CNCフライスの設計 23.軽量化


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前回重量を計算してみましたがさすがに重すぎます。目標は全体で100kg前後だったのですが大幅オーバーの175kg。

軽量化して目標値に近づけます。軽量化はフレームを20mm厚から15mmに変更。X軸、Z軸まわりで15mm厚の部分を10mmに変更といった具合で進めます。

 

フレームを20mmから15mmに変更。Z軸の部品の板厚も薄くしましたのでスピンドルの前後位置も変更になります。それらの結果が上図になります。

フレームの前後の長さが変わるのでそれに合わせてボルトの取り付け位置を修正します。補強のための部材は左右で対象となるようにしました。他の部分もそうですが左右で2つあるパーツは左右で同じ設計にしておくと良いでしょう。部品を発注した時に少し安くなるかもしれません。

フレームの厚さが変わったので、X軸のステッピングモータの取り付け位置も変更になるのでそれに合わせてボールネジの位置が変わります。そこでナットの取り付け位置も変わります。(上の図ではX軸ボールネジのサポートユニットを取り付けるネジ穴が抜けています)

体積を求めて重量を計算してみます。スクリーンショット 2016-03-27 6.48.08

8577523立方ミリメートル = 8577立方センチメートル
密度7.5をかけて
8577 x 7.5 = 64327g = 64kg

フレームだけで64kgとかなり落とせました。板厚変更による強度不足ですが、現在私が使っているCNCフライス盤が今回の設計よりも大きいサイズで15mm厚なので問題無いでしょう。小さくなった分、強度としては有利です。

全体図は次のようになります。

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全体の重量はスクリーンショット 2016-03-27 7.05.16

132kg。
まあ、こんなもので良しとします。

最初に作るときには使う現場で組み立てるので大丈夫です。問題はその後にちょっと移動させいと言った場面です。そのようなときには単菅パイプとレバーブロック、パイプトロリーがあると何とか移動できます。

レバーブロックはこちらスクリーンショット 2016-03-27 7.29.55

パイプトロリーはこちらスクリーンショット 2016-03-27 7.33.55

単菅パイプ(Φ48.6mm単管)は近所のホームセンターでも買えると思います。

以前にテーブルを交換したときには下図のように単菅パイプでヤグラを組んでレバーブロックで持ち上げました。参考にしてみてください。

単管パイプを組んだクレーン

単管パイプを組んだクレーン

最後の位置の調整

最後の位置の調整