ATC - Auto tool change - tổng hợp tài liệu từ internet

[CKD]

ATC - Auto tool change - tổng hợp tài liệu từ internet

Tự động thay đổi dao cụ là một trong nhiều điều mà dân DIY CNC chúng ta luôn mong muốn làm được. Anh em chế CNC thế giới đã làm và làm từ rất lâu.

Tự động thay đổi dao cụ trong mỗi nhóm máy đều có sự khác biệt khá rỏ rệt. Tạm chia thành 2 nhóm là máy phay & máy tiện. Đặc trưng trong 2 nhóm này là dao cụ đứng yên hay chuyển động. Điều này cũng chỉ đúng với những máy móc truyền thống. Với những trung tâm gia công hiện đại, việc kết hợp nguyên công phay & tiện được thực hiện hỗn hợp thì ATC trên các máy này cũng rất khác biệt so với 2 nhóm đã được chia theo đặc trưng trên. Trong khuôn khổ chủ đề này chúng ta sẽ tìm hiểu dần.. ATC từ máy phay, tiện rồi dần dàn sẽ đến phay tiện hỗn hợp :D.

Sản phẩm ATC về mặt cấu tạo không phức tạp, anh em chế máy ở ta khi đã chế tạo được máy CNC đến mức chế tạo chi tiết (chế tạo gối, vai... nói chung là gia công chi tiết kỹ thuật) thì có thể chế tạo được. Nhưng ATC lại có những đòi hỏi khá khắt khe về tiêu chuẩn kỹ thuật nên việc DIY trong điều kiện ở VN khá khó khăn. Vài đòi hỏi quan trọng nhất cần lưu ý:
- Độ đồng tâm
- Độ cứng của các chi tiết (đảm bảo độ bền khi sử dụng)

http://cncprovn.com/updata/img/SpindleSection.png

6207
* http://www.cnczone.com/forums/spindles-vfd/164470-cad.html

Note:
- Các hình ảnh xuất hiện trong bài viết đều vay mượn từ internet. Đề phòng ảnh gốc bị mất liên kết nên mình sẽ úp lên diễn đàn, dẫn link gốc ;).
- Các trích dẫn có thể là sản phẩm thương mại hoặc sản phẩm DIY nhằm giúp các bạn hiểu sâu và rộng các vấn đề liên quan đến chủ đề.
- Có thể mở rộng chủ đề đến các thiết bị liên quan như motor, trục chính...

[CKD]

Lỡ trích hình từ CNCzone.com rồi.. làm tới luôn.

http://www.cnczone.com/forums/spindles-vfd/164470-cad.html


6208

6209

6210

6211

6212

6213

[CKD]

http://i285.photobucket.com/albums/ll52/bogan229/SpindleATCmod/P1020406.mp4

http://vid285.photobucket.com/albums/ll52/bogan229/SpindleATCmod/P1020407.mp4

[CKD]

https://www.kickstarter.com/projects/19659206/cnc-bt15-iso15-atc-spindles-cartridge-and-spindle

Trong bài viết này.. do thấy trình bày khá hay nên tạm trích luôn cả hình ảnh và lời


About this project

Where to begin.

Tired of manually changing tools?
Tired of measuring the tool every time you change it?
Tired of the lost time from changing tools?
Then this project is for you and it's ready for immediate production.
For those who don't know what ATC is, this spindle cartridge or spindle shaft kit allows your tools to be changed without human interaction, just like the big-boys do, this is not a cartridge like the avenger, this spindle cartridge or spindle shaft kit can be installed in your existing spindle head with minimal work so you can use ISO15/BT15 tool holders and obtain real ATC capabilities at an affordable price.
My main goal is to enhance the hobby-machinist environment by providing high quality products at a reasonable price and what I found when searching for an auto toolchange spindle made it difficult for all but the extremely rich enthusiast or the product has such poor quality that buying it meant nothing more than an exercise in wasting money, A2Z and IMSsas are just a couple of example of highly overpriced products.

Don't get me wrong, I have nothing against turning a profit but overinflated pricing prevents the hobby from being enjoyed by the user who are on limited budgets and settling for a poor solution like the IMS QuickChange because it is the only option close to being affordable doesn't help promote the hobby so my main goal in this hobby industry is to make quality products available at an affordable price.

Purpose and Background.

The main purpose of this project is to mass produce the products allowing for an extremely affordable price making ATC available to the home/hobby user.
Some of you are already familiar with my BT30 spindle cartridges and my ER20 3.0KW electric square body spindle (or the china copies available on ebay) as well as my Sherline/Taig BT15 spindle conversions kits and this is my effort to fulfill my commitment to bringing you more options/features and enhanced products.
I'll be financially matching funding and I'm only looking for 50% of funding through Kickstarter in my effort to provide you with a quality product at an affordable price but if the project doesn't fund, production will still occur however the prices will be significantly higher doe to lower production numbers so your opportunity to obtain these products at a reasonable price is only possible by demand and mass-production if the project funds.
If/When funded, the products will go into immediate production, mass-production will significantly lower the cost of producing these parts, low enough to make the products affordable and if funding manages to exceed double of the sought amount the prices will reduce.
So, with the assistance of some other machinist who share my hobby passion (one is a spindle shaft expert who produces shafts for HAAS) we have decided to find creative ways of producing these complicated parts as inexpensive as possible without sacrificing quality and tolerances while maintaining the required specifications.
This is real.

As you can see from the following pictures, this product is no toy, it utilizes a petal-clamp system as found in larger ATC spindles and I have been assured by my electric spindle motor manufacturer that a real 10K RPM matching 220VAC 3-phase 3HP electric spindle motor with a 1024PPR quadrature encoder in a small footprint will be available within the next 6 months for about $750.00 USD (or less - unheard of in this industry) and made exclusively available at this price to the backers of this project so features like rigid taping is possible for those seeking the do-all VMC or milling machine.
.
6214
Cartridge
(http://daleenterprise.com/ks/IMG1.jpg)6215
Shafts
(http://daleenterprise.com/ks/IMG2.jpg)6216
Petal Clamps
(http://www.daleenterprise.com/ks/IMG3.jpg)
What to expect.

The spindle cartridges and spindle shaft kits are supplied with NTN P42 25deg sealed angular contact bearings and are available with optional ceramic bearings at an additional cost.
They support the following options/features:


15K RPM (40K RPM with ceramic bearings).
Air or liquid cooling as required (easy to implement with the cartridge).
coolant through spindle.
air blowout.
small footprint.
BT15 or ISO15

Reasoning.

Like many avid hobby machinist, I want to increase productivity and increase the quality of the parts I produce and the use of an auto tool changer does this and the main goal of this project is to do it at an extremely affordable price that makes it impossible not to consider and I want it completed and available to everyone in a reasonable amount of time.
The currently available quick-change spindle from IMS was found to be unsuitable to machine aluminum due to tool holder slippage and the other ISO10 tool holder spindle we tested was just as bad and both only came in ER11 collet size and we found this too limiting.
As you can see, I have already completed the designs of the spindle cartridge and spindle shaft kit prototypes and would like to move to the production phase and mass production make it possible to do it at a reasonable price.
Why ours is better.

The use of ball style retention knob clamps (pull-stud gripper) were very disappointing due to the stress placed on the retention knobs by the balls due to minimal contact area and didn't have sufficient force to prevent toolholder slippage and the failure of the retention knobs due to this design far outweighed it's value so we quickly dismissed this as a quality/acceptable solution.
We were equally disappointed in the finger (one-piece) clamps and how short their life expectancy was that they were quickly dismissed as well.
Instead we decided to look at BT30 and BT40 tool change spindles that utilized a 15deg retention knob and decided that these designs were far more effective so we set out to find sources for these products but our findings left us outraged at the cost of the clamps that we just could not accept.
IMSsas, a well known maker of these products offered us just the clamp at a cost of $525.00 for one and $375.00 in quantities of 50 pieces and they were the cheapest of the offers we received, finding this to be unacceptable we decided it's time for us to make them at a much more reasonable cost.
The heart.

The new petal clamp is made from 30CrNiMo8 (a Nickel Molybdenum Alloy), hardened and tempered for low wear and maximum strength, we have devised a machining process that allows us to make this part at an extremely reasonable cost at quantities of 25pcs (unheard of in the machining industry) so I can't understand why these companies charge so much for this product.
In our initial clamp testing we had a few failures along the way, unfortunately I didn't take any pictures but we have figured out how to make the part so that it would sustain more than 3000N (the DIN/ISO specification for the 15 series tool holder maximum force is only 1700N) without failure.
General components.

The spindle shaft is hardened to HRC42 making it very strong and wear resistant and this is the most important part of a tool change capable spindle, if it doesn't have enough strength it couldn't maintain the allowable TIR under full load.
The toolholders we are having produced for us because we just couldn't compete with the stringent tolerances and the cost of having these pieces ground to perfection made it uneconomical to produce ourselves and make them reasonably priced but did find a company who could produce them for us while maintaining the specifications.
The basic tool change spindle components can be installed with hand tools by following simple directions/instructions and you can fabricate the other required components to finish it off with stuff you have laying around or purchase the parts you need.

[CKD]

Thank you!On behalf of everyone here. Thank you for taking the time to check out our project and we all hope you enjoy our mini CNC ATC spindle cartridges and spindle shaft kits and will continue our efforts to offer you affordable components without sacrificing quality.. We think this will change the way everyone makes Hobby CNC machines for the better. We hope makers everywhere can adopt these components and make amazing creations.


Risks and challengesThis project has no risk of non-completion and small delays in production may extend the delivery date but it will not exceed 60 days past August 16th, 2013.
Should this project not fund on kickstarter, the products will still be put into production and made available but the costs may increase slightly as funding for mass production is how the products will be made available at the lowest possible price.
Unless I can produce the spindle cartridge in quantities of 1000pcs the chance for profit is nonexistent if I wish to provide the product at an affordable or reasonable price.
If you believe that there is profit at these prices, consider the spindle cartridge, this has $410.00 worth of NTN high precision angular contact bearings installed ($1165.00 if you upgrade to ceramic bearings - a difference of $755.00) so there is no profit to speak of.
Those ordering spindle cartridges or rewards whose value exceed $900.00 USD, should the kickstarter funding be greater than $14,000.00 USD you can expect a partial refund of about 14% as production costs will be reduced due to the higher quantity production run.
Please be thoughtful, pledging $1.00 now in the hopes that after funding you may be able to purchase a product will not be possible, production quantity is based on funding and I can assure you there is no profit to produce extra products so there wont be any extra products for later resale.
I am not a business, I do not own a store or have a website where I sell products, I am a private individual who has a passion for CNC hobby and it is my intention to make available reasonably priced products in my attempt to promote the hobby and I do this without any profit so, if you want to buy one later and you did not buy one now, you will pay significantly more and, you will wait until there is a minimum of 10 cartridges being purchased before a production run begins and this may take time, if you previously purchased a spindle cartridge and want another one, you will receive the same or lower price and you wont have to wait for the MOQ to be met, this is my pledge to supporting those who have funded the project.
Because some of the components are manufactured in china and by other US companies, unforeseen expenses, rate changes, taxes, duties and the fees taken by Kickstarter and Amazon, you may be required to submit additional funds but the amount if any would not exceed 10% of your pledged amount.



Đây là website của tác giả http://www.dalecnc.com/ :o

[CKD]

Well, I just assembled the first five of my new BT15 (http://www.ebay.com/sch/i.html?_nkw=bt15) ATC spindle.

Specifications:

Tool Holder size ISO15 or BT15 with 15deg retention knob.
Body - 60mm OD.
Bolt pattern - 8 x M4 on 70mm DIA
Flange - 80mm OD.
RPM - 6,000, 8,000, 12,000, 15,000.
Petal-Clamp, black nitride coated.
BelleVille Disc Springs 225lbs to 350lbs (as required).
Run-Out - 0.0005in or better (ISO specifications allow 0.0008in).
User replaceable bearings.
Weight - 2KG (4.5lbs)



I did some checking and this is what I came up with, BT30 (http://www.interstatemusic.com/922146-Samson-BT30-30-Pin-Bluetooth-Receiver-SABT30.aspx?sku=COMBT30&source=Google+Base_CASCIO&source=Google+Base_Cascio&utm_source=google&utm_medium=product&utm_campaign=gbase) price is $2870.00 plus shipping, BT25 (http://www.amazon.com/dp/B009I3QVAS) price is $2384.00 plus shipping, BT20 price is $1842.00 plus shipping, I couldn't find anything for a BT15 so I guess I'm the first to offer it.

If I follow this convention the BT15 (http://www.ebay.com/sch/i.html?_nkw=bt15) would come in around $1375.00 plus shipping so I'm thinking $800.00 plus shipping is a reasonable price (excluding the 15,000RPM due to cost of ceramic bearings).
6219


$1375.00 USD.. các bác phải nhanh chân việt hóa sản phẩm này thôi :o

[CKD]

Bộ này được kéo bằng router gỗ nè các bác.

https://www.youtube.com/watch?v=epKVNVT2U4E

[CKD]

Phần đuôi rút hiện đại thì thế này.. bền bỉ và khỏe hơn loại dùng bi.

https://www.youtube.com/watch?v=8wt5EV2LMcc

[CKD]

Một trường phái mới.. lực kẹp lớn hơn, nhưng nhỏ gọn hơn.

https://www.youtube.com/watch?v=p-8uM0qEAfc


https://www.youtube.com/watch?v=G_OsMdwSRvk


https://www.youtube.com/watch?v=uRxIzYHgj6o

Thằng này dùng đuôi dao HSK.. một loại mới sau này, có nhiều ưu điểm hơn loại truyền thống.

6220
http://www.tacrockford.com/product/machine-components/milling-machine/automatic-tool-clamping-systems/automatic-drawbar-clamping-grippers/hsk-taper/berg-hsk-grippers-hss-and-hssl/part/963.15306.000.1/

[Nam CNC]

Cám Ơn chú đã tổng hợp tất cả cái cơ bản của ATC , các anh em mình cố gắng leo lên level này đi , ngon lắm , em mới xài 1 lần mà mê , em chuẩn bị lên BT15 ATC , BT30 ATC , đang xài ATC SC42 precise spindle , êm bà cố luôn.

[CKD]

Thương hiệu CNC, thần tượng của nhiều anh em chế máy DATRON..
Spindle 3kW
- 40,000rpm
- 0.95Nm (at 1,000rpm)
- HSK-E 25 clamping

http://www.datron.com/brochures/3kW_Spindle.pdf

[Nam CNC]

Việt hoá cái ATC này cần phải 1 nhóm thì mới ok , mỗi người 1 chi tiết thì mới đủ khả năng làm được , khó nhất là cái roto có bộ kẹp dao cho chuẩn và phải được cân bằng động từ 15K-24Krpm mới chuẩn, Built in thì khả năng chưa đủ đâu , rời 2 bộ phận thì chỉ cần con 2.2kw của china dẫn động là ok . TQ được 1 cái là làm spindle cân bằng động khá tốt , chỉ chán mấy chú china ở cái gia công góc côn chuẩn để kẹp dao , chắc có lẻ đồ mắc tiền thì mới ok.

[Nam CNC]

Con Datron chính hãng hàng của Germany à , 3Kw ở 40000rpm đạt 0.45N.m hay sao ấy..... thấy cái video thèm nhỏ dãi.


Con Precise của em 600W , 40000 rpm đạt 0.15 N.m , em chỉ chạy ở 30000rpm ( chưa có con biến tần lên đủ 700Hz ) vậy mà dao 3mm, 2 me , ăn 0.5 tốc độ 1300mm/min ngọt sớt , cố gắng thử ở tốc độ 1500 và 1800mm/min xem có gằn dao không ... em sẽ báo cáo.

http://i1058.photobucket.com/albums/t415/nam_cnc/ResizeofIMG_0134_zpsd89bc793.jpg (http://s1058.photobucket.com/user/nam_cnc/media/ResizeofIMG_0134_zpsd89bc793.jpg.html)

http://i1058.photobucket.com/albums/t415/nam_cnc/ResizeofIMG_0139_zpsbe664559.jpg (http://s1058.photobucket.com/user/nam_cnc/media/ResizeofIMG_0139_zpsbe664559.jpg.html)

http://i1058.photobucket.com/albums/t415/nam_cnc/ResizeofIMG_0137_zps8d036348.jpg (http://s1058.photobucket.com/user/nam_cnc/media/ResizeofIMG_0137_zps8d036348.jpg.html)

http://i1058.photobucket.com/albums/t415/nam_cnc/ResizeofIMG_0135_zpsc9d5745d.jpg (http://s1058.photobucket.com/user/nam_cnc/media/ResizeofIMG_0135_zpsc9d5745d.jpg.html)

[terminaterx300]

nhà cháu cũng cóa chú điều kiện nên ngâm cứu chút về khoản HSK rồi
show tý hàng chơi choa vui, như HSK tương đối phức tạm với mắc hơn BT nhiều quá nên năm mới cháu cũng chuyển trở lại qua BT để sx cartride cao tốc nhỏ gọn cho anh em chế cháo
http://i173.photobucket.com/albums/w61/terminaterx300/Mobile%20Uploads/20141003_113839_zpsxwzv8t97.jpg
http://i173.photobucket.com/albums/w61/terminaterx300/Mobile%20Uploads/20141003_113921_zpstjrvwy09.jpg
http://i173.photobucket.com/albums/w61/terminaterx300/Mobile%20Uploads/20141003_113941_zpstnrvs0v2.jpg

p/s HSK clamp chế ko nổi, chưa thấy dân DIY nào chế dc clamp hay chế cả spindle, clamp của HSK hàng DL tầm 20tr, còn hàng Đức tầm 1500 euro, trong khi clamp bt hàng Tàu có vài trịu

[terminaterx300]

Con Datron chính hãng hàng của Germany à , 3Kw ở 40000rpm đạt 0.45N.m hay sao ấy..... thấy cái video thèm nhỏ dãi.


Con Precise của em 600W , 40000 rpm đạt 0.15 N.m , em chỉ chạy ở 30000rpm ( chưa có con biến tần lên đủ 700Hz ) vậy mà dao 3mm, 2 me , ăn 0.5 tốc độ 1300mm/min ngọt sớt , cố gắng thử ở tốc độ 1500 và 1800mm/min xem có gằn dao không ... em sẽ báo cáo.
tùy con, con Jager thì .45 còn của GMN thì 0,95 cơ, hình như nó dùng PMSM chứ ko phải ko đồng bộ, con Ibag 5kW của em chắc dc tầm 0,5Nm nhỉ, còn con presice 8kW thì sao ta

[CKD]

Cái HSK thì hù chơi thôi.. vì nó nhiều chi tiết quá.. chúng ta có nhiều giải pháp.. đơn giản rồi dần dần phức tạp.
BT cũng là giải pháp hay nên chọn lựa vì đuôi dao có bán sẵn với giá mềm.. BT15 thì thị trường hơi hiếm chứ BT30 thì đầy.

Cũng DIY đây......
http://www.cnczone.com/forums/news-announcements/159067-bt15-belt-driven-atc-spindle-cartidge-3.html

[CKD]

Điều kiện DIY thiết nghĩ dùng đuôi này là đơn giản và dễ thành công nhất.
Loại đuôi này taobao cũng có.. nhưng quên mất là nó tên gì ;)

6224
http://www.hossmachine.info/projects_7.html

[terminaterx300]

Điều kiện DIY thiết nghĩ dùng đuôi này là đơn giản và dễ thành công nhất.
Loại đuôi này taobao cũng có.. nhưng quên mất là nó tên gì ;)

6224
http://www.hossmachine.info/projects_7.html
collet trụ R8 thì phải, của thăng tormach

[Nam CNC]

R8 bên mình có bán , nhưng cái cartrige ở Tq có bán không ? thấy mấy cái mini milling bây giờ hay dùng , ngày trước có 1 bộ đó nhớ không CKD , bán cho anh Huân rồi , anh Huân lại bán cho người khác . TQ có bán 1 bộ thì mua về DIY dễ dàng , nhưng mấy loại này chưa thấy tốc độ cao chỉ thấy tầm 6000rpm trở lại.

[occutit]

Bác nào đứng ra làm dự án giống dạng kickstarter đê. Tính ra chi phí xong anh em nhào vô làm backer :))

[CKD]

https://www.youtube.com/watch?v=MFWPAkCabcI

[Tuấn]

Cho em hỏi ngu ngu tí, trong cái hình bác CKD đăng đầu tiên :

http://cncprovn.com/updata/img/SpindleSection.png

thì phần nào là có sẵn, và phần nào là phải tự DIY ạ ?

Em mù tịt về mấy cái của này, đang có dã tâm tìm hiểu thêm chút vì lắm lúc không biết cũng cực. Cái máy phay cơ đểu của em nó hỏng chi đó ở cái trục chính, khi chạy nó kêu lục cục mà tháo ra chả biết mô tê chi cả :)

Bác nào rảnh giải thích giúp em chút ạ
Thanks các bác

[Khoa C3]

Phần nào cũng có sẵn cả anh ạ, DIY được hết thì bá đạo quá rồi.
Máy cơ lọc cọc trục chính chắc là ở phần bánh răng bị rơ, hay là thân mòn không ôm khít ổ thì đem mạ, em cũng mới lạ lại chỗ mòn.

[Tuấn]

Phần nào cũng có sẵn cả anh ạ, DIY được hết thì bá đạo quá rồi.
Máy cơ lọc cọc trục chính chắc là ở phần bánh răng bị rơ, hay là thân mòn không ôm khít ổ thì đem mạ, em cũng mới lạ lại chỗ mòn.

Thanks bác, đầu năm em mổ nó ra, nhờ các bác chỉ cho chút, sửa 2-3 lần rồi mà cũng chỉ chạy được 1-2 tháng là lại lọc cọc

[thuhanoi]

Thấy cái món ATC này ghiền rồi nghen

[Gamo]

Ủa, mà trong Mach3, cấu hình tôl change như thế nào?

[CKD]

Bác Ga làm phần cơ xong đi, rồi em chạy qua vác về nhà em, là nó atc được ngay ấy mà :)

Muốn diy cái này mà nhà chưa có cái lathe, cụ Gà có cao kiến gì ko? :o

[Gamo]

Hoho, cái lathe hôm trước bác sửa nó nhỏ lắm, ko làm ATC nổi đâu ;))

Em có con spindle với đầu ATC rùi, khỏi cần làm nữa, chỉ chưa biết làm sao cấu hình Mach3 thôi ;) Lão cứ túm lão Nam Sờ Pín là có. Đang thiếu con biến tần, bác có cao kiến gì ko? ;)

PS: quên, basc Bebegasp đẹp chai có tới 2 con lathe lận. Mình có nên dụ dỗ chả bán rẻ 1 con rồi xin xỏ/dụ dỗ các bác trên diễn đàn bán rẻ các phụ tùng còn thiếu vì sự nghiệp nghiên cứu ATC :))?

[Nam CNC]

máy tiện thì liên quan cái gì đến ATC ta ? nhớ lại mấy con spindle hối trước tiếc quá , nhất là mấy con thuỵ sỹ ,

[CKD]

Sự nghiệp diy spindle atc thì sự góp sức của lathe là rất quan trọng

[Gamo]

Hình như cái tool holder phải tiện từ a-z á, ví dụ cái núm...

Ủa, mà hình như anh em chưa có ai đủ trình làm cnc lathe hả? ;)

[CKD]

Vì toàn là thép (có cả thép cứng) nên máy DIY chịu không thấu bác ạ. Muốn chơi thì phải máy xịn, CNC hay tay đều được.

[CKD]

Cái ATC này muốn làm tốt thì phải dùng cây thước của bác Nam CNC may ra mới đạt độ chính xác cao.
Cần dùng cây thước này :D http://forum.cncprovn.com/threads/3812-Ban-thuoc-do-lo-tron-mitutoyo-moi-100

Mời các bác tham khảo http://www.cnczone.com/forums/vertical-mill-lathe-project-log/41200-bt30-spindle-project.html
Tác giả H.O trên cnczone.com http://www.cnczone.com/forums/members/h-o.html

Để chính xác nội dung.. xin QUOTE luôn tiếng anh..


Hi everybody,
New here so please tell me if I do something wrong, like posting this in the wrong section or something.

Now, I've built myself a small milling machine for light machining like aluminum, plastics etc. I've had it for a couple of years and at first I used a Bosch router but quite quickly changed to a homemade ER16 collet spindle. This spindle has proven to work for what I do but I wanted the benefits of quicker and repetable toolchanges and the possibillity to go full ATC (but I probably won't on this machine).

After quite a while researching other spindle projects here, and elsewhere I started to design around a BT30 holder with a 45 degree pullstud. The final design ended up looking like this:
6225

The two lower bearings are angular contact 7207BEGAP and the top bearing is a standard 6206. Allthough I'd love to have "special purpose spindle bearings" I hope that these will be good enough. They are universally matched and ground for a light preload. My aim is to be able to run somewhere between 6000-8000 rpm but we'll see.

There's a coilspring in the drawing but that is of course belleville washers in the real spindle. 114pcs of them provides around 3000N when the taper of the tool holder makes contact with the spindle taper.

And here's the machine it will hopefully end up on when finished:
6234

I started by making the housing for the spindle. At first I intended to make it out of steel or even stainless but changed my mind and made it out of aluminum. If it turns out to be bad choise I'll either make new one or have one made (I don't want to do it again, see below...) Anyway, here's a couple of photos of the process:

160mm dia aluminum round bar ready for machining:
Cục nhôm phi 160x250 (đoán thế :o), ước lượng khoảng 1500K
6226

I turned down the outer diameter of the lower part and the flange and then started to drill out the ID:
6227

6228

When the bulk of the material was drilled out I machined the seat for the lower bearings, here I'm using a three-point micrometer to measure the diameter - 71.985mm for a 72mm bearing:
Kiểm tra kích thước bằng thước chuyền dùng đo lỗ tròn :o
6229

[hoctap256]

em đang băng khoăn phần định nghĩa T1 T2 T...
trên phần cứng để khi trong code có lệnh thay dao nó nhận con nào là T1 T2 Tn... ?

[CKD]

Tiếp tục nào http://www.cnczone.com/forums/vertical-mill-lathe-project-log/41200-bt30-spindle-project.html

With the lower bearing seat done I brought the OD to its final dimensions 90mm and 125mm for the flange:
6230

I then made a "plug" that fits in the bore for the lower bearings so that I shouldn't deform the bore when clamping it in the chuck. Then I indicated it as true as I could. I got it to within 0.01mm:
6231

Then I machined off the excess material and made the bore for the top bearing. The live center wasn't big enough to fit in the 62mm bore for the top bearing so I made another plug to use as support while maching the rest of the OD down from 125mm to 90mm:
6232

When I was ready to finish the top end I found that the fit between the top "plug" and bore was a little too tight so I had to remove the whole setup from the lathe in order to remove the plug. When resetting it up I didn't tighten the the chuck enough (I was affraid to deform the lower bearing bore)and the whole housing came loose while finishing off the top end....ouch... It seems to be OK though, time will tell. (You can see the dents from the jaws in the photo)
6233

[CKD]

em đang băng khoăn phần định nghĩa T1 T2 T...
trên phần cứng để khi trong code có lệnh thay dao nó nhận con nào là T1 T2 Tn... ?

Mach3 có hổ trợ những phần này.. chú Trường không cần phải lo. Về ATC thì cơ bản Mach3 có thể làm mấy việc.
- Quản lý được vị trí dao.
- Offset chiều dài dao.
- Có thể dùng với Probe để tự đo chiều dài dao.. offset chiều dài dao tự động.

Cơ bản là có thể tự động hoàn toàn việc thay dao :D

[CKD]

Tiếp tục nào http://www.cnczone.com/forums/vertical-mill-lathe-project-log/41200-bt30-spindle-project-post325047.html#post325047


When the housing was done I started to make the internal parts of the spindle. The gripper, drawbar and the tube that will house the drawbar assembly. I don't have any photos of the actuall machining but here's a few of the finnished parts.

Drawbar with springs, the gripper and tube and a BT30 holder:
6240

Here's the tube and gripper viewed from the end that grips the toolholder. The holes in the gripper is a reamed to 6mm for the balls but not quite all the way thru to prevent the balls from falling out.
6239

And here's another one when it's assembled. When the springs pull the drawbar up, the chamfer in the tube will force the balls inwards gripping around the pullstud of the holder. A pnuematic cylinder will push the drawbar down to release the tool - I believe this is how most toolchanger works. This assembly will then be mounted inside the spindle from the top as can be seen in the 3D model in the first post.
6238

[hoctap256]

Chắc em lại phải mò mẫm thằng mach3 rồi... hazz đang có ý tưởng chơi nhiều Tool trên con lathe tự chế ...!

[CKD]

Tiếp tục http://www.cnczone.com/forums/vertical-mill-lathe-project-log/41200-bt30-spindle-project-post325052.html#post325052


Next task to tackle was making the actual spindleshaft. It's made of steel (2511) and the lower end will be hardened and ground. Here's a photo of how it looked after the first operation:
6241

The threads are M32 X 1,5 and will be used to press the inner rings of the two lower bearing together. The outer rings will be pressed together by the lower flange. What's left to do here is an internal thread at the top that will be used to hold the drawbar assembly in place as well as preloading the spring washers. And to machine it to length and turn the taper for the toolholder.

Turning the taper wasn't as easy as I thought it would be, (never done it before) it took two testpieces and a lot of fine adjusting the cross-slide to get it good enough.

Here's a photo of the setup I did when milling the slots for the drivdogs. I made a "collet" to hold the shaft while maching the taper and used it in this setup as well to clamp the shaft between two vee-blocks.
6242

And here's the finished spindleshaft. You can see the "collet" just above the threaded section.
6243

The spindle shaft and the drawbar assembly have now been sent out for hardening and grinding. Hopefully I'll have it back in a week or two.

Cái khó nhất theo CKD là vụ cái trục này. Bên ngoài thì không ngại vì CKD làm hoài, góc côn cũng không quá khó, nhưng lỗ & bật bên trong thì chưa tìm được giải pháp toàn vẹn.

[CKD]

Bác H.O này cũng DIY luôn cái C-frame.. http://www.cnczone.com/forums/vertical-mill-lathe-project-log/41200-bt30-spindle-project-post325272.html#post325272


After sending the parts out for hardening and grinding I made the flange that will keep the lower bearings outer races togehter as well as house the seal. It turned out quite nice:
6255

I also picked up a pneumatic cylinder for the drawbar. It's a 100mm bore, double acting and will provide the required force to compress the spring washers. It has a stroke of 50mm which is way to long so I'll probably end up shortening it quite a bit.
6254

If my calcualtions are right the clamping force will be around 3000N and it will take around 4500N to press the drawbar down far enough for the tool to come out.

And this is how it hopefully will end when it's done:
6253

I haven't figured out how to mount the motor yet. It may very well be that I have to change to a smaller motor in order to able to fit it, but we'll see when the time comes.

About the machine itself. I don't have that many pictures of the actual building process but I'll attach a couple here. It's built around a Bosch alu-extrusion 190X80mm and uses ISEL ballscrews and linear ways. The first photo shows the machine with X- & Y-axis ready:
6252

Next one i a closup of the bottom side showing the ballscrew, linear ways, bearing blocks, motor mounts, and shaft coupler. Each ballscrew has two 7200B angular contact bearings at the driven end and a single deep groove ballbearing at the other end.
6251

Here's one showing it with the ER16 spindle that is currently on the machine. The motor is 1100W three-phase controlled by a VFD from Mach3.
6250

The stepper motors are ~3.5Nm driven by Geckodrive G210's

https://www.youtube.com/watch?v=H3CwG3cGGnc

[Gamo]

Hmm, mà sao mấy chú Tây làm được mà anh em ta làm ko được ta?

[anhcos]

Cái khó nhất theo CKD là vụ cái trục này. Bên ngoài thì không ngại vì CKD làm hoài, góc côn cũng không quá khó, nhưng lỗ & bật bên trong thì chưa tìm được giải pháp toàn vẹn.
Lỗ bên trong đáng ngại vì dao yếu thì càng vào sâu càng cong nên lỗ sẽ nhỏ dần. Phải làm một con dao có đường kính gần bằng lỗ mới được. Lúc đó thì tay nghề cần phải xịn hơn vì không thấy đường mà làm. Tiện CNC thì không có gì để nói nữa...


Hmm, mà sao mấy chú Tây làm được mà anh em ta làm ko được ta?
Làm thì được nhưng phải có máy tiện ngon một tí. Vì yêu cầu độ đồng tâm khá cao mà.

[CKD]

Tiếp theo http://www.cnczone.com/forums/vertical-mill-lathe-project-log/41200-bt30-spindle-project-post347010.html#post347010


6256

Finally things starts to come together. I got the grinded shaft back the other day - looks absolutely beautiful:
6257

6258

6259

I cleaned the two lower bearings and packed them with grease. The recomended amount for 72XX series bearings is 1.3cm³ but I didn't have any good way to measure that so I filled them, rotated, whiped off excess, rotated again and so on.

I then put the shaft in the freezer and the bearings in the oven on low heat, 80-100C and left them there for a while:
6260

After that they went together without too much effort. I used a piece of aluminum pipe and a plastic hammer to push them om the shaft:
6261

Then I found out that I didn't have any LOCTITE to secure the KM-nut to the shaft so the couldn't mount it in the housing. But I pressed the drawbar tube into the spindleshaft and temporarily fit the gripper to the drawbar for a first test - seems like it actually might work!!
6262

6263

[CKD]

Tiếp theo http://www.cnczone.com/forums/vertical-mill-lathe-project-log/41200-bt30-spindle-project-post347438.html#post347438


After having the shaft in the freezer and the housing in the oven for a while they slipped together quite smoothly. The upper bearing, on the other hand took some convincing to get into place. In this photo it's about half way down to it's final destination but after a while I got it all the way down.
6264

At first the spindle turned very easily but after mounting the lower flange, introducing the preload, it's a bit harder to turn but it's still really smooth. I left the seal out for now.

Then I assembled the drawbar and mounted the belleville washers for as little force as possible and did a crude test. I had to push quite hard to get the drawbar down enough for the pullstud to "click" in - it actually seems as if this is going to work.
6265

6266
Next task is to cut off the pneumatic cylinders and fabricate four standoffs so it can be mounted. Then I will make more tests with increased spring force.

6267

[Khoa C3]

Cụ nào chế cái mài tròn đi, máy tiện em có rồi.

[terminaterx300]

Lỗ bên trong đáng ngại vì dao yếu thì càng vào sâu càng cong nên lỗ sẽ nhỏ dần. Phải làm một con dao có đường kính gần bằng lỗ mới được. Lúc đó thì tay nghề cần phải xịn hơn vì không thấy đường mà làm. Tiện CNC thì không có gì để nói nữa...


Làm thì được nhưng phải có máy tiện ngon một tí. Vì yêu cầu độ đồng tâm khá cao mà.

nếu trục ko quá dài, tầm 400 đổ lại thì khoan lỗ trước, trui mài xong đi cắt dây cũng dc

nhưng nếu thế phải tính toán lại cái bậc lò xo kéo

p/s khoan lỗ sau chỉ có các nhà máy Z ngoài bắc mới xử nổi thôi, đám đó chuyên khoan nòng súng mà :cool:

[Luyến]

nếu làm tất cả các việc lắp thành spindle gần hoàn chỉnh sau đó lắp lên máy phay lập trình phay thành tiện để Tiện góc côn và mài côn trực tiếp trên đó sau đó mới lắp hệ thống kẹp rút atc có được không các thím?

[Khoa C3]

Khó chỉnh trục quay spindle vuông với mặt bàn?

[Gamo]

Tiếp theo http://www.cnczone.com/forums/vertical-mill-lathe-project-log/41200-bt30-spindle-project-post347010.html#post347010

Khi mình dùng pp nóng lạnh này để gắn cốt với bạc đạn thì lỡ làm sai thì làm sao gỡ ta?

[Luyến]

Khó chỉnh trục quay spindle vuông với mặt bàn?

chỉ ngại công đoạn trui thôi bác ạ. Trục spindle không Vuong góc lúc đó sai góc côn sẽ chỉnh được. tiện thô xong đo lại tính góc côn rồi tiện tinh lại là Ok.