Schrittmotor Welle fixieren

[ranke]

Ich find nur Berechnung der Vorschubgeschwindigkeit und Leistungsdaten für die Frässpindel, aber zu den Vorschubantrieben wird nicht viel weiter erwähnt, wird wohl davon ausgegangen, dass sie einfach genug Kraft haben.

Ja, die Vorschubantriebe sind normalerweise nicht die leistungsbestimmende Komponente einer Werkzeugmaschine. Es ist relativ einfach sie so auszulegen, dass andere Komponenten leistungsbestimmend sind (z.B. Spindelleistung, Steifigkeit).
Zur Auslegung: Einerseits muss der Vorschub im ungünstigsten Fall gegen die Kräfte des spanenden Werkzeugs arbeiten, andererseits gibt es verschiedene Stellen mit rollender und gleitender Reibung. Zu den Reibstellen gehören Motorlager, Spindellager, Mutter in Spindel und Führung des Maschinenbetts. Haft/Gleitreibung ist naturgemäß stark von Materialpaarung, Schmierzustand etc. abhängig, man erschlägt das rechnerisch durch einen Reibungskoeffizient der, multipliziert mit der Normalkraft, eine Reibkraft senkrecht zur Normalkraft ergibt. Unwägbarkeiten werden wie im Ingenieurwesen üblich durch Sicherheitszuschläge berücksichtigt.
Reibungskoeffizienten findet man in einschlägigen Tabellenbüchern. Das Berechnungsverfahren für die Gewindereibung kann man sich im Prinzip selbst herleiten, in der räumlichen Vorstellung ist nur die Handhabung der aufgewickelten Kontaktfläche zwischen Mutter und Spindel etwas kompliziert. Man findet entsprechende Rechenvorschriften auch in Büchern über Maschinenelemente oder im www. Die Gewindereibung bei Befestigungsschrauben geht im Prinzip genauso, allerdings ist die Geometrie bei Befestigungsgewinden so gestaltet, dass die Reibung generell höher ist.

[Geistesblitz]

Ist es wirklich so, dass die Vorschubantriebe hauptsächlich die Reibung zu überwinden haben? Dachte immer, dass der Hauptanteil die Kräfte sind, die bei der Bearbeitung entstehen. Ich brauch einfach nur etwas, um einschätzen zu können, ob meine Schrittmotoren schon reichen würden oder ob die zu schwach sind. Bei einem Antrieb mit Trapezgewindespindel kommen dann wohl die Reibung im Gewinde, in den Lagern und der Führung mit in die Rechnung, wobei die Normalkräfte dann doch bestimmt auch von den Bearbeitungskräften abhängen dürften, oder?

[ranke]

Ist es wirklich so, dass die Vorschubantriebe hauptsächlich die Reibung zu überwinden haben? Dachte immer, dass der Hauptanteil die Kräfte sind, die bei der Bearbeitung entstehen.

Das ist sicherlich stark von der Maschinenkonstruktion abhängig. Bei DIY Maschinen hat man häufig wenig steife Konstruktionen, die größere Schnittkräfte gar nicht zulassen. Ausserdem hat man eher reine Gleitlagerung in Führungen und Spindel, auch weil das meistens billiger ist als Rollenlagerung. Bei vielen Gleitelementen will man außerdem weitgehende Spielfreiheit und versucht diese durch Anstellen oder Vorspannen zu erzielen, was dann auf Kosten der Leichtgängigkeit geht. Da kann die Reibung leicht mal deutlich größer werden als die Schnittkraft.

Bei einem Antrieb mit Trapezgewindespindel kommen dann wohl die Reibung im Gewinde, in den Lagern und der Führung mit in die Rechnung, wobei die Normalkräfte dann doch bestimmt auch von den Bearbeitungskräften abhängen dürften, oder?

Ja klar, Komponenten für die Normalkraft sind: Bearbeitungskräfte, Gewichtskräfte, Beschleunigungskräfte, Vorspannkräfte und Reibkraft von vorgeschalteten Elementen.