CNC Router Z Eksen Hesabı

0
5013

Bu makalemizde CNC Router’un Z eksen hesabı ve montaj detaylarını anlatmaya çalışacağım. Önceki makalelerimiz de olduğu gibi, bir CNC router tasarlarken üzerine etkiyecek güçlerin dikkate alınmasının çok önemli olduğunu yeniden vurgulamak istiyorum.

Yapacağınız bir tasarımın gerçekten sizin isteklerini karşılayacağından emin olmanız gerekmektedir. Bunu anlayabilmenin ilk ölçütü ise etkiyen kuvvetleri ortaya çıkartmaktır.

Z Eksen Montajı 2
Arka planda CNC Router Köprüsü (Y-Ekseni) ve onun üzerine montaj yapacağımız bir Z eksen düzeneğini görebilirsiniz

Yukarıdaki görüntüyü yorumlarsak ölçülerimiz:
D1: Y Ekseninde alt ve üst lineer mil veya raylar arasındaki dikey mesafe
D2: Z Ekseninde alt ve üst lineer mil veya raylar arasındaki dikey mesafe
D3: Spindle bağlantısının destek plakası uzunluğu
D4: Z ekseni montaj genişliği
D5: Z Eksenindeki lineer mil veya raylar arasındaki yatay mesafe
D6: Destek Plakası Kalınlığı
D7: Kesme kuvveti ve 1/2 D2 arasındaki mesafedir.

Etken kuvvetlerimizi anladık, şimdi sıra moment ve kuvvetlerin analizinde..

Z-Eksen Montajında Kuvvet ve Momentler

CNC router yapımı bazıları için zor olabilir. Bazı kişiler analiz üzerinde bazıları ise yapım aşamasında daha çok zorlanacaktır. Ben en iyi yaklaşımın iki metodun karışımı olacağını düşünüyorum. Şimdi ilk yolu deneyelim ve ne olduğunu anlamaya çalışalım.

Üstteki resimde Z Ekseni montajına ait bir örneğin, ön ve yan görünüşleri bulunmaktadır. Önden görünüşe bakın ve Z Eksen montajının Y ekseni kızak/lineer yatakları üzerinde sağa doğru hareketli olduğunu fark edeceksiniz. (Yani kesme kuvveti yönüne zıt)

Destek plakası maksimum Z mesafesinde (en aşağıda) ve soldan sağa doğru hareket ederken spindle mili bir malzemeden talaş kaldırıyor. Bu talaş kaldırma işlemi bir kesme kuvveti üretirken aynı zamanda Z Eksen montajında bir A momentinin de oluşmasına sebep olur.

Z Eksen Montajı 3Kesme kuvvetimiz, Spindle rpm (devrine) göre değişken olup kesici takım üzerindeki olukların sayısıilerleme hızı ve kesilen malzeme türü başta olmak üzerine birçok faktöre bağlı olarak gerçek değeri değişir. Bu makalemizde kesme kuvveti hesap detaylarına inmiyoruz.

Kesme kuvveti, demin bahsettiğimiz gibi bir A momenti oluşmasına neden oldu. Daha detaylı olarak benzeri açıklamaları Y Eksen hesabında anlatmıştık. Bu yüzden tekrar ele almıyorum.

A Momenti = Kesme Kuvveti ×D7

Kesme kuvveti sebebiyle destek tablası üzerinde bileşke kuvvetler (sarı oklar) meydana gelir ve bu kuvvetler bir A momentini oluşturur. D2 ve D5 uzunluğu arttıkça bu bileşke kuvvetler azalır. Bir CNC Router yaparken önemli hususlardan birisi de D5 yatay mesafesi ile lineer rulman blokları arasındaki düşey mesafenin maksimize edilmesidir.

Z Eksen Montajı 4X Ekseni boyunca kesim yapılırken ayrıca D2 mesafesinin de router üzerinde bir etkisi var. Yandaki resimden bu durumu daha net görebilirsiniz. Kesme kuvveti nedeniyle oluşacak bir diğer momentimiz B olacaktır.

B Momenti, kesme kuvvetinin sonucu ile kesme kuvveti ve ½ D2 arasındaki mesafenin çarpılması ile bulunur.

B Momenti = Kesme Kuvveti × (E1 + ½ D2)

Bu moment, Z eksen yataklarında meydana gelen bileşke kuvvetleri karşılar. Yataklar arasındaki (D2) mesafenin artmasıyla, bu güçler azalacaktır. Bu nedenle D2 uzunluğunu maksimize etmek en iyisidir.

Genel bir kural olarak, bir CNC router yaperken D2 mesafesi, destek kolu uzunluğunun yarısından daha az olmamalıdır. Ayrıca maksimum kesme kuvveti altında destek kolunun esnemesini istemeyeceğimiz için (D6) et kalınlığı kabul edilebilir bir değerde olmalıdır.

Özet olarak…

CNC router tasarlarken aşağıdakileri göz önünde bulundurun:

  • D1 mesafesini olabildiğince fazla tutun; X ekseninde kesme kuvveti nedeniyle oluşacak momenti azaltır.
  • D2 mesafesini olabildiğince fazla tutun; X ekseninde kesme kuvveti nedeniyle oluşacak momenti azaltır.
  • D3 mesafesini olabildiğince az tutun.
  • D4 mesafesini olabildiğince fazla tutun; Y ekseninde kesme kuvveti nedeniyle oluşacak momenti azaltır.

Önceki makalelere göz atabilirsiniz:

Paylaşır mısınız?
Önceki İçerikDirenç Nedir, Dirençlerin Hesaplanması
Sonraki İçerikElektronik Haberleşme Teknolojisi Nedir
Furkan Gümüş
Karadeniz Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümü mezunu. Yüksek lisans eğitimini Marmara Üniversitesinde Mekatronik üzerine devam ettirmektedir. Uzmanlık alanı Robot ve Mekatronik Sistemler, Otomatik Kontrol, Mekanik Tasarım, Gömülü Sistem ve Kontrol Yazılımlarıdır.

Düşünceleriniz Nedir?