går i sträckgräns. Du kan också försöka sänka friktionen i gängan genom diverse smörjning. Nu har du ju gängstång och då är väl hållfasthetsklass 10.9 den bästa kvalitet som är tillgänglig?

Sen finns ju risken för sättningar vilket ger klämkraftsförlust över tid och då underlättar det ju att ha bättre bearbetade anläggningsytor, eller längre klämlängd.

[swapper]

Hej!
Oj oj det var uttömmande svar det tack!
Nej det skall så klart vara i Nm, inte något vidare på det här...

Jag blir lite osäker om det kommer räcka då, tror inte det.
Enligt Preventing Collet Slip - Tormach så bör man ha 20lb/ft moment på skruven när man spänner vilket jag får till 27.11Nm.
Långt över de 5Nm jag kan få ut ifrån servon....

27Nm på skruven skulle innebära 22000Nm dragkraft på colleten:
http://www.thetoolhut.com/Torque-Conver ... etric.html ?
Är 22000Nm == 22ton tryckkraft? verkar orimligt...

mina gissningar/beräkningar är säkert åt skogen.
Tror ni det ens är möjligt?
Blir lite snurrig med alla konverteringar och ja rent begränsad i kunskap...

[bellasoda]

22000 N blir det, motsvarar 2200 kg på ett ungefär. Helt klart rimligt! Sen om din gängstång håller för det är en annan fråga!

Vad är det för dimension på gängstången?

[swapper]

Ahh ok dela med gravitationen /9.81 för att få i kg.

Tänker jag rätt så vill Tormach att man skall ha 2.2tons drag i spännhylsan enligt pdfen jag länkade tidigare.
Med mina 5Nm ifrån servon kommer jag max upp i 4200N enligt Mekanex
Ca 420kg kraft?

Tallriksfjädrarnasom jag använder idag på den lilla fräsen har runt 1630-2000N
Kraften där blir bara runt 200kg ? mirakel att jag lyckats fräsa något...

Har jag räknat rätt om jag säger att 20 foot lbs = 27Nm
Vilket om man matar in i Mekanex blir 22000Nm kraftöverföring på skruven vid 1.5 stigning.
22000Nm blir 2242kg.

[H.O]

Tallriksfjädrarnasom jag använder idag på den lilla fräsen har runt 1630-2000N
Kraften där blir bara runt 200kg ? mirakel att jag lyckats fräsa något...

Använder du en R8-spännhylsa i din maskin med tallriksfjädrarna?Om jag förstått rätt så gäller ju Tormach-dokumentet deras TTS-system i deras spindel (som ju är R8). Om du har en spännhylsa av Morse-typ så är det en helt annan kontaktvinkel vilket ger ger mycket högre "utväxling", dvs mer "klämkraft" per kN "drag" i dragstången.

[swapper]

Det är en MT3 spännhylsa som jag har tänkt använda.
Sen för att göra det hela ännu mer rörigt så är det en ISO30 spindel i maskinen som jag konverterar men där jag införskaffat en adapter iso30 > mt3 > TTS
Absolut inte optimal lösning, framtiden blir säkert någon ISO/BT30 men som jag förstår det så kan man inte köra med gripper i ISO30 då det är för trångt inne i spindeln.
TTS verktygen har jag redan och kan jag använda de i en övergångsperiod tills jag hittat en vettig lösning för att få snabba verktygsbyten i en ISO30 så vore det bra.
Idér mottages tacksamt!

[swapper]

Letat lite och det verkar vara någon som konverterat en ISO30 att köra med griper
http://www.cnczone.com/forums/benchtop_ ... tud-2.html

Någon AndreasT här ?

[bellasoda]

Använder du en R8-spännhylsa i din maskin med tallriksfjädrarna?Om jag förstått rätt så gäller ju Tormach-dokumentet deras TTS-system i deras spindel (som ju är R8). Om du har en spännhylsa av Morse-typ så är det en helt annan kontaktvinkel vilket ger ger mycket högre "utväxling", dvs mer "klämkraft" per kN "drag" i dragstången.

Nu fattar jag inte alla bokstavsförkortningar (R8, TTS, etc.), men 'klämkraft per kN', det låter ju konstigt då klämkraft vanligen anges i kN?

Ingen som kan rita en figur så att man fattar upplägget?

[H.O]

R8 och MT är olika typer av spännhylsor. Det de har gemensamt är att de är koniska på utsidan, cylindriska invändigt (ja det finns andra också men det är inte relevant här) och slitsade axiellt. Man monterar sitt verktyget (som i sin tur kan sitta i en så kallad TTS-hållare men det kvittar) i det invändiga hålet och när spännhylsan dras upp i det koniska hålet i spindeln kläms verktyget fast.

Olika typer av spännhylsor har olika konvinkel så om dom dras upp i spindelns koniska hål med samma kraft (det jag kallade för "drag" i tidigare inlägg), som väl mäts i Newton, så ger de olika mycket "klämkraft" eftersom "konvinkeln" är annorlunda. Eller tänker jag galet?

EDIT: Bifogar en simpel, not to scale, skiss:

Spännhylsor.GIF

[swapper]

Nae jag tror inte du tänker galet alls.
http://www.cnc-arena.com/en/forum/drawb ... 39257.html

The R8 collet has a ratio of 1:7
Some dimensions of the R8
D1=31,75
D2=24,13
L=26,67

31,75-24,13=7,62
7,62/2=3,81
3,81/26,67=0,142857
0,142857=1/7

The MT3 collet has a ratio of 7/279
Some dimension of the MT3
D1=23,825
D2=19,7612
L=80,9752

23,825-19,7612=4,0638
4,0638/2=2,0319
2,0319/80,9752=0,02509
0,02509=7/279

The R8 need about 1500lbs of force to clamp the tool securly in the spindle. This gives:
1500=680Kg
680/0,142857(Ratio of R8)=4760Kg

To get this kind of force on a MT3:
4760*0,02509(ratio of MT3)=119Kg

Vilket gör ovan kalkyler baserade på tormachs pdfer felaktiga då jag har en MT3!
Då kanske det finns lite hopp om det
Får kanske bara helt enkelt testa.

[bellasoda]

Det man egentligen vill är att friktionskraften mellan verktyg och spännhylsa ska vara såpass stor att den inte börjar glida antar jag då.

Det är nog så som ni säger, att man får olika utväxling med olika vinkel på ytorna.

Man kan ju räkna mer noggrant på det, men det svåra är väl att uppskatta vilket moment som verktyget utsätts för, så att man vet vilket moment som man ska dimensionera glidning mot?

[säter]

Eftersom Mk-verktyg är självhämmande, kan lossningskraften bli betydligt större än den ursprungliga dragkraften.
Konan fastnar hårdare efter att verktyget belastats axiellt.