Machen Sie Ihre eigenen DIY CNC
24 Schritt:Schritt 1: Begriffe & Specs Schritt 2: Stück Schritt 3: Fertigteile Schritt 4: Basiseinheit Schritt 5: Gantry Side Assembly Schritt 6: Gerüstbaugruppe Schritt 7: Y-Achse Antriebsstrang Schritt 8: Trolley Assembly Schritt 9: Spindel Assembly Schritt 10: Schlitteneinheit Pt 1/2 Schritt 11: Schlitteneinheit Pt 2/2 Schritt 12: Z-Achse Assembly Schritt 13: Zahnriemen Schritt 14: Die Quadratur des Gantry Schritt 15: Endschalter Schritt 16: Foam Schritt 17: Das Furnier Schritt 18: Bithalter Schritt 19: Propeller Pt 1/5 - Mould Schritt 20: Propeller Pt 2/5 - Carbon Fiber Layup Schritt 21: Propeller Pt 4/5 - Hub Schritt 22: Propeller Pt 3/4 - End Cone Schritt 23: Propeller Pt 5/5 - Montage Schritt 24: Follow-up / Verbesserungen
Diese instructable umreißt den Montageprozess meines 2. Generation CNC-Maschine, die ich entwickelt, um einfach zu bauen und ruhig genug, um Wohnung freundlich zu sein. Ich habe beispielsweise Projekte, die ich in den ersten zwei Wochen der Benutzung der Maschine, um seine Fähigkeiten zu demonstrieren gemacht enthalten.
Dies ist der zweite CNC-Maschine, die ich entworfen und gebaut. Meine erste Maschine wurde von der oomlout instructable basiert (mit Abstand mein Lieblings instructable und die, die mich süchtig auf dem Gelände stand) "Wie man einen Drei Achsen-CNC-Maschine (billig und leicht) zu machen." Es war mäßig erfolgreich, Schneiden einer Anzahl von Teilen aus Hartschaum (eine Zusammenfassung der Teilen kann auf meinem verlassenen Blog gefunden werden hier zusammen mit einigen build Fotos). Der Mangel an Gesamtsteifigkeit und Spiel in den linearen Mechanismen gemeint, dass Sperrholz und Kunststoff nicht wirksam geschnitten werden. Der größte Sturz der Maschine war die Schwierigkeit, zu installieren und zu quadrieren, die die Achsen und es fehlte die Fähigkeit, Feineinstellungen einmal eingerichtet werden. Die Antriebsscheiben wurden zwischen den Portalseiten eingeklemmt und wenn eine Riemenscheibe gelöst die gesamte Portalstruktur musste demontiert und wieder zusammengesetzt und im Quadrat noch einmal (ein paar Abende der Arbeit).
Bei der Überprüfung veröffentlicht Entwürfe für eine 2. Generation Maschine Ich revisited Joes CNC , ein beliebtes Design, aber ich fragte meine Fähigkeit, so viele doppelte Teile mit ausreichender Genauigkeit zu erzeugen. Ich stieß auf buildyourcnc.com und ihre blueChick Design. Was meine Aufmerksamkeit erregte war die Verwendung von V-Rillenlager und wie es das Design und die Einfachheit der Ausrichtung der Achsen vereinfacht. Ich hatte zuvor abgezinst V-Rillenlager aufgrund ihrer Kosten (150 € / für Skatelager gesetzt vs. 12 €), aber nach meinem ersten build Ich hatte genug Erfahrung, um ihre Vorteile vollständig zu verstehen und zu erkennen, dass sie auch die Investition wert waren. Die blueChick war einfacher als die Joes CNC-Design war aber immer noch ein bisschen zu kompliziert für meinen Geschmack so machte ich mich auf eine neue Maschine basiert off der neuen Lager zu entwerfen. Ich kam mit einem neuen Design mit drei Hauptdesignmerkmale, die Mängel meiner ersten Maschine gelöst:
1) Alle der Laufwerkmechanik ausgesetzt sind. Wenn überhaupt erfordert Anpassung oder Festziehen können Sie sich mit einem Inbusschlüssel zu Fuß, Schraubendreher oder Schraubenschlüssel und greifen alles so daß der Maschinen up sein und wieder in einer Angelegenheit von Minuten laufen. Die Achsen sind einfach zu installieren mit den V-Rillenlager und kann Mikro adjusted einmal installiert werden.
2) Der Entwurf hat eine geringe Anzahl von Komponenten hergestellt und ermöglicht eine niedrige Aufbautoleranzen. Die Genauigkeit wird der Flachheit der Sperrholz und die Geradheit der Aluminiumprofile beruht. Alle hergestellten Komponenten können grob geschnitten werden (mit Ausnahme von zwei Kanten in Schritt 3 detaillierte) und alle Löcher sind überdimensioniert, um für leichte Ungenauigkeiten beim Bohren zu ermöglichen. Dies ermöglicht für etwaige Ungenauigkeiten in der Bauphase bis während der Montage, ohne dabei jede Präzision genommen werden.
3) Niedrige Betriebsgeräusche. Die Maschine hatte ruhig genug, um in einer Wohnung verwenden, um sein oder ich könnte es nicht verwenden. Das Drehwerkzeug I auf meiner letzten Maschine funktionierte gut, aber beim Laufen auf 20k rpm, schrie es zu laut für mich, in meiner neuen Heimat zu verwenden. Terminologie & Specs: Eine benutzerdefinierte Spindel wurde als Lösung mit geringem Rauschen wesentlich reduziert performance.Step 1 gebaut
Die Gesamtdaten der Maschine sind wie folgt:
Schneidvolumen 22 1/2 "x 18 1/4" x 2 1/4 "
Achsantriebe:
X & Y: MXL Synchronriemen w / 40 Rillenscheibe (Pitch Durchmesser 1,019 ") maximale Auflösung 0,004 Inch auf 1/4 Mikroschritt
Z:. 1/4 "Gewindestange theoretische Auflösung 0,00006 Zoll auf 1/4 Mikroschritt
Alle Achsen angetrieben durch 130 Unzen-in Schrittmotoren.
Schnittgeschwindigkeit / Tiefe sind abhängig von dem Material, das geschnitten und werden von hausgemachten Spindelleistung und Fräser begrenzt.
Die Terminologie für die verschiedenen Komponenten, wie ich auf sie beziehen ist in der Abbildung dargestellt. Ich habe die X & Y-Achse ausgerichtet, wie gezeigt, so dass, wenn sitzen vor der Maschine, die Achsen entsprechen einem 3D-CAD-Zeichnung, wie in der Draufsicht (X-Achse horizontal, Y senkrecht und Z aus der Seite / Bildschirm) .Schritt 2 : Stückliste
Beigefügt ist eine Aufteilung der Komponenten und die Kosten der Maschine. Die Hardware und Aluminium wurden in Chargen von lokalen Baumärkten als Sache der Bequemlichkeit bestellen das Design fortgeschritten sind und diese Preise werden angezeigt. Mit einer kompletten Stück diese könnten von speziellen Metallverschluss und Lieferanten mit einem erheblichen Abschlag bezogen werden. Alle Preise sind in kanadischen Dollar; diese Elemente viel billiger weg von den gleichen Regalen für meine Nachbarn in den USA sein. Auch wenn Kanada ist eine Metrik Land, alle Bestandsgrößen von Holz, Metallen und Hardware sind imperial mit einem kräftigen Aufschlag auf metrischen Komponenten, wenn sie noch verfügbar sind. Aus diesem Grund sind alle Komponenten außer dem Sperrholz (Ich hatte noch nie metrischen Sperrholz in einem Baumarkt vor, was wahrscheinlich ist, warum es war die Hälfte des Preises der kaiserlichen Lager ähnlicher Dicke zu sehen) Kaiser Größen.
Die Gesamtkosten der Maschine war über das, was ich erwartet hatte, als ich begann meine erste Maschine, aber diese Kosten über vier Jahre habe ich an dem Projekt gearbeitet verbreitet. Ein Vergleich mit Einstiegs-kommerzielle Produkte auf dem Markt zeigt, dass die DIY Route ist immer noch ein billiger Weg zu gehen. Während diese Maschinen können eine bessere Leistung als ein Haus gebaut Holz gerahmte Design haben, gibt es keinen Ersatz der Befriedigung, eine Maschine selbst. Ich bin auch nicht sicher, wie flexibel diese sind für die Ausführung von verschiedenen Treiber-Software und allgemeine Flexibilität, wie Sie die Maschinen zu verwenden.
ShopBot Desktop- € 4.995 + Steuern + S & H + Spindel
Laguana Swift € 4.900 + Steuern + S & H
Rockler CNC Shark Pro Plus € 3.800 + Steuern + S & H + Spindel
Allgemein Internationale i-Carver 2100 € + Steuern
Lumenlab der M3-Kit sieht aus wie ein schönes Produkt, aber bei € 999+ S & H + Software + Fahrer der Gesamtpreis wird € 1500 sein, es zum Laufen zu bringen.
Ein Hinweis auf Designs mit dem Titel CNC für weniger als $ XXX US-Dollar (in der Regel unter 200 €). Es wird immer ein Kompromiss zwischen Leistung und Preis. Maschinen mit sehr wenig Kräfte auf das Werkzeug können sehr billig hergestellt werden (zum Zeichnen, Schneiden Schaum und 3D-Druck), aber beim Schneiden von härteren Materialien Dinge müssen aufgepeppt werden. Das sind keine schlechten Maschinen, sondern klar mit, was Sie bauen so bist du nicht enttäuscht, als die Sache klappt in der Mitte, wenn es um Schneiden Sperrholz kommt. Diese Preise auch über mehrere wichtige Teile überspringen, nur mit den Hauptkomponenten im Preis. Es ist erstaunlich zu sehen, wie schnell einige 1/4 "und 3/8" Schrauben addieren und sie mit Sicherheit nicht enthalten Software (oder zählen Testversionen als dauerhafte Lösung) und Treiberplatinen. Ohne diese Ihre € 150 CNC ist nur ein Overkill Briefbeschwerer.
BOM Summary:
Plywood & Metals: 158,25 €
Hardware: 107,77 €
Antriebskomponenten 261,46 €
Elektronik 442,04 €
Software 522,26 €
Sonstiges 11,19 €
Gesamtpreis € 1.502,96
Schritt 3: Fertigteile
Die Liste der erforderlichen Fertigteilen werden wie folgt nach Material sortiert. Am unteren Rand der Seite angebracht sind Zeichnungen für alle Teile im PDF-Format.
18mm Sperrholz
-Basis
-Gantry Seite Rechts
-Gantry Seite Linke
-Gantry Assembly
-Trolley
1 "x 1/8" Aluminium-Flach
-2x Y Schiene
-2x Y Schienenwinkel
-Top X Schiene
-bottom X Schiene
-2x Z-Schiene
3/4 "x 1/8" Stahlflach
-4x Gürtelklemme
MDF
-substituierte Block
-Stepper Motorplatte
3/8 "Ply
-Spindle Motorplatte
-2x Spindellager Klemme
Z-Achsen-Lagerklemme
1 1/2 "x 1 1/2" x 1/8 "Aluminiumwinkel
-Stepper Motorhalterung
-Top Spindelhalterung
-Spindle Motorhalterung
-bottom Spindelhalterung
Die Teile wurden mit Design möglichst einfach herstellbar sein. I ausgeschnitten alles mit einer Stichsäge, Bohrmaschine, Tellerschleifmaschine und Metallsäge. Die Tellerschleifmaschine stark vereinfacht den Prozess, wie ich war in der Lage, Rohschnitt die Teile mit meinem Puzzle und Sand auf der Linie geben eine sehr genaue und saubere Kante. Abgesehen davon, dass so einfach wie möglich die Teile sind entworfen worden, um Ungenauigkeiten in der Fertigung mit allen übergroßen Löcher zur Aufnahme einer Fehlausrichtung zu ermöglichen. Der einzige Teil, der mit einem großen Maß an Sorgfalt vorgenommen werden muss, ist die Gantry-Assembly. Sobald die Stücke geschnitten und zusammengeklebt die Kanten sind perfekt quadratisch auf die Vorderseite oder die Maschine nicht quadratisch sein. Unter Verwendung einer Tellerschleifmaschine machte diese einfach zu tun, wie ich hielt die Vorderseite bündig an einer Gehrungslehre und geschliffen, bis die Kante Platz. Wenn Sie nicht über eine Tellerschleifmaschine die Kanten müssen mit Sandpapier oder einen Block-Ebene, bis die wahre länger dauern wird, aber machbar ist quadriert werden.
Leider habe ich keine Bilder von den Teilen geschnitten, als ich dachte nicht an sie ein Instructable an der Zeit. Ein scharfes Auge in der Lage zu sehen, dass diese Teile wurden bereits zusammengebaut. Zusammensetzen der Maschine das erste Mal traf ich einige unerwartete Interferenzprobleme. Zum Beispiel die Position der V-Rillenlager für die Z-Achse als auch der Ort der Anti spielfreie Mutter mußte modifiziert werden, die zu der Laufkatze auf der Suche viel wie sWISH Käse am Ende. Die beigefügten Zeichnungen zeigen die modifizierten Lochpositionen und werden nicht so viele Löcher wie die auf den Fotos gezeigten Teile haben.
Schritt 4: Basiseinheit
Alle 12 Artikel anzeigen
Vorgefertigte Teile benötigt:
Sperrholzplatte
2x Y-Schiene
2x Y-Schiene von unten
4x Riemenspanner
Hardware erforderlich:
8x 8-32 x ½ Maschinenschraube
6x 8-32 x 1 ¼ Maschinenschraube
28x # 8 Scheibe
14x 8-32 Mutter
8x 1 "¼" dia Sechskantschraube
8x ¼ "Quermutter
25x ¼ "x 11 mm Gewindeeinsatz
Die Basis ist das Fundament der Maschine und muss eine ebene und stabile Unterstützung, um das Werkstück zu montieren und unterstützen die lineare Schienen bieten. 18mm Birkensperrholz wurde gewählt, um die Basis zu bilden, sobald sie verfügbar war zu einem erschwinglichen Preis, ist leicht zu bearbeiten und zu erwarten, dass saisonale Expansion und Verziehen widerstehen werden. Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer Lagen ist, dass die Gesamtabmessungen sind nicht durch die Materialgrößen beschränkt. Ich hatte ein altes Kinderspieltisch auf der Hand, die ich verwendet, um die Basis zu unterstützen. Die Breite der Maschine (X-Achse) ist, daß die Linearschienen überragen die Seiten um einen Freiraum auf der Unterseite haben. Ich habe keinen Zugriff auf eine Tabelle sah, so der Überhang war wichtig, wie den Bau einer Flach Torsion Box, um eine angemessene Höhe bereitzustellen wäre schwierig gewesen. Die Länge (Y-Achse) der Base wurde durch die Länge der Zahnriemen I gekauft hatte angetrieben. Die Länge der Basis bestimmt, um die Riemenlänge und die Reichweite der den Ringschrauben abzüglich der Länge der Schleife um die Antriebsscheibe sein (siehe Schritt 13).
Die Abmessungen der Maschine nicht optimal für Standardlängen von Aluminiumprofilen zu Hause Zentren gefunden (36 ", 48" und 72 "). Durch die Verwendung verschiedener Zahnriemen könnte die Maschine neu gestaltet, um Schienenlängen von 24 "oder 36" haben, diese Materialien effizienter zu nutzen sein.
4.1 Der erste Schritt ist, eine angemessene Unterstützung für die Maschine. Wenn eine ähnliche Einrichtung wie die meinige mit einem Überhang nicht verwendet wird, wird die Basis bis zu 2 Freiraum unter den Schienen, von der oberen Fläche der Basis gemessen liefern "gebaut werden. Der beste Weg, dies zu tun ist eine Torsion Box Konstruktion, um das Beste geriffelte Oberfläche möglich ist ( http://www.thewoodwhisperer.com/videos/episode-18-assembly-table-torsion-box/ ) eine einfachere Möglichkeit wäre, einfach zu stapeln Blatt Lagen schmaler als die Basis unterhalb.
4.2 Wenn der Sockel wird auf eine geeignete Oberfläche entfernt die Y-Schienen zusammenkommen können. Jedes Y und Y Schiene Schienenwinkel werden mit einer 8-32 x ½ "Maschinenschraube, zwei Unterlegscheiben und einer Mutter in jeder der 4 Bohrungen angebracht. Die Höhe der Schiene wurde, indem ein Verschnitt des 1/8 "Aluminium-Flachstab an jedem Ende des Winkels und womit sich die Flach bündig mit der oberen Fläche (Foto # 4) und Festziehen der Schrauben eingestellt. Diese Schrauben sollten fest angezogen werden, um die Schiene verrutscht nicht gewährleisten. Die genaue Höhe der Schiene ist nicht kritisch, solange sie größer als 1/16 ", um die V-Nut Lagerspiel an der Kante des flachen Stabes sitzen zu geben und daß der Abstand konsistent über die gesamte Länge des Schienen und zwischen den beiden Schienen.
Das Foto # 5 zeigt die fertige Querschnitt der Schiene und # 6 zeigt die gesamte Bahn.
4.3 mit den Schienen montiert sie an der Basis angebracht werden. Dies wird mit drei 8-32 x 1 ¼ "Maschine Schrauben pro Schiene und zwei Unterlegscheiben und einer Mutter pro Schraube (Foto 7 #) durchgeführt. Die Muttern nur locker anziehen, so dass die Schiene bleibt frei über den Boden zu bewegen, diese werden in Schritt 6.5 festgezogen werden, wenn es um Anpassung des Schienentrennung mit der Breite des Portals kommt.
4.4 Die Bandschellen sind als nächstes angeschlossen werden. Es ist nichts Besonderes über das Setzen der Träger auf zwei 2 ¼ "x 1" Sechskantschrauben in zwei Quer Nüsse pro Ecke, siehe Fotos # 8 und # 9 für alle Informationen die Sie benötigen. Achten Sie darauf, die Spitzen bündig oder unterhalb der Basis oben, so dass übergroße Lager kann oberhalb des Basis montiert werden. Die Sechskantschrauben müssen nur auf handfest als die Spannung des Riemens wird Vorspannung bereitzustellen gestellt werden. (*** Anmerkung Ich habe diesen Schritt hier aufgenommen, weil sie an der Basis bezogen, aber lassen Sie sie ab, bis Sie die Portalseiten zu installieren, sonst wirst du nur noch einen Rabatt pro Seite nehmen, um die V-Nut auf Lager bekommen die Schienen in Schritt 5.3)
4.5 Der letzte Schritt bei der Montage der Basis ist die Installation der Gewindeeinsätze zum Spannen Sie die Werkstück. Diese wurden gewählt, da sie einfach zu installieren sind. Ein paar geroutet dados in der Basis mit t-Kanälen würde mehr Flexibilität zum Klemmen bieten aber möchte hinzufügen, bauen Komplexität, die wie bereits erwähnt wurde bei der Gestaltung vermieden. Seien Sie vorsichtig, diese Installation, da sie die Oberfläche des Schichtholz machen die Oberfläche uneben hochzuziehen. Die Fasen an diesen Löchern gehen einen langen Weg, um dies zu verhindern, so überspringen Sie nicht diese.
Gantry Side Montage: mit den Y Schienen, Bandträger und Gewindeeinsätzen anstelle vollständig und bereit, den gantry.Step 5 unterstützt die Base
Alle 11 Artikel anzeigen
Vorgefertigte Teile benötigt:
1x Gantry Seite Linke
1x Portalseite Rechts
8x geändert 5/16 "Scheiben
Hardware erforderlich:
8x 3/8 V-Rillenlager
8x 3/8 "Unterlegscheiben
8x 3/8 "nut
3/8 "x 2" Sechskantschraube
4x 8mm skate Lager
4x 5/16 "x 1 ¼" Sechskantschraube
4x 5/16 "Unterlegscheibe
8x ¼ "Scheibe
4x 5/16 "Mutter
2x ¼ "Quermutter
2x ¼ "x 1 ½" Sechskantschraube
Um das Portal werden wir mit den Seiten, die entlang der Y-Schienen laufen beginnen zu bauen. In diesem Schritt werden wir sehen, wie erstaunlich die V-Nut-Lager sind und wie leicht sie den Montageprozess zu machen.
Die Portalseiten sind ähnlich, aber mit Unterschieden zwischen links und rechts für die Ritzellager Gegenbohrungen und Endschalter Gegenbohrungen. Die Endschalter Gegenbohrungen sind auf der Außenseite der Enden, wenn installiert, und die Ritzellager Gegenbohrungen sind auf der Innenseite. Die Funktionen für den Schrittmotor Halterung sind auf beiden Seiten wiederholt, so dass der Schritt umkehrbar sollten Sie es auf der anderen Seite aus irgendeinem Grund installieren möchten.
5.1 Die 3/8 Scheibe an der Außenseite und einem modifizierten 5/16 "Unterlegscheibe auf der Innenseite" V-Rillenlager werden mit dem in-foto # 3 mit dem 3/8 gezeigt Hardware installiert ". Eine modifizierte 5/16 "Unterlegscheibe ist ein 5/16" Unterlegscheibe zu einer ID von 3/8 "gebohrt. Dies geschieht, weil ein regelmäßiges 3/8 Scheibe ist derart, dass nur der Innenring abstützt so dass der Lager Spin "Scheibe wird gegen den inneren und den äußeren Laufringen des Lagers als die OD der 5/16 reiben". Ziehen Sie die oberen Lager sicher, aber halten Sie die unten diejenigen lose für jetzt. Die Schrauben sollten fest genug sein, dass die Lager nicht im Rahmen einer angemessenen Menge an Kraft zu verschieben, aber nicht festziehen sich so eng, dass die Scheiben zerschlagen das Sperrholz unter ihnen. Die Folgen davon sind in Anmerkung 2 später beschrieben.
5.2 Nächster Artikel zu installieren ist die 8mm Spannlager für den Zahnriemen. Diese haben eine 5/16 "Scheibe auf der Innenseite in der Gegenbohrung und zwei ¼" Unterlegscheiben an der Außenseite, um die erforderliche Abstands bereitzustellen. ¼ Unterlegscheiben für die V-Nut-Lager "Scheiben sind aus dem gleichen Grund wie die modifizierte 5/16 verwendet". Fotos von 4,5,6,7 zeigt den Aufbau.
5.3 die V-Rillenlager kann nun gegen die Schienen anzuziehen. Beginnen Sie, indem Sie die Lager über die Schienen (Foto # 9), hoffentlich finden Sie die Notiz, die in Schritt 4.4 und hielt off ab, auf den Bandträger, wenn nicht, nehmen Sie eine pro Seite, um die Lager über die Schienen zu bekommen. Die oberen Lager sind bereits so verschärft nur die vier unteren diejenigen erforderliche Aufmerksamkeit. Ich habe keine Fotos von diesem Schritt, wie es mit beiden Händen zu tun, erfordert. Für jede Gruppe von oberen und unteren Lagern, drücken Sie die Lager zusammen mit den Fingern, während Anziehen der Schraube. Ich wickelte die Lager in ein Handtuch wie Sie wollen, um sie miteinander so eng wie möglich zusammendrücken, sondern sie eher scharfe Kanten haben. Sobald Sie diesen Schritt für beide Lager pro Seite abgeschlossen haben, sollten Sie in der Lage, um die Portalseite greifen und drehen Sie sie in alle Richtungen ohne merkliche play (halten Sie die Schiene, wenn Sie dies zu testen, wie sie immer noch locker sein, wir bekommen zum Anziehen sie am Ende dieses Schritts).
Anmerkung 1:
Bis zu diesem Zeitpunkt sollte alles reibungslos, solange die Löcher in 1/16 "ihrer angegebenen Positionen gebohrt worden, die sein sollte machbar, auch mit Handwerkzeugen (dessen so konzipiert, werden vergeben ähnlich) zusammen gegangen.
Es gibt eine Chance, dass Sie nicht in der Lage, genügend Abstand zwischen den Lagern zu erhalten, um sie auf der Aluminium-Flach, wenn die Löcher nicht innerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt worden sein. Wenn dies geschieht, wieder anziehen obere Lager macht sie so weit oben sitzen in die Löcher wie möglich und wiederholen Sie die Montage. Wenn dies immer noch nicht das Problem, die Bodenbohrungen müssen auf eine größere Größe neu zu langweilen. Diese Löcher wurden nicht die gleiche Menge an Spielraum gegeben, als die anderen, so viel Material wie möglich unter den Scheiben zu halten Brechen zu verhindern.
Hinweis 2:
Ich habe nicht erwähnt Ausrichten der Portalseite zu der vertikalen in diesem Schritt (wenn ich sage, ich meine, wenn vertikal von der Seite betrachtet. Mit der Lager fest um die Schiene der Portalseite sich automatisch ausrichten vertikal zu sein, an der Basis, wenn aus gesehen der vordere. Wenn es nicht, würde die wahrscheinlichste Ursache eine Waschmaschine, die die Sperrholz um ihn herum aus Anziehen der Schraube zu viel zerkleinert wurde. Wenn dies geschehen ist, sollten Sie die Portalseite Remake wie es sein wird fast unmöglich zu bekommen, alle Lager in der gleichen Ebene gezeichnet.) Wenn die oberen Lagerlöcher in einer Linie zueinander gebohrt und die Schrauben auf der gleichen Fläche (oben oder unten auf das Loch) registriert dann die Portalseite wird innerhalb von einem Grad sitzen oder zwei von der Vertikalen. Jede Fehlausrichtung (Winkel und die Höhe über der Basis) wird in die Verbindung der Portalseite mit der Portalbaugruppe entnommen werden. Diese Flexibilität in der Gestaltung später ermöglicht Ihnen, auf immer ein Paar von Lagern fest um die Schiene zu einer Zeit statt sich um mehrere Dinge auf einmal zu konzentrieren.
5.4 Der letzte Punkt für die Portalseiten sind die Endschalter "Stoßfänger", dass die Endschalter ausgelöst werden. Gezeigt in Photos # 10 & 11 sie nur auf der Seite der Endschalter sind auf und kann in der Länge durch Verwendung eines anderen Länge Sechskantschraube geändert werden gehen. Ziehen Sie diese mit der Hand bis zum Ende der Schraubenunterseiten auf dem Sperrholz Drücken gegen die Kreuzmutter. Verwenden Sie keinen Schraubenschlüssel auf diese wie können Sie ganz einfach zu fest und zu vernichten das Sperrholz. Die Bandträger können schließlich gemäß Schritt 4.4, so zögern Sie nicht und setzen Sie sie auf now.Step 6 installiert werden: Gantry Assembly
Alle 11 Artikel anzeigen
Vorgefertigte Teile benötigt:
1x Gerüstbaugruppe
1x X Schiene Top
1x X Schiene Bottom
Hardware erforderlich:
6x ¼ "x 2 ¼" Sechskantschraube
6x ¼ "Scheibe
6x ¼ "Quermutter
8x 8-32 x 1 ¼ "Maschinenschraube
8x 8-32 Mutter
16x # 8 Scheibe
Sobald Sie die Portalanordnung aufgebaut haben Sie bereits die schwierigste Teil dieses Schritts beendet. Das Rechteckigkeitsverhältnis und der Steifigkeit der Maschine abhängt, wie Quadrat, dessen Portalbaugruppe Enden. Nehmen Sie sich Zeit, um überprüfen Sie diese, bevor Sie fortfahren.
6.1 Mit der Portalbaugruppe und lose befestigen Sie es mit dem ¼ "Schrauben und Muttern Quer (je 6) mit einem ¼" Unterlegscheibe unter dem Schraubenkopf. Fotos von 1,2 & 3 zeigen alle Bits und Stücke.
6.2 Mit der Portalbaugruppe lose an Ort und Stelle, um es zu fixieren Ziehen Sie die drei 8-32 Maschinenschrauben an einem der Y Schienen. Versuchen, die Bahn erhalten, so dass die Bolzen werden grob in den Löchern zentriert und die Schiene parallel zu der Basisseite.
6.3 Mit einer der Schienen gesperrt, ziehen Sie die drei ¼ "Sechskantschrauben an der Seite. Während Sie die Schrauben festziehen, halten Sie ein Quadrat bis zur Stirnseite des Portalbaugruppe, um es Platz an der Basis zu halten, und richten Sie den Boden, um von der Basis sein 4 "(Foto # 7). Der tatsächliche Abstand die Sie bekommen können von der Basisfläche wird auf die, wie die v-Hain Lager wurden installiert, sollte aber nicht von mehr als einem Achtel Zoll ab. Die Höhe ist nicht sehr wichtig, aber quadratisch mit der Basis ist, konzentrieren sich auf, dass, wenn Anziehen der Schrauben.
6.4 Sie können die drei ¼ "Sechskantschrauben nun auf der anderen Seite festziehen. Ziehen Sie die Schrauben gleichmäßig nicht einer auf einmal im Auge zu behalten, wie die Portalbaugruppe mit der Portalseite kommt zusammen. Ähnliche Probleme können auftreten im Sinne der Vorschrift 1 von Schritt 5. abgedeckt Wenn alles gut zusammen wird es keine Lücken in Foto # 6, wenn die Schrauben lose angezogen werden. Vier Ausgaben in Ausrichtung könnte auftreten:
1) Eine Lücke überall und mit den Schienen parallel zueinander und den Portalseiten vertikal, wenn von vorne gesehen, ist ein Zeichen, dass die Portalbaugruppe Seiten nicht quadratisch und flach.
2) Eine Lücke im oberen Bolzen und mit der Portalseite nach außen lehnen, wenn von vorne betrachtet ist ein Zeichen dafür, dass die Schienen nicht in der Lage, sich weit genug voneinander zu distanzieren.
3) Eine Lücke im unteren Schraube und mit der Portalseite nach innen geneigt, wenn von vorne betrachtet ist ein Zeichen dafür, dass die Schienen nicht in der Lage, sich nahe genug beieinander zu distanzieren.
4) eine Lücke in der Mitte / zurück Bolzen und die mit den Schienen nicht parallel zueinander sind, wenn von oben betrachtet wird, ist ein Zeichen, dass die Portalbaugruppe Enden nicht quadratisch.
Fragen 1 und 4 erfordern Änderungen an der Portalbaugruppe. Fragen 2 und 3 durch Einstellen der Schiene, die in Schritt 6.2 Im Falle von # 2 angezogen wurde aufgelöst werden, lösen Sie die Schiene und ziehen Sie so weit wie möglich, oder so weit wie möglich in im Falle # 3. Sollte diese Anpassung nicht genug messen den Abstand zwischen den Löchern in der Basis und die Länge der Portalbaugruppe; die Löcher in der Basis größer, mehr Flexibilität zu geben, oder bei Bedarf die Länge der Portalbaugruppe zu verringern.
6.5 Sobald der Portalbaugruppe ist quadratisch und alle sechs Schrauben fest angezogen sind, schieben Sie den Gantry (jetzt die Portalseiten und Portalbaugruppe sind alle befestigt werde ich einfach darauf verweisen, wie der Gantry) mit einem Ende der Basis. Seite hin und her ein oder zwei Zoll um sicherzustellen, dass die Schiene in die richtige Entfernung von der anderen Schiene bewegt und alles ist glatt. Wenn du glücklich bist mit ihm ziehen Sie die 8-32 Maschinenschraube an diesem Ende mit der zweiten Schiene anziehen. Gleiten die Gantry auf dem anderen Ende und den Vorgang des Gleitens des Portals hin und her. Ziehen Sie die mittlere Maschinenschraube und dann das Ende einer.
An diesem Punkt sollten beide Y Schienen zur Basis der Vorderfläche des Portal Quadrat mit der Basis und der Gantry frei, die Länge der Schienen ohne Spiel noch bindend verrutschen können.
Dieses Verfahren hat sich in so mühsam und langwierig zu kommen, aber ich hatte keine Probleme Montage Dinge auf Anhieb, die weniger als fünf Minuten dauerte. Hoffentlich wird mein Erfolg wiederholbar sein und wenn nicht die Angaben ausreichen werden, um Probleme Probleme schießen.
6.6 Bewegen Sie sich auf die X-Achsen-Schienen, befestigen Sie die Aluminium-Wohnungen mit Unterlegscheiben auf beiden Seiten und Anzugshandfest. Ich habe eine schnelle Höhenmessgerät mit einem Quadrat von Schrott aus Holz und einer C-Klemme, um die untere Schiene (Foto # 10) zu positionieren. Klemmen Sie das Holz bis zu einer Höhe, die die Aluminiumschiene mit 1/8 "Abstand von der Unterseite der Gantry (erforderlich, um die V-Rillenlager Platz für Platz geben) unterstützt. Mit der auf dem Holz an einem Ende gestützt Schiene, ziehen Sie die Ende Maschinenschraube. Beim Anziehen, versuchen, die Schienenoberkante mehr dazu in einer Sekunde zu halten. Bewegen Sie auf die andere Seite und unterstützen die Unterschiene auf dem Holz und festziehen.
Wenn die Schiene war vollkommen eben, nachdem Sie die erste Schraube Sie getan werden angezogen, aber wenn es eine Fehlausrichtung, die Schiene würde rund um die Schraube, die zuerst angezogen wurde, wenn Sie es am anderen Ende eingestellt und wird nicht einmal sein gedreht haben entlang seiner Länge. Gehen Sie hin und her Nivellierung es aus, sich langsam in Honen auf die es gegen den Holzblock entlang der gesamten Länge eng. Das hat mich 2-3 Iterationen zu erreichen. Sicherstellen, dass der Holzblock nicht, während Sie diese verschieben! Wirklich sollte ich zwei C-Klammern benutzt haben, um es in Position zu halten, damit es nicht rutscht.
Nehmen Sie sich Zeit für diesen Schritt es richtig zu machen. Wenn die Schiene ist keine konsistente Höhe entlang seiner Länge, wird Ihre Schneidwerkzeug nicht zu einem konsistenten Höhe über dem Werkstück führen. Sobald die Dinge richtig konfiguriert ist, ziehen Sie die beiden inneren Schrauben.
6.7 Wenn Sie mit der unteren Schiene zufrieden sind, setzen Sie die obere Schiene parallel zum Boden. Die Unterschiene ist unser Bezugspunkt und der oberen Schiene muss eine konsequente Abstand voneinander entfernt sein. Wenn der Abstand nicht konsistent ist, wird die Laufkatze Laufruhe ohne Spiel in der Mitte, wird übermäßiges Spiel auf ein Ende haben und auf der anderen Seite zu binden. Ich habe ein Paar digitale Messschieber auf die gewünschte Länge als Messwerkzeug gesperrt. Diese sind nicht notwendig und sind übertrieben, ein Spiegel oder ein Lineal mit zwei Holzstücken, um sie festgeklemmt ähnlich dem zuvor verwendeten sind mehr als ausreichend für die Aufgabe. Wie üblich, positionieren Sie den oberen Oberfläche der Schiene auf 1/8 sein ". Zoll weg von der Spitze der Gantry um einen Freiraum für die V-Rillenlager bereitzustellen Der Abstand zwischen den Schienen ist nur schüchtern von 5 ¼" (Anmerkung: Ich bin macht einen schrecklichen Job Messung der Entfernung in Foto # 11, sollten die Kanten der Schienen im gleichen Abstand von den Spitzen der Messschieber) sein. Stellen Sie die Höhe der Schiene, wie in Schritt 6.6 bis konsistent über die gesamte length.Step 7 : Y-Achse Antriebsstrang
Alle 18 Artikel anzeigen
Vorgefertigte Teile benötigt:
Lagerblock
¼ "Stahlstange
Hardware erforderlich:
Schrittmotor
2x MXL Zahnriemenscheibe
¼ "¼" spider Kupplungs
¼ "ID skate Lager
¼ "Wellenbund
3x 8-32 x 2 "Maschinenschraube
3x 8-32 x 1 ¼ "Maschinenschraube
9x # 8 Scheibe
6x # 8 Mutter
Dies ist meine Lieblings-Schritt, wie es verwendet die wenigsten und die meisten grundlegenden Komponenten hergestellt, ist einfach zu füllen und gibt Ihnen ein Gefühl der Leistung, ohne eine ganze Menge.
7.1 Beginnen durch Anbringen einer der Zahnriemenscheiben auf der vorderen Welle des Schrittmotors. Dry fit der Schritt, um die Position der Riemenscheibe richtig machen, so dass er ragt aus der Seite und Zeilen mit den Spannlager unten (Foto # 16).
Hinweis: Für alle Welle Zubehör, richten Sie die Stellschraube mit der flachen auf der Welle beim Anziehen.
Design Hinweis: Die Zahnscheiben I gekauft haben annoyingly kleinen Stellschrauben für eine ¼ "Welle, halb so groß wie die auf der ¼" Wellenbund. Als ich zunächst zusammengebaut diese Maschine und rannte durch die Prüfungen fand ich, dass, wenn die Maschine hatte einen Fang die Zahnscheiben lose von den Wellen kommen würde. Ich war froh, dies als Fehlermodus zu sehen, wie wenn etwas schief geht, etwas zu geben hat und dass ein Paar von Gewindestift wieder anziehen, wenn ich einen Unfall ist weit besser, als wenn man eine Komponente, die gebogen oder gebrochen Remake. Die Riemenscheibe auf der anderen Seite des Schrittmotors ausgesetzt ist, und man kann nur zu Fuß bis mit einem Inbusschlüssel festziehen, um es (immerhin, dass der Punkt dieser Konstruktion war) aber die Stellschraube an der Schrittmotorseite weg versteckt der Portalseite. Anzugs Dies erforderte das Entfernen des Schrittmotors und der Demontage der Welle. Um unter die Maschine auseinander jedes Mal das Werkzeug fängt Ich entschied mich für die Riemenscheibe mit etwas Karosseriefüller auf der flachen der Welle installieren, um die Riemenscheibe sich nicht lösen kann vermeiden (Foto # 3). Ich hielt die Riemenscheibe auf der anderen Seite, wie sie ist, um wie das schwächste Glied im System handeln und halten die Fail-Safe-Design.
7.2 Bolt der Schrittmotor an der Innenseite einer der Portalseiten (Photos # 4-7). Das Gesicht des Schritt wird snuggly in der 1 ½ "Loch registrieren. Sie brauchen nur drei Schrauben, um den Motor in Position sparen Sie sich die Mühe, sich in der oberen Ecke mit einem Schraubenzieher, um die vierte bis anziehen zu halten. Scheiben sind nur auf der Außenfläche an der Sperrholz erforderlich.
7.3 Nächste Position der Lagerbock auf der gegenüberliegenden Seite (Fotos # 8,9). Messen Sie die Höhe des Schrittmotorwelle von der Basis und versuchen, die Mitte des Lagerblocks Loch zu entsprechen, innerhalb von 1/16 "bis 1/32" zu bekommen ist gut genug hier. Verwenden Sie drei 8-32 Schrauben, um sie an Ort und Stelle mit Scheiben auf beiden Seiten verschrauben. Ich habe 2 "Bolzen aber 1 ½" wäre ideal, aber ich habe nicht nicht jede auf der Hand. Der Überhang aus den 2 "Bolzen keinen Interferenzen verursachen und ist rein ästhetisch. Ich kann diese auf die richtige Größe geschnitten, wenn sie später noch stört mich die Straße hinunter.
7.4 Befestigen Sie die Spinne Kopplung an der Rückseite Welle des Schrittmotors (Foto # 10 & 11).
7.5 Mit der ¼ "ID skate Lager und ¼" Wellenbund auf der Stahlwelle, füttern einen Ende durch den Lagerbock und einem in das Spinnen Kupplung. Ziehen Sie die Stellschraube auf der Spinne Kopplung (Foto # 12).
7.6 Schieben Sie die Lager in die Aussparung in dem Lagerblock und ziehen Sie die Wellenkupplung, während Sie sie in das Lager. (Fotos # 13,14).
7.7 Der letzte Schritt ist, um die zweite Riemenscheibe auf der Stahlwelle zu befestigen. Line up mit den Leerlaufrollen unten (Fotos # 15,16).
Design Hinweis:
Diese Anordnung funktioniert jedoch verbessert werden. Wenn der Zahnriemen sind sehr gespannt sie nach unten ziehen auf den Riemenscheiben. The pulley on the stepper motor side is very secure and does not deflect, but on the far side the bearing in the bearing block holds but the steel rod bows with up to an eighth of an inch deflection in the middle of its span. This can be counteracted in two ways, either installing another bearing block in the middle of the span or making the existing bearing block deeper so that it can hold two bearings.Step 8: Trolley Assembly
Alle 16 Artikel anzeigen
Fabricated parts required:
Trolley
4x 5/16” modified washers
Hardware required:
MXL timing belt pulley
Stepper motor
4x #8-32 x 2 ½ machine screw
30x #8 washer
12x #8 nut
2x ¼” ID skate bearing
10x ¼” washer
2x ¼” x 1 ½” hex bolt
2x ¼” nut
4x 3/8” V-groove bearing
4x 3/8” washer
4x 3/8” nut
4x 3/8” x 2” hex bolt
4x 3/16” V-groove bearing
4x 3/16” x 1 ½” stove bolt
4x 3/16” nut
8x 5/16” washer
3x 10-24 x 4” stove bolt
6x 10-24 nut
The trolley piece I am using has been modified a few times to fix interference issues. There are seven extra holes where the 3/16” bearings and the anti backlash supports had to be relocated.
8.1 Attach the timing belt pulley to the stepper motor's front shaft. Orient with the collar facing the motor and approximately 1/16” from the face plate.
8.2 Attach four 2” machine screws to the motor mounting holes with washers against the faceplate
8.3 Thread on a #8 nut and a washer to each machine screw.
8.4 Feed the machine screws through the mounting holes on the trolley.
8.5 Thread a #8 nut on each machine screw with a washer between the nut and the trolley. Adjust so that the nut face is flush with the end of the machine screw.
8.6 Tighten the middle nuts against the trolley to clamp the motor in place. The stepper motor is now fixed parallel to and offset from the trolley face. Photos #3&4
8.7 Install the ¼” idler bearings by stacking four ¼” washers and a ¼” skate bearing on the stepper motor side and sliding a ¼” x 1 ½” hex bolt with washer through the mounting hole on the trolley. Carefully slide a nut over the end of the bolt and tighten. The four ¼” washers bring the bearings into the same plane as the pulley which will eventually line up in plane with the X rail and timing belt. Photos #5&6
8.8 Mount the 3/8” V-groove bearings as done previously with the bearing and modified 5/16” washer on the stepper motor side and the 3/8” washer on the side of the bolt head. Tighten the top two bearings and leave the bottom two loose. Photos #7-9
8.9 Mount the 3/16” V-groove bearings by stacking a 5/16” washer, three #8 washers and the bearing on the front face of the trolley with a 5/16” washer under the nut on the stepper motor side. The goal is to have all four bearings offset the same distance from the trolley face. To achieve this use washers from the same box/batch and inspect them for imperfections that prevent them from sitting flat. The 5/16” washers are used as I had issues with crushing of the plywood when I first assembled the trolley. Photos #10-13
8.10 The final step until the sled is completed is to attach the anti backlash supports. These are bolted to the trolley as shown in Photos #14-16.Step 9: Spindle Assembly
Alle 8 Artikel anzeigen
My custom spindle is made from an AC motor pulled from an old vacuum cleaner power head and parts from a rotary tool. The donor tool was the cheapest one I could find and was picked up for € 10 on sale (Photos #1,2). Opening it up (Photo #3) you can see all the bits we're after: the spindle with shaft, bearings and collet and a nice speed control circuit on its own board. The parts not used are the plastic case, the brushes and field windings.
The spindle assembly has the commutator, laminated rotor core and cooling fan all built onto the shaft (Photo #4). The plastic cooling fan and the commutator came off easily using another rotary tool with a cut off disk but the rotor core was significantly more difficult. The alternating layers of iron laminations and varnish were bomb proof and I burnt through five cut off disks without making more than scratches on the surface. Using a hammer and chisel I managed chip away at the iron laminations layer by layer and got everything off (Photo # 8). Don't use a good chisel for this job, mine had large chunks removed from the cutting edge when I was done and required significant grinding to get a new edge.
Step 10: Sled Assembly Pt 1/2
Alle 14 Artikel anzeigen
Fabricated Parts Required:
1x Sled
1x Bottom spindle bracket
1x Spindle motor bracket
1x Top spindle bracket
1x Stepper motor bracket
1x Stepper motor plate
3x Bearing clamp
1x Spindle motor plate
1x Spindle
2x Z-axis rails
Auto body filler
1x shaft coupling
1x Z-axis drive rod
Hardware Required:
1x stepper motor
13x 8-32 x 1" machine screw
1x 8-32 x 1 1/4" machine screw
20x 8-32 nut
29x #8 washer
6x 8-32 x 3/4" machine screw
2x 6-32 x 1/2" machine screw
2x 6-32 nut
1x elastic band
1x Spindle Motor
2x set screws
1x 1/4" ID skate bearing
2x 1/4" nut
Building the sled and the custom spindle has a lot to it so I have broken it out into two parts. Part one with cover installing the components and part two covers making the belt pulleys, run-out and making a shaft coupling. All photos show the motor and spindle having pulleys made from auto body filler. This was from the first assembly of the machine and shouldn't have been done at this stage. They are made in the first parts of Step 11. Finding a small flat belt the right size to drive the spindle was difficult. Local stores didn't have anything sutable and I didn't want to go to the hassle and expense of purchasing one online. I tried to make one from a larger belt by cutting it to length and splicing it together but the join was too weak. At the grocery store one day I noticed the heavy duty elastic bands around bunches of broccoli and thought it would make the perfect belt. This turned out to be the right length and and has held up well so far.
10.1 Take the sled and put #8 washers in the counter bores on the back side. Photo #8
10.2 Install the Bottom spindle bracket with two 8-32 x 1" machine screws, washers and nuts. Photo #9. When installing the AL brackets, keep one edge a set distance from the edge of the sled so that they are all parallel and in line as shown in Photo #14.
10.3 Attach the motor to the motor plate using the mounting screws that held the motor to the part it was taken off of. You won't have the pulley on yet as shown in Photo #10. I salvaged this motor from an old vacuum power head but have also seen the same unit in a new paper shredder. They seem to be a generic item and a little digging should turn one up.
10.4 Attach the motor plate to the Spindle motor bracket using two 8-32 x 3/4" machine screws, washers and nuts. Photo #12
10.4 Attach the motor bracket to the sled using 8-32 x 1" machine screws. The spindle, elastic band and spindle bearing clamp all have to be assembled at this stage. The arrangement should look like Photo # 13. The bearing clamp has a 6-32 x 1/2" machine screw to secure the bearing with two #8 washers. The clamp is attached to the Bottom spindle bracket using two 8-32 x 1" machine screws, washers and nuts.
10.5 Attach a bearing clamp to the Top spindle bracket and attach the bracket to the sled with two 8-32 x 1" machine screws, washers and nuts. Photo #14.
10.6 Tighten the 6-32 machine screws on the bearing clamps to lock the spindle in place. Check that the spindle axis is parallel with the edge of the sled and square to the front face, adjusting if necessary.
Step 11: Sled Assembly Pt 2/2
Alle 19 Artikel anzeigen
Continued from Step 10
11.1 Apply auto body filler to the motor shaft and to the spindle in line with the motor shaft. This is best done in three or four layers or the weight of the filler will make it sag before it hardens. The elastic band cannot be removed but can be pulled out of the way. Photo #1
11.2 The pulley on the motor shaft was shaped by wiring up the motor and holding a sanding block up to it while the motor turned. The pulley should be shaped with a gentle crown to allow the belt to self centre while running. The pulley diameter is around 3/8" but would be better being the same diameter as that on the spindle (3/4") to run at a 1:1 ratio. Photo #2
11.3 To shape the pulley on the spindle I coupled the spindle to the flex shaft of another rotary tool using a piece of 1/8" rod and clamping both to the bench (Photo #3). The photo doesn't show the assembly at the same level of construction as this photo was taken the first time I assembled the machine. The pulley should be around 3/4" in diameter to have a good amount of surface contact with the belt to prevent slipping. As with the motor shaft a slight crown should be included to help tracking. Photo #4 shows the belt around the two pulleys.
Rotating the spindle by hand I was disappointed to see more run-out that I expected. Setting up a dial indicator I measured the run-out at the cutting bit to be 8 thousandths of an inch (Photo #5) and 6 thousandths at the collet (Photo #6). I hadn't taken any measurements of the tool as it came out of the box but being a cheap tool I expect this was how it came and not caused from the abuse of chiselling off the rotor. To get a baseline I measured my other rotary tool (Photo #7) and found the run-out to be 4 thousandths at the cutting bit on the tool itself and a comparable 6 thousandths when using the flex shaft. Doing a google search I found this site covering the same problem. Using the advice to only tighten the collet finger tight I found I could reduce the runout to a workable level.
11.4 The Z-axis rails (Photo #9) and stepper motor bracket can be installed next. The rails are attached at the bottom using 8-32 screws in the dedicated holes. At the top, the rails and stepper motor bracket are attached using the same holes in the sled (Photo #10,11). The aluminium brackets should have been positions parallel to one of the edges of the sled. The Z-axis rail should be offset from the same edge using the method used in step 4.2 using an off cut of aluminium extrusion. The other rail was positioned about 1/8" off the far edge using the same method as step 6.7
11.5 The stepper motor plate, stepper motor, Z-axis drive rod and bearing clamp can all be attached to complete the assembly (Photo #12). The stepper motor and stepper motor plate are attached to the bracket using three 8-32 x 3/4 screws and one 1 1/4". The longer screw goes on the back right corner of the stepper. A 3/4" screw needs to be used on the other back corner of the stepper motor to avoid interference with the nut attaching the Z-axis rail to the sled. The bearing clamp is attached to the bracket with a single 8x32 x 3/4" screw. Two 1/4" nuts are sinched together flush with the top of the inner bearing race.
The 1/4"x1/4" shaft coupler was custom made using recycled HPDE from milk jugs using the following sub steps.
11.5.1 Form a cylinder of HDPE. Photo #13,14. The method of forming the material is detailed in Step 21. A tomato paste can was used as a mould.
11.5.2 Mount the cylinder on a wood lathe using a scroll chuck. Photo #15
11.5.3 Turn the stock down to the desired diameter. Photo #16
11.5.4 Bore a 1/4" hole. Photo #17
11.5.5 Drill two holes to the set screw minor diameter. Photo #18
11.5.6 Tap the holes and the part is ready for set screw and assembly. Photo #18
If you don't have a wood lathe with a scroll chuck or you don't want to be melting milk jugs in your oven you can just go out an buy a shaft coupler for € 10 or so, but what's the fun in that?Step 12: Z Axis Assembly
Alle 9 Artikel anzeigen
Fabricated Components Required:
2 piece anti backlash nut
Hardware Required:
12x #8 washer
6x #8 spring nut
The trolley and sled assemblies are complete and need to be installed and squared to the gantry.
12.1 Start by tightening the V-groove bearings on the trolley around the X-rails. The trolley should be as square to the base as possible but can be a degree or two out. All four bearings should be running on the rails so that the trolley slides smoothly without any play.
12.2 Put two flat washers and one spring washer on each of the 4" bolts attached to the trolley with the spring washer between the flat ones. Slide one half of the anti-backlash nut over the 4" bolts
12.3 Slide the sled between the 3/16" V-groove bearings. Put the other half of the anti-backlash nut, two flat washers, one spring washer and a nut on the 4" bolts. Keep the anti-backlash nut clear of the threaded rod as in Photo #5.
12.4 The spindle should be square to the bottom of the Bottom spindle bracket. Rest the bracket on something parallel to the base, I used a piece of 1x3 (Photo #4), to support the sled and hold it square to the base. With the sled supported, squeeze the v-groove bearings together around the Z-rails and tighten while keeping the sled square to the base. A flat wrench will be needed to hold the nuts at the back of the trolley. The spindle wrench from my rotary tool is 3/16" and was just long enough to reach the nuts. Do not over tighten the bolts or you will crush the plywood and it will be impossible to have the axis run smoothly without play.
12.5 With the Z-axis running smoothly it is time to form the anti-backlash nut. The nut has been shown preformed as I did this step the first time I assembled the machine. The nut is made from recycled HDPE like the coupling. HDPE is an ideal material for this part as it forms perfectly around the rod giving no play and has a low coefficient of friction so the motor can spin. To form the nut around the threaded rod use a pencil torch or equivalent (I used this style ) to heat the rod pointing the flame on the rod just below the nut. When the rod has heated up, press the two halves together being careful not to touch the hot metal. Hold the nut in place for a couple of minutes to allow the plastic to cool. If you move it away before it has solidified around the threads it will pull away like melted mozzarella cheese and won't take a crisp outline of the threads. To protect the machine I covered the nearby areas with tinfoil to disipate the heat from any stray movements with the torch. I tried to angle the torch away from any parts behind the rod but managed to catch the end of the Spindle motor plate leaving it a little bit singed (Photo #8).
12.6 Tighten the nuts on both sides of the anti-backlash nut so the spring washers press the nut into the threaded rod (Photos #6,7). Play around with how much force is required to lock the axis in place but not too much to bind the axis. The support under the sled can be removed and the machine will support itself (Photo #9).Step 13: Timing Belts
Alle 11 Artikel anzeigen
Hardware required:
3x MXL timing belt
6x 3/16" x 2" eye bolts
12x 3/16" nuts
24x #8 washers
6x 6-32 x 5/8" machine screw
6x 6-32 nuts
The timing belts are what converts the rotary motion of the stepper motors into precise linear motion along the axis. The belts are clamped onto eye bolts and the tension is adjusted by tightening the nuts on the eye bolts.
13.1 The first step to assembling the timing belts is to locate the two holes per end needed to clamp the belts in a loop. Test fit the components and mark where holes should be located if looped around the eye as in Photo #1. I purchased closed loop belts and simply cut them open using an utility knife.
13.2 Drill/punch the holes into the timing belts at the points marked. Use a 1/8" drill or an awl to form the holes. The material will be flexible and the resulting hole will be smaller than the bit diameter. The holes should be similar to those in Photo #3.
13.3 Assemble the timing belt anchors by looping the ends of the timing belt around the eye bolts and closing the loop using 6-32 machine screws (Photos #2,3). The holes will be smaller than the screws but twisting them while pushing will get them though the hole. The grooves should be on the inside of the loop and clamped shut making sure the grooves are meshed. The completed assembly should look similar to Photo #5.
13.4 For the Y-axis, loop the belts around the pulley and idler bearings and then bolt the eye bolts to the steel belt clamps (Photos #7-9). The Y-axis was designed to be the correct length for the belts used so there is no excess. The slots in the belt clamps are oversized to allow for adjustments in the belt positioning; adjust them so that the belt lines up with the idler bearings and the eye is far enough away from the base that it clears the gantry side when it is at the extent of its travel.
13.5 For the X-axis there is excess length in the belt. Instead of cutting the belt to length I tied the excess out of the way as shown in Photo #10 in case I wanted to make the axis wider in the future. It is a tight squeeze to get the belt around the idler bearings and motor mounting bolts and onto the pulley. Don't try and snake the eye bolt through because it wont fit. Make a loop in the middle of the belt and feed it up past the idler bearings and over the pulley. Position the eye bolts so that the belt is in line with the idler bearings which should also be close to in-line with the X rail. Photos #10,11.
13.6 Finally tension the belts by tightening the outside nuts on the eye bolts. Try to apply equal tension on the belts. Once you are satisfied with set-up, tighten the inner nuts to prevent the eye bolt from rotating.Step 14: Squaring the Gantry
The gantry should be square before the timing belts were installed but by tightening then to different tensions they will try to pull the machine out of alignment. The machine can be brought back into alignment in three easy steps:
14.1 Tape down some scrap paper and using a square, draw a line perpendicular to one of the Y axis rails. Photo #1
14.2 Loosen the set screw on the spider coupling so that the two sides are uncoupled. Move the gantry so that when a strait edge is held flat against the X rails its forward edge is in line with the line drawn in step 14.1 Photo #2.
14.3 Take a similar measurement on the other side of the gantry (Photo #3). If the line is further forward than your measurement, tighten the front eye bolt; if it is further back, tighten the back back one. When a measurement taken on both sides of the gantry has the strait edge landing flush with the line the gantry is square and you can tighten the set screw on the spider coupling.Step 15: Limit Switches
Alle 11 Artikel anzeigen
Hardware Required:
5x nominally closed momentary push button switch (3 red, 2 black)
15.1 Solder two conductor 26 gauge wire to each limit switch. Determine the length of wire required to reach the desired location of the controller box. I have chosen to place mine below the table at the back. I do not have a cable management system in place but will implement one once I gain some experience using the machine and get a feel for what will work best.
15.2 Attach a red limit switch (Y home) on the front belt support on the side the limit switch “bumpers” were installed in step 5.4. A black one (Y limit) goes on the same side at the back. Red limit switches designate home positions and black, extents of travel. Photos #2-4 show how the limit switch interfaces with the limit switch “bumper”. The wire for the home switch is run under the table to the controller box and the switch at the back simply drops strait down into the box.
15.3 Attach a red limit switch to the left side of gantry (X home) and a black one (X limit) on the right hand side (Photos #5-6). Feed the wire from the home switch through the hole next to the belt clamp and run the wire down the back of the gantry. Threading #8 nuts on the bolts protruding from the top X rail and gently clamping the wire keeps the wire in place. Feed the wire through the hole on the opposite side and bundle it with the wire from the switch on the right hand side. Photos #7-9
15.4 Attach the Z-home switch to the bearing clamping block under the anti backlash nut. Hot glue was used to position the switch as required. Photos #10-11
The machine is now fully assembled and ready to hook up to the driver board.Step 16: Foam
Alle 9 Artikel anzeigen
Foam board (Extruded polystyrene rigid insulation) is the perfect prototyping material for the CNC. High feed rates and aggressive cutting depths can be used allowing prototype parts to be machined quickly and at € 20 for a 2' x 9' x1" board you can afford to make mistakes without hurting your wallet.
Multiple fluted high speed cutting bits (similar to this one) work better than double fluted router bits. When using sharp tools the finish can be quite good (such as
done on my first machine). Using the cutting bit on harder materials causes it to loose its edge and it will leave a fuzzy finish on the foam. The lesson here is to segregate your cutting bits based on material which lead to me building the bit holder in Step 18.
The first thing I like to do when machining a new material or after making adjustment to the machine is to cut out calibration shapes to see how well the machine is performing. A 2" square and circle are shown in Photo #1 with dimensions shown as measured using a pair of digital callipers. Before cutting these make a strait cut in the material and measure the width of the groove. A 1/8" bit won't cut out a perfect 0.125" because the cutting bit isn't likely to be exactly 1/8" and there will be some spindle runout. Because there is very little force on the tool when cutting foam this test shows the performance of the drive train and not the stiffness of the machine. When taking measurements I keep in mind that the machine has a resolution of 0.004" which is smaller than the error from my cheap pair of digital callipers. Measurements to look for on these shapes are as follows:
-the square is a square and not a rectangle. If one side is shorter than 2" it shows that the corresponding axis is loosing steps/slipping.
-The circle has a consistent diameter when measured at various angles. If this doesn't check out but the edges of the square were correct it shows that the X and Y axes aren't square and the square was actually a parallelogram.
With a maximum resolution of 0.004" on the X and Y axes I was more than happy with the results.
Next I did the CamBam drilling tutorial using a 1/16" drill bit.
Testing 3D shapes I cut a miter gear and a sprocket using CAD files downloaded from sdp-si.com. CamBam files for all parts are attached.
Step 17: Plywood
Calibration cuts in plywood yielded good results. The shapes were accurate and had very good surface finish. All photos show the surface finish strait off the tool.
The feed rate was limited by the spindle power and the noise level. I have no reason to believe the machine would't be able to make more aggressive cuts if a palm router/laminate trimmer was installed.
Step 18: Bit Holder
Alle 9 Artikel anzeigen
My local tool store happened to have their off-brand rotary tool bits on sale so I got a good selection of different styles to try at a fraction of the price for name brand bits of a similar quality. Any rotary tool bits you can buy at tool stores will be marginal in terms of the quality of cutting edge they are shipped with and their ability to hold an edge when sharpened. In order to get the best possible performance and cut quality you'll have to look at purchasing speciality 1/8" shank cutters from suppliers on the internet or upgrade to a 1/4" spindle so that you can use the much higher quality standard router bits. To maximize their cutting life I've built a tool holder to separate the cutting bits based on the material they are to be used on. The piece was cut out of a piece of 1x4 using the following steps:
1) The letters were engraved using a 3/32" end mill. Letter depth is 1/16"
2) Two rows of 1/8" holes were drilled with 7 holes per material.
3) Four 3/16" holes were cut per material.
4) The lettering was lightly sanded using a flat sanding block to clean up any rough edges. When cutting with the grain or on a down hill cut the cutting bit gave a crisp edge. When cutting across the grain or on a climbing cut the tool left fibers on the upper edge. A down spiral cutting bit would solve this problem and give a crisp edge all around the lettering.
5) The engraved lettering was painted being careful to stay within the lines.
6) The excess paint was sanded away giving a clean edge to the lettering. The tool bit holder is complete and ready to be filled with rotary tools of all sizes.Step 19: Propeller Pt 1/5 - Mould
Alle 23 Artikel anzeigen
For my first real project I wanted to make something that demonstrated the advantage of using a cnc machine and its capabilities. I originally was going to build a model sailboat but decided it didn't quite fit the bill as it is possible to construct one using traditional methods (but must slower and a bit less precise). I had recently been reading articles on propeller design for human powered vehicles from the great archive available on the International Human Power vehicle Association 's website. Of particular interest is Eugene Larrabee's article in the 1984 Volume 3 Issue 2 detailing the process of designing propellers using the minimum induced loss method.
I have attached a spreadsheet that performs the calculations and outputs the propeller particulars when given the power, speed, rpm and radius as inputs.
(Edit 29/4/2012, calculation spreadsheet now attached)
For my propeller I used the parameters
P=200W
Speed = 3 m/sec
RPM= 200
Radius = 22cm
Number of blades=3 (Ooops! didn't realize this mistake until I was finished making the propellers)
I put the information into Rhino3D, a 3D CAD program that is very good for creating complex surfaces (a trial version is available here ) and generated a line for the leading and trailing edges using the chord and pitch distribution from the spreadsheet. To generate the propeller surface I used the Sweep2 command using section profiles between the edges. The propeller has both geometric twist (change in angle of attack over its length) and aerodynamic twist (change in airfoil cross section). The propeller has a constantly changing cross section going from a heavily modified NACA 4418 cross section at the root to house the bossing, transitioning to a 4415 at the 1/3 radius mark, 4412 at roughly the 2/3 point and blends into a point at the tip. To produce a two part mold I split the propeller in half at its widest point to avoid any undercuts and created a box around both sides to create top and bottom molds. The resulting parts have very complex curvature and would be extremely difficult if not impossible to make by hand with a reasonable amount of precision, making it the perfect project for a cnc machine. To make an assembly I sketched out an end cone and two piece hub to bring everything together. The geometries are attached in iges format.
I wanted to find out how suitable polystyrene foam would be for a single use composite mould. A two piece mould was machined and used to layup two carbon fiber propellers.
The two mould halves were cut out using a 0.075” rouging cut (Photos #7&11), 0.05” finish water line cut (Photo #8) and a vertical scan line pass (Photos #9,10 &12) taking around an hour per side. The 3/32” bit used for the finishing passes did not leave as crisp a surface as the larger bit leaving a fuzzy surface. As soon as the moulds had been removed from the machine I realized that I had not included holes for indexing pins; luckily I didn't have any issues aligning the two sides without them.
The first step to preparing the mould was to give them a quick once over with 400 grit sand paper (Photo #15). The goal was not to shape the material and remove the remaining scan lines but to take off as much of the fuzz as possible.
The moulds were then given two coats of thinned latex paint (Photo #16,17). Using thinned paint prevents build-up that would change the profile. The purpose of these coats is to give the foam a better surface to sand against to take off the remaining “fuzzies”. With the paint fully dry I used 200 grit wet/dry sanding paper and sanded with a bit of water (Photo #18). A final coat of paint may be required to fill any thin areas after sanding.
When I was happy with the surface quality of the mould I applied 6 coats of mould release wax according to manufacturer's directions. Because I wanted to get two parts out of this mound I followed up with a precautionary layer of PVA applying it in two thin coats.
I had only prepped the top surface of the moulds but to protect the mould from epoxy seeping out from the joint I spread a layer of Vaseline around the edge to prevent the mould from being glued shut.Step 20: Propeller Pt 2/5 - Carbon Fiber Layup
Alle 18 Artikel anzeigen
With the moulds prepared they are ready for laying up the carbon fiber. Before I began this step I got all the tools and materials I required and cleaned my work area. Working with composites is much cleaner and more enjoyable when things are set up properly before you begin. All my work with epoxy and spray paint was done out on my balcony to avoid breathing in fumes.
Will all the items in Photo #1 on hand I started by cutting out strips of carbon fiber to the rough shape of the propeller. Photo #2
Next I mixed up the resin and hardener. I ended up needing 30ml of epoxy which can all be mixed at once as it has a working time of over an hour. I applied a coat of epoxy to the mould surface and laid down the first strip of carbon fiber (Photo#3). I wetted out the fiber making sure it was fully saturated and repeated the procedure of laying down a new layer and wetting out. Each new layer was narrower than the previous building up thickness in the middle but not at the trailing edge where the profile tapers off. Progress was gauged using a popsicle stick laid across the mould as in Photo #4 showing which areas require more fiber. A 2" long section of 1/8" key stock was embedded in the propeller with 1" protruding. Small offcuts were used to pack in around the shaft. When one side of the mould was built up to the required thickness the second half was laid up in the same manner. With both halves completed the moulds were brought together and lined up (Photo#5). With the mould lined up a stack of text books (I knew they would come in handy one day) was placed on top compressing it together. A good amount of epoxy and carbon fiber came out at the seam making me glad I had applied that layer of Vaseline to the sides. Photo #6-8. The end of the mould at the propeller tip had a tendency to slide apart due to the slanted surface. A C-clamp kept the mould aligned on this end.
After twelve hours the epoxy had jelled but had not hardened completely. I had a utility knife around the seam and popped the mould apart with little difficulty (Photo#9-11) I was pleased to see that the mould release has done its job and the mould had survived with little to no damage. Using a utility knife I trimmed away the swarf on the propeller as it is much easier to do before the epoxy hardens (Photo #12). With the excess trimmed off I put the propeller back into the mould to keep its shape until finished curing.
Once the propeller had sat for 24 hours I repeated the process for the second one.
After the second propeller had sat for 30 hours the epoxy had fully set and was ready for sanding. I used 120 grit sand paper from a sanding belt and 220 grit wet dry paper. Wet sanding is more efficient than dry and eliminates the nasty carbon dust that would be produced otherwise. After cleaning up the leading and trailing edges as well as sanding away minor surface flaws the propellers looked as shown in Photo #14. They are smooth but dull. To finish the propellers I applied four light coats of clear gloss finish (Photo #15). Light coats are important here; I got excited and laid down too much finish causing runs that had to be removed using 600 grit paper.Step 21: Propeller Pt 4/5 - Hub
Alle 22 Artikel anzeigen
This step covers my process of recycling platic milk jugs into billets and machining them into the hubs for the propeller. This process was also used to make the shaft coupler and anti backlash nut.
HDPE (or High Density Polypropylene) is a great material to work with as it is hard, easy to machine and has a low coefficient of friction. This site has a good breakdown of how it compares to other engineering plastics. When bought in sheet form it is fairly expensive but it is laying around your house in a variety of forms, milk jugs, other food grade containers, cutting boards etc.
The process I use has been refined after many trials and represents the best method I have tried so far. I started by searching instructables and the web to find what others had done and found this one. I tried this method several times changing different parameters each time but melting the plastic in oil didn't give the final consistency I was after. My next idea was to melt the platic in a tin can that was submerged in oil. I neglected the effect of bouyancy and had problems keeping the can submerged. My first thought was to place a weight on top of the can but this made it too top heavy and prone to tipping over, not something you want when it is in hot oil. I thought I found the perfect solution by attaching the can to the bottom of the pan using magnets but when the oil gets up to temperature the heat is enough to break down the magnetism of the rare earth magnets I used. The next step of the evolution of this process was to melt the plastic in the oven and is the method I used here.
The first step is to clean out some milk jugs, take off the labels and reduce them into flakes. I do this with a pair of scissors while watching tv. I can only do about four jugs at a time which takes around an hour before I start to get blisters from using the scissors. The flakes should be as small as you have the patience for, as reducing the size in half requires four times the cutting time. The smaller the flakes are the easier it will be to eliminate voids in the plastic. Cutting the milk jugs up by hand is very tedious and I have tried to come up with better methods. I can tell you one that doesn't work is using a paper shredder. HPDE is used in tick tac lids as it is very flexible and won't break due to fatigue when flexed. This property means that it will not shred in the paper shredder but will deform enough to go in half way and get stuck. I cut up four milk jugs aiming for flakes 3/4" x 1/8" in size (Photos #1,2).
I cleaned up three tuna tins for use as moulds. I have made billets from all sizes of cans from tomato paste for the shaft collar and larger tomato cans depending on what I want to use the plastic for. (Photo #3)
Next I filled the tins up with flakes. When melted these will compress and the tins will have to be topped up. (Photo #4)
With the oven preheated to 350 degrees Fahrenheit I put the tins in for half an hour. HPDE has a melting temperature of 266 F and an extrusion temperature of 350-500F. With a household oven the temperature can be expected to swing +/- 25 F as the heating element cycles on and off. Trying different temperature settings I fould that at 375F and over the plastic would burn and give off an unpleasant smell. I've settled on 350F as the best temperature to use taking longer to melt the plastic but avoiding overheating issues.
After the half hour I removed the tins from the oven and press down the partially melted flakes with an old spoon to compress the material and try to remove any voids (Photo #5). If the tins are out of the oven for over a minute or so the extremities will begin to cool and transition from opaque to white.
I kept putting in the tins in for half hour stints and after two hours they were fully melted. I gave them one last press with a spoon to try and get the surface as even as possible to minimize machining afterwards. Photo #6. When fully melted they are fully opaque. The material is not runny but has a sticky gooey consistency.
I have tried many different methods of heat cycling the plastic to minimize internal stresses. If the pieces are thin enough and taken out of the oven at this point and left to cool, they will warp. The easiest way to minimize the heat stess is to just turn off the oven and walk away. The plastic will retain heat remarkably well and will be too hot to handle even after several hours. I leave them overnight to be sure everything has cooled down slowly. There is enough shrinkage when cooled that the parts come out easily from the tins even when there is a slight lip on the inside. Photo #7.
After cooling the recycled plastic is ready to be machined into propeller hubs. Starting with the top hub the top surface is machined flat (Photo #8). The excess plastic is cut away using a hack saw (Photo #9). The piece is then flipped over and the bottom surface is machined flat (Photo #10). Next the five holes are machined with an end mill (Photo #11), and then the recess for the bolt head (Photo #12). A 1/8" groove is cut for the propeller shafts (Photo #13). The last step for this side is to cut out the circular profile. The part is now flipped over and recesses cut for the nuts (Photo #14).
The bottom hub is similar with the top surface of the piece machined flat (Photo #16,17) and then flipped over and flattened again (Photo #18,19). Holes and a 1/8" groove are machined next (Photo #20) and finally the profile cut out (Photo #21,22). Not shown, but the final step is to flip the piece over one more time and machine the recesses for the bolt heads.
As I progressed through the steps I tried different cutting speeds and depths. I discovered by the end that I was not taking deep enough cuts which resulted in the bit chattering on the surface. The facing cuts would have been much cleaner such the recess in Photo #8 had I taken off twice as much material per pass.
Drawings for the hubs are attached.
(Edit 29/4/2012, propeller hub drawing now attached)Step 22: Propeller Pt 3/4 - End Cone
Alle 21 Artikel anzeigen
The end cone is the attachment to the hub that makes the assembly more aerodynamic (or hydrodynamic) when travelling through a fluid. The base diameter is 2" to match the hub diameter and the height is 2" chosen to give a streamlined surface without being too long. The overall shape is a parabola what has been reloved around a central axis.
To build it a plug was machined from 1" polystyrene foam in two halves (Photo #1). 0.05" was left at the bottom to stop the parts coming loose on the last pass (Photo #2, I need to learn how to use the holding tabs feature in CamBam when I get the time). The two havles were then glued together using a thin layer of white glue after the swarf was removed with a utility knif and some 220 grit sandpaper (Photo #3).
To give the endcone a hard durable shell I covered it in a layer of fiberglass using the vacuum bag method using the following steps:
-I assembled the materials in Photo#4. I was working outside with good ventilation to protect myself from the fumes.
-I measure out the epoxy in to 2:1 ration of resin to hardener using the measuring cups. Shown in Photo #5 is 15ml of mixed epoxy, I ended up using 30ml.
-Starting the fiberglassing I wetted out a piece of fiberglass cloth 3"x3" (larger than the cone's base) onto the piece of waxed MDF. Photo #6
-Next I placed the foam endcone plug in the middle of the wetted fiberglass. Photo #7
-and draped a piece of fiberglass cloth over it. Photo #8
-I wetted out the cloth until all areas were saturated with resin. In Photo #9 I still have creases in the cloth. These will not lay flush even after vacuum bagging so small slits will have to be cut in the fiberglass overlapping the edges to smooth the material out.
-Next an oversized piece of peel ply is layed over the fiberglass. Photo #10
-And then a layer of breather cloth (Photo #11). I put an elastic band around everything at this stage to hold it all together while I made the bag. Photo #12
-I placed everything on one side of the vapour barrier (Photo #13) and doubled the plastic over sealing the edges with duct tape while inserting an air line from underneath the breather cloth and out a corner (Photo #14)
-The exit point of the air line is the hardest place to seal. I used plasticine around the airline as shown in Photo #15. This takes a long time to get right an is quite frustrating. The next time I vacuum bag something I will take the time to make a proper sealed connection using brass fittings.
- A vacuum is now applied using a pump made from this instructable. With this setup I can pull up to 25" Hg.
-After 24 hours to let the epoxy cure the part was taken out (sorry, forgot to snap a picture of this step), the excess glass cutoff around the bottom, a coat of primer applied and sanded to be flush with the propeller hub. Photo #16
-When I was happy with the fairing (more a function of the time I had available than the results, it could have been a lot better) I gave it a couple more coats of primer. Photo #17
-I cut out a recess on the bottom and using autobody filler attached a #6-32 nut and washer. I covered a 1/2" long #6-32 machine screw in Vaseline to prevent the autobody filler from sticking to it and assembled it through the mounting hole in the propeller hub (Photo #18). This makes it possible to remove the endcone from the top side of the hub. I later decided that removing it wouldn't be necessary so I faired the hub and endcone together with drywall compound and made them one piece.
-Using metalic autobody spray paint I had on hand (Photo#19) I gave the endcone/top hub assembly and the bottom hub three coats of paint followed by a layer of clear coat. Photo #20Step 23: Propeller Pt 5/5 - Assembly
Alle 14 Artikel anzeigen
So here it is, the final assembled propeller. The parts are assembled as shown in the exploded view in Step 19.
The main purpose of this project was to demonstrate the feasibility of making a mould from expanded polystyrene to create an accurate composite part. This process has been a resounding success with the cnc machine successfully machining a complex surface and imparting that geometry to the composite part. With this process a piece can be created in three evenings worth of work:
Day 1: Mould machined (1-2 hours depending on complexity)
Mould painted and sanded (1 1/2 hours give warm enough temperatures and thin coats being applied)
Mould prepared with release wax and PVC (1 hour for 5 coats of wax drying for 10 min between applications and a coat of PVA left to dry overnight)
Day 2: Layup of composite (1 hr)
Day 3: Sanding and finishing of part (1-5 hrs depending on many factors)
The HDPE hub turned out alright but shows a lot of promise for using the material in the future. As mentioned in Step 21, more practice is required to get the optimum feeds speed and depth to achieve the best surface quality possible with my set-up. A few voids can be seen in the material but these are nothing compared to what I was getting when I first started. With a bit more refinement I am confident I can make consistently void free blocks.
The weakest part of the lot is the end cone which comes down to not spending enough time fairing the surface before painting. In the future I will try vacuum bagging parts like this one in a female mould so, like the propeller blades, the final shape can be as accurate as the cnc machined part.Step 24: Follow up / Improvements
The machine has been up and running for nearly a month now and has logged around 7-8 hours of cutting time without any major problems. At around the 3-4 hour mark I had to re-tighten the V-groove bearings on the X & Z axes but these have not loosened since then. The following are a few observations I have made while using the machine.
The pulleys on the Y axis have come loose more often that I liked. The problem wasn't the time require to re-tighten them but that they would have to be checked before each use to make sure they were secure. I had cut out a propeller end cone to find out it was circular because I hadn't noticed the pulleys had come loose. To solve this problem I attached 1/4" shaft collars to the pulleys using 10 minute epoxy as shown in Photo #1. All of the HDPE parts were cut using this setup without the pulleys loosening. When running at less than 30 inches per minute the movement of the machine is slightly jittery as the discrete steps of the stepper motors is magnified. In the future I will be replacing the 40 tooth pulleys with 20-30 tooth versions to increase the resolution of the machine and make it;s movement smoother. I imagine these will come with the same size set screws as before so I will take the time to bore out the threads and re-tap them to accept 8-32 set screws as are on the shaft collars.
I had expected the aluminum rails to show signs of wear from the contact with the V-groove bearings as this was experienced on my first machine. The rails have worn a little bit as shown in Photo #2 but shouldn't require replacing any time soon. I will make a concious effort to use different parts of the machine when cutting smaller items so that the wear isn't concentrated in a particular area. If this becomes a problem I might consider making my own V-groove bearings from HDPE and fitting them around a skate bearing. The HDPE against aluminum should have very low friction and good wear characteristics.
The part I was the most concerned about was the elastic band driving the spindle. This had taken a bit of damage during the construction process and I didn't know how quickly it would wear if it was slipping over the pulleys. Photo #3 shows the elastic band in good conditions with minor wear that as taken off the lettering. The pulleys in Photo #4 show a bit more wear but is mostly cosmetic.
The home-made spindle has performed well and as been quiet enough to use in an apartment but I would like a bit more power and the ability to use higher quality 1/4" shank router bits. I will be looking out for garage sales to pick up a 1/3 HP induction motor (similar to the one in this ) and trim router to make a beefier hight powered version of the current spindle.