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框架切割

我买的是毛料,需要按照模型尺寸切割到需要的尺寸。我头一次使用型材切割机。感觉有些切不动,切的很费劲,用了很长的时间。

关于型材切割机
我是新买的一台牧田型材切割机,我发现这类切割的机精度是很差的,当然这类切割工作本身并不需要太高的精度。

XY垂直度还好办,X轴的靠山是可以调的,XY面&Z轴的垂直度就比较麻烦了。机器的XY面是不平的,有凹凸,所以只能靠手工尽量去调整XY&Z的垂直。

切起来很费劲,我用了很长的时间。即使我调整的很标准,切的很慢,切出来的垂直度很差,垂直偏差2-3mm。砂轮片受力,无法保持正确的角度。

解决办法

  1. 用切割机切到大概的尺寸,而后用角磨机修整,最后划线手工用锉刀精修。可以搞定但是太慢,一个头搞半天。
  2. 用锯床,或者冷切机?
  3. 铣削加工。

我把钢管拿到车床加工,用车床车了一下。

滑轨切割

滑轨切割要根据丝杆的长度仔细测量结合模型数据认真比对。

滑轨最多切4刀,用角磨机切一下,慢慢修整就行。

钢架定位打孔攻丝

这是钢架制作的主要部分,用打印好的3D模型辅助件,定位,打孔,攻丝。难度不大,量大。

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测量R角

用之前打印的R角测量工具测量一下R角,然后修改模型中的FrameRadius参数。至此就可以导出3D模型开始打印了。

关于R角测量的一点感受
测量工具并不能非常准确的测量出R角的数据,感觉相邻的3个数据都差不多,又都不太合适。
所以得打印模型做数据校验。只要打一个#1就可以了。我打印了R4,R5,R6三个数据模型。

关于模型导出
官方给出的模型导出代码已经很老了,我丢进去试了一下,报错。想自己把PYTHON代码改一下,一个一个导出可太费劲了。看了一下社区,已经有人给了修改后的代码,丢进去,直接导出,几十个模型一下全搞定。

关于打印
模型文件50,60个,有效的40多个,有些是需要打印多份的。打印模型估计要100多个小时。

打印

打印的材质最好是PLA,我用的PLA+,但是步进电机支架是不能用PLA的,步进电机会发热,PLA热变形。所以电机支架需要用PETG。

另外打印的参数,填充比例,层数,打印方向,官方都给了详细的说明。

更新

之前的R角测量感觉各个数据都差不多,究其因是因为测量工具不太给力。V4.13版本发布了新的测量工具,感觉这个好点。
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参考:
https://wiki.printnc.info/en/v3/printing

关于零件

零件对新手来说非常陌生,我先读了官方wiki,又查了很多零件型号的资料,最主要的文档就是官方的BOM清单。

PrintNC基本都是标准件,直接淘宝购买就可以了。

丝杆

整个机器一共要用到4跟丝杆,分别是y轴两跟,x轴一跟,z轴一跟。
我的第一步计划完全没有考虑z轴。所以只买了三条。

丝杆虽然是标准件,但实际是按照给定尺寸加工的。如果你只能买到定标尺寸的丝杆,比如1200的800的。那么就只能调整机器尺寸来适配丝杆的长度了。

我买了3根,尺寸为 x轴1275mm x1 y轴875mm x2

1. 丝杆规格

模型中有两个规格,分别是1610,2010,16,20是丝杆直径,10是导程,我选择2010。两个不差多少钱,直接用2010,省得以后麻烦。

2. 丝杆坐

丝杆坐分前后,前后又有各种款式,BK,EK,FK;BF,EF,FF,总之,按照BOM清单,选择丝杆对应的BK,BF,就可以了。

3. 丝杆螺母

正常匹配丝杆的螺母就可以了

滑块,滑轨

1. 滑轨

滑轨用HGR20,除非特殊需求换用15的或者25的滑轨。滑轨买长一点,回来自己切。

2. 滑块

滑块有两种款式,分别是CA和CC,项目中使用的滑块都是CC系列的。滑块和导轨要配套,我选择HGW20CC。

其他

1. 联轴器

联轴器和丝杆匹配,和步进电机轴匹配。57步进电机最常见的轴是8mm的。所以两头的数据要匹配好。

2. 丝杆螺母座

我买的是丝杆套件,里面是有丝杆螺母座的,在这个项目中,不需要用丝杆螺母座。单独买的话,这个不需要购买。

电机&驱动

1. 电机

BOM中的电机叫NEMA23,中国叫57步进电机。规格选择 2.5N 电机长度是100mm。
这个大点小点应该问题不大。2.3N,2.8N的都行,太小1.2N就不太合适了。

2. 驱动

驱动有TB6600,DM542,网站上说两个都可以。我买的 57步进电机 2.5N DM542套装。

紧固件

全部都是内六角螺丝,按照材料商网站给的数量买就行了,适当多买些。
再买一些尼龙丝柱,以后喷漆用于堵螺丝孔。

工具

各种钻头,丝锥,中心冲,等等。

关于品牌

丝杆部分:恒大轴承 (此恒大非彼恒大)
步进电机:普菲德57步进电机

BOM清单

官方的V3清单搬运,我的简单的V4清单,V3的翻译版
https://docs.qq.com/sheet/DSHlUbGNBbmluTWxV?tab=000001

0.选型

我大概看了 OpenBuilds Shapeoko maslow CNC PrintNC这几款机器。
其中要么是型铝框架,要么是皮带传动,要么是行程问题,要么是零件非标。最后选择了PrintNC

1.PrintNC优劣势


刚性有保证,零件除了3D打印部分的基本都是标准件,很容易买到,成本比较低。

需要大量的打孔/攻丝这样的机械加工工作。但这不正式折腾的意义嘛!
3D打印件,强度低?这点应该不需要担心,强度足够的。

2.关于尺寸

V3版本中建议的有效切割尺寸在950*600mm,X轴如果再加大就要提高型材的规格,否则X轴会轻微下沉,容易产生Y轴方向的弯曲力。
如果要增加尺寸建议增加Y轴尺寸,增加Y轴的尺寸还能提高稳定性。

V4版本的模型中,默认的X轴尺寸已经达到了1275mm。

我最理想的工作尺寸是(1220+50)x(600+50),这样我就可以切标准宽度的板材。综合考虑到使用率,刚性,还有占地面积,我计划能切割1000 * 600,留一点余量,工作尺寸定为 1050 * 650

3.框架材料

a 方形钢管

几个原则:
1.不建议用2.5毫米以下的方管,1是钢管强度低,2是管壁太薄攻丝的丝牙太少,螺栓连接强度低;
2.也不建议用5毫米以上的方管,1是钢管厚度增加,R角加大,钢管的平整度会出现问题,2是重量增加惯性加大加速度减少
3.机器的刚性并不和型材的厚度成线性关系
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4.roller必须使用4.5毫米以下规格的钢管,还不知道这是为什么
5.方形钢管规格不固定,接近的规格都可以,模型中可以自定义材料属性

b 材料计算器

销售商提供的线上材料计算器,好像和fusion模型略有区别,还是要以模型为准
https://threedesign.store/metric-frame-size-calculator/

c 钢管R角

钢管的R角数据要输入fusion 360,所有的3D模型都需要调用这个参数。是打印件的重要参数。

官方提供了一个简单的R角测量工具
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我打印了一个,很小,
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R角测量工具
https://wiki.printnc.info/en/v3/printing/tools#steel-radius-measuring-tools

2024-3-14 R角测量工具更新
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选购钢管

今天去建材城考察钢管,看了好几家,都没有合适的钢管。
当地市场只有镀锌钢管,厚度很薄,最厚的只有2.0mm,镀锌方管的规整度很差,显然不合适。准备考虑淘宝购买了。

wood版的模型中使用了两个规格的方管,分别是框架使用的75x50,和x轴使用的100x50,厚度都是3mm的。

中国是没有75*50这个规格的,要么是70x50,要么是80x50,起初我准备使用70x50的方管,后来在官方聊天室咨询了一下,发现70的还不行,型材会和滑块有干涉。修改模型参数,确实能看到干涉。

所以只能使用80x50的方管,由于我的x轴行程不大,所以索性就只用一个规格的方管了,全部用80x50的方管,厚度是4mm(实际3.7mm)的。

下单材料:

方管规格 50*80*4
1400mm   4根    用于x轴和x轴框架
1000mm   2根    用于y轴框架
500mm    1根    用于切割3个100mm的滚子支架

所有的尺寸都要比数据尺寸长一些,方便回来自己切割加工

淘宝下单,包邮到家,一共是350块。

其他材料

x轴和y轴的连接需要两块角铁,模型中是75x50的。这个规格中国也是没有的。买方管的时候我让商家顺带给切一段70x70的角铁。回来自己加工成需要的尺寸。
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我的BOM清单

https://docs.qq.com/sheet/DSHFadWVUR2dBYktU?tab=BB08J2

更新

我买的钢管到货了
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我打算做一台木工用CNC。

挑战

我毫无建造此类机器的经验,我需要从原理,设计,制作,使用,再到机械、电子、软件,全方位的学习。
我甚至需要从头开始学习FUSION 360,否则我连设计模型都无法查看。

这对我来说显然是一个极具挑战性的大工程,我打算用1年甚至更长的时间来学习并制作他。

参考原型:

参考PrintNC机型,PrintNC是CC 4.0协议完全开源的CNC机器。主要使用常见的传动标准件、方钢钢管、3D打印连接件、辅助件,比较适合个人DIY,用较低的成本构建足够刚性的CNC机器。

思路

思路1,
完全照搬PrintNC的所有结构,1:1建造,这样相对来说可能最容易。但是这样的话我的使用需求无法更好的体现。

思路2,
学习PrintNC原理,按照自己的需求重新构建,这样的话最困难,但是这个过程可以更好的学习和理解CNC。

需求

我的主要需求是切割&雕刻木头,极少有金属加工场景,最多就是铜和铝。所以对刚性的要求并不太高。对行程的要求是越大越好。X轴最小有效工作行程 800mm +。

目标行程 (mm)

X: 800 ~ 1220
Y: 500 ~ 700
Z: 200 ~ 300
(有效工作行程)

主轴

木工修边机(牧田)

传动

线性导轨 + 滚珠丝杆

步进电机

57步进电机


PrintNC 官网

https://wiki.printnc.info/en/home