Z-Plattenbearbeitung und Aufbau Z-Achse

So sehen die Z-Platten nach meiner Bearbeitung aus, viele Stunden des meditativen Bohrens, Senkens und Gewindeschneidens später:


Die Seitenwangen an der Z-Frontplatte und die Motorauflagen habe ich an den wichtigen Kanten geschliffen: Auflage an Frontplatte und Sichtbereich vorn. Sie waren sägerau vom Händler und eine plane Auflage bzw. Referenzkante nicht gegeben. Geschliffen mit Korn 60 / 100 / 150 / 240 / 400 (letzte Körnung Nassschliff). Da kurze Zeit später die Lineartechnik der gesamten Maschine eingetroffen ist (siehe eigener Beitrag), kann die Z-Achse nun komplett aufgebaut werden. Zur Montage und Ausrichtung empfiehlt es sich eine plane Fläche zu haben, z.B. gefräste Aluplatten zu unterlegen. Geschraubt wird grundsätzlich per Hand. Mit dem Akkuschrauber werden lediglich die ersten Gewindegänge überwunden.

 

Die Z-Rückplatte

  1. Die Auflagen der Wagen an Z: die 2 x 2 Flanschwagen Baugröße 25 werden für den nötigen Abstand des Mutternhalters zur Rückplatte Z auf je 16 mm Alu-Auflagen montiert. Die Auflagen werden je seitlich und am Fuß bündig angeschlagen und mit je 8 x M6 mit der Z-Rückplatte verschraubt. Ich habe sie gegen Edelstahlbeilagen angeschlagen, vorgespannt und dann mit dem Drehmomentschlüssel wechselnd voll angezogen.
  2. Dann werden die Kernlöcher der Rückplatte durch die Auflagen verlängert und M6 Gewinde für die 25 er Wagen geschnitten. Die Schutzfolie bleibt auf dem Material:
  3. Das Loslager für Z wird sauber mit Winkeln und Tiefenmesser ausgericht und voll angezogen. Der digitale Tiefenmesser hilft dabei das Lager absolut parallel zur langen Seite der Platte auszurichten. Zur kurzen Seite / unten habe ich einen halben Millimeter Luft gelassen, da unter die Frontplatte demnächst ein Schutzblech montiert wird, das vor Spänen und abrasiven Stäuben schützen soll.
  4. Die 2 x 2 x 25er Wagen werden mit ihrer geschliffenen jeweils nach außen auf die Auflagen montiert und ebenfalls bündig mit allen Platten angeschlagen – Referenz ist ein Wagenpaar. Für diese Ausrichtung und Montage sind die gefrästen Konturen aller Platten gemacht würde. Ein sauberes Ausrichten aller Teile ist dann mit wenigen Hilfsmitteln möglich. Die Schmiernippel in 45° mit M6 Gewinde lagen den Wagen bei. Für andere Zwecke und Anwendungen muss ggf. getauscht werden. Die gegenüberliegende Seite wird jeweils mit einem beiligendem Gewindestift an den Wagen geschlossen. Wichtig: die Z-Achse wird später mit einem seitlich angeschlagenen Wagenpaar ausgerichtet und das gegenüberliegende Paar mit installierten Führungen ausgerichtet und angezogen.
  5. Im Anschluss habe ich die Platte gewendet, unterlegt und den Mutternhalter für Y mitsamt zwei Winkeln ausgerichtet auf der Rückseite montiert und voll angezogen (die kleine Kreuzplatte war zwischenzeitlich mitsamt der 20er Wagen bereits vorgespannt, siehe unten). Hier kommt uns wieder die gefräste Kontur der Platte zugute, sie ist Referenz beim genauen Ausrichten. Leider hatte ich hier beim Gewinde schneiden ein Kernloch total versemmelt, der Halter muss mit 3 x M8 leben. Der Ausleger meiner Tischbohrmaschine ist zu kurz für diese Position und ich D…. war der Meinung, dass das auch frei Hand geht. Es blieb beim einmaligen Versuch.
  6. Die großen 30er Wagen der Y-Achse werden mit ihrer geschliffenen Seite bündig zur Unterkante angeschlagen und voll angezogen. Die Führung ist dabei installiert, damit die Wagen entsprechend gut fluchten.
  7. Die Achse ist insgesamt sehr kompakt und „eng“ gestaltet, so entstehen allerdings keine unnötigen Hebel und es sind immer ausreichend Millimeter Luft zum Nachbarteil.

 

Die Z-Frontplatte

  1. Die seitlichen Verstärkungen der Frontplatte werden mit Winkeln und Tiefenmesser ausgerichtet und voll angezogen. Vergleichbar mit dem folgenden Mutternhalter stellen wir sowohl die Parallelität zur langen Seite der Frontplatte her, als auch den korrekten Abstand zur langen Seite. Ich habe für Anbauten (Schmierung, Absaugung etc.) einige zusätzliche M5 Gewinde auf der Frontplatte geschnitten, davon kann man später nicht genug haben.
  2. Der Mutternhalter der Z-Spindel wird auf der Rückseite der Platte sauber mit Winkeln und Messschieber korrekt ausgerichtet montiert. Mit dem Winkel stelle ich die Parallelität zur kurzen Seite der Platte her. Mit der Tiefenmessung des Messschiebers den Abstand zu langen Seite, damit die Kugelumlaufmutter später zentrisch zur Achse montiert wird. Die vier M8 werden voll angezogen. Da die Mutter im Halter produktionsbedingt etwas Spiel hat, kann es später notwendig werden die Mutter gesondert auszurichten. Wir zentrieren bei den aktuellen Arbeiten nur den Halter, nicht die Mutter!
  3. Die 25er Linearführungen werden jeweils nach außen gegen die Anschlagsnut gespannt und die Schrauben nahe der Schraubzwingen stark vorgespannt. Für diese Arbeit sollte man sich Zeit nehmen, die Zwingen entsprechend wechselnd gegenüberliegend einsetzen und so über die gesamte Führung arbeiten. Zur Überprüfung wird später noch ein 25er Wagen eingeführt und eine magnetische Messuhr darauf platziert. Geprüft wird der Abstand zur gefrästen Referenzkannte der langen Seite der Platte und damit die Parallelität der Führungen.
    Die geschliffene Seite der Führungen ist vom Hersteller gekennzeichnet, diese wird jeweils nach außen gegen die Anschlagsnut gespannt.
  4. Der Einbau von induktiven Näherungsschaltern, End-/Referenzschaltern für Z sollte jetzt vorgenommen werden, da alle Optionen offen vor uns liegen.
  5. Die Rückplatte wird liegend mit der Frontplatte vereint und die Bewegung der Wagen in den Führungen überprüft. Ist über den gesamten Verfahrweg nichts Äuffälliges festzustellen, werden die Platten wieder getrennt. Platten mit montierten Wagen sollten dabei aus Sicherheitsgründen immer auf dem Rücken liegen.
  6. Der Spindelhalter wird mit Hilfe von Winkeln an den Seitenwangen sauber ausgerichtet und mit sechs Mal M8 vollangezogen. Ich hatte bei der Planung etwas Fortuna auf meiner Seite, die Halter für 100 mm Rundspindeln passen mit wenigen Millimetern Luft zu den Wangen auf die Frontplatte. D.h. kleinere 80 mm rund sowie die eckigen Spindeln passen ebenfalls. Geplant ist bei mir eine runde 3 kW Spindel mit Wasserkühlung zu verbauen.

 

Die Z-Kreuzplatte

  1. Die beiden 20er Wagen werden von oben vorgespannt und hierbei die M6 Gewinde der Wagen genutzt. Die Versteifungswinkel werden noch nicht verbaut, damit die Schrauben der Wagen zugänglich bleiben.
  2. Die Kreuzplatte wird an die seitliche liegende Rückplatte mit Winkeln sauber ausgerichtet und drei M8 stark vorgespannt. Die finale Ausrichtung findet erst am Portalbalken statt. Hierzu darf die Frontplatte nicht installiert sein.

 

Die Z-Kopfplatte mit Festlager Z

  1. Vor der „Hochzeit“ muss die Frontplatte samt Kugelumlaufspindel und Führungen mit der Rückplatte von oben vereint werden, die Spindel im Loslager eingeführt. Die Kugelumlaufmutter wird anhand des Loslagers ausgerichtet: Z nach unten an Anschlag fahren, die Schrauben der Mutter erst dann im Halter voll anziehen, danach die Achse an den oberen Anschlag fahren.
  2. Die Front- und Rückplatten werden auf die Seite gelegt und die Kopfplatte ebenfalls liegend mit vier Mal M8 vorgespannt. Dann wird die gesamte Z-Achse  um 90° gewendet, sodass die Frontplatte auf dem Bautisch liegt. Kopfplatte und Z-Seitenwangen sollten nun bündig schließen, dann kann die Kopfplatte final angezogen werden. Mit Winkel prüfen.
  3. Das Festlager wird montiert und die vier M4 Schrauben des Lagers voll angezogen. Wichtig ist, dass die Achse dabei an ihrem oberen Anschlag steht.
  4. Die M12 Mutter des Festlagers wird behutsam angezogen, bitte hier an die Herstellerangaben halten und keine Brachialgewalt und Hebel auf die Mutter ausüben. Viel hilft hier nicht viel.
  5. Die Motorplatte wird erst installiert, wenn die Kopfplatte komplett ausgerichtet und angezogen ist.
  6. Wenn alles sauber ausgerichtet ist, wird mit den zwei Gusswinkeln oben ausgesteift.

 

Zahnriemenscheiben und Riemen an Z montieren

  1. Der Schrittmotor wird hängend mit vier mal M4 verbaut.
  2. Die Zahnriemenscheiben müssen vor Einbau Spindel seitig aufgebohrt werden und mit M5 Gewinden und je zwei Gewindestiften zur Sicherung auf den Achsen versehen werden. Die Scheiben können nun ausgerichtet und mit dem Bund vom Antrieb weg zeigend montiert werden, der 15 mm Zahnriemen installiert. Die Bordscheiben sind übrigens nur verpresst, zum Installieren des Riemens kann man sie entfernen, das macht die Sache deutlich einfacher.

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