Frässpindel Eigenbau

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Frässpindel Eigenbau – Die PreciSpindle

Parallel zum Eigenbau der CNC Fräse zeige ich euch den Bericht zum Eigenbau meiner Frässpindel. Eine hochwertige Frässpindel ist wichtig, um ein gutes Fräsergebnis zu bekommen. Hier zählt neben Leistung – also Drehmoment und Drehzahl der Frässpindel – die Steifigkeit und Lebensdauer der Lagerung.
Mein persönliche Anforderungen an die HF-Spindel:

  • Drehzahlen über 15000 U/min möglich
  • Spitzenleistung bis zu 1500 W
  • Steife Ausführung für hohe Präzision
  • Sehr kostengünstige Lösung
  • Wasserkühlung der Spindel möglich

 

Frässpindel Eigenbau – Lagerung

Frässpindel Eigenbau

Frässpindel Eigenbau: Bild der 3D Konstruktion

Konstruktiv soll meine Spindellagerung sehr steif sein. Ich habe mich bei meiner Frässpindel deshalb für eine günstige und dennoch sehr steife Lagerung in Form von Schrägkugellagern entschieden.

Das erreiche ich zum einen durch einen großen Lagerabstand in der Konstruktion. Außerdem habe ich mich für eine angestellte Lagerung in O-Anordnung entschieden, bei der ich die Lagerung während der Montage bereits vorspannen kann. Dieses Vorspannen entfernt alle konstruktionsbedingten Spiele und führt zu einer genauen Bearbeitungsspindel. Durch die Wahl von Schrägkugellagern in O-Anordnung wird außerdem der gedachte Kraftangriffspunkt näher zum Tool Center Point (Werkzeugspitze) der HF-Spindel gesetzt. Dadurch verkürzt sich der Hebelsarm, welcher das Kippen der Frässpindel verursacht.

Durch die Wahl von Schrägkugellagern in O-Anordnung wird außerdem der gedachte Kraftangriffspunkt näher zum Tool Center Point (Werkzeugspitze) der HF-Spindel gesetzt.

Noch besser wären richtige Spindellager, diese kosten jedoch gleich mehrere 100 Euro. Mit 20 Euro bekomme ich jedoch gleich die gesamte Lagerung meiner Spindel. Von Vorteil ist, wenn man Lager mit metallischen Dichtscheiben verwendet. Diese sind Reibungsarm und erzeugen damit eine geringe Verlustwärme.

Frässpindel – Konstruktive Gestaltung

Zentraler Bestandteil der Eigenbau Frässpindel ist die ER20 Spannzange. Die Spannzange wird direkt über das zweireihige Schrägkugellager in O-Anordnung und das normale Schrägkugellager gelagert. Die Lager werden außerdem in das gleiche Gehäuseteil eingepresst. Dadurch wird zusätzlicher Achsversatz zwischen den beiden Lagern aufgrund von Montagetoleranzen vermieden. Zusätzlich werden die Lager über das Gehäuse verschraubt und damit definiert vorgespannt. Um ein Eintreten von Spänen in das Gehäuse zu verhindern habe ich mir eine einfache metallische Labyrinthdichtung ausgedacht. Der Innere Teil der Labyrinthdichtung ist wellenfest und rotiert mit.

„… werden die Lager über das Gehäuse verschraubt und damit definiert vorgespannt.“

Der Äußere Teil wird an das Gehäuse geschraubt. Zwischen den beiden Teilen der Labyrinthdichtung habe ich einen kleinen Spalt von 0,3 mm für den Freigang der beiden Teile vorgesehen.

Frässpindel Eigenbau Zeichnung

Frässpindel Eigenbau Zeichnung

Für die Verbindung der Spannzangenaufnahme und BLDC Motor habe ich eine Adapterwelle mit Gewinde (wird mit Loctite verklebt) und eine Klauenkupplung mit Kunststoffkranz vorgesehen. Der Motor wird direkt an seine Flanschplatte geschraubt. Diese ist direkt am Spindelgehäuse befestigt. Noch fehlt eine Abdeckung für den Motor, diese wird nach den ersten erfolgreichen Tests konstruiert. Auch die Wasserkühlung im Motorflansch muss noch weiter optimiert werden.

HF-Spindel Selbstbau – Kosten

Derzeit kalkuliere ich mit ca. 140 € für den Gesamtaufbau der Spindel:

  • BLDC Motor: 19 €
  • Spannzangenfutter ER20: 20 €
  • Lager: 20 €
  • Drehteile (7 Stück): ca. 80 € (günstiger wenn man eine eigene Drehmaschine hat)

Schön dass Du dich für meinen Beitrag interessiert hast! Bitte hinterlasse doch einen Kommentar mit Deiner Meinung zu meinem Selbstbau! Über Anregungen und Verbesserungsvorschläge freue ich mich immer!

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