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Eigenbau einer CNC-Fräse

Eigenbau einer CNC Fräse

In diesem Artikel beschreibe ich den Bau der Mechanik meiner selbst konstruierten, computergesteuerten CNC Fräse.

Warum baue ich mir überhaupt eine CNC Fräse?

Als ich beim Verwirklichen meiner Projekte irgendwann an dem Punkt angelangt war, dass ich bestimmte Sachen einfach nicht genau genug bearbeiten konnte, wurde mir schnell klar, dass ich eine CNC-Fräse benötige. Außerdem könnte ich dann ordentliche Platinen "isolationsfräsen" und somit von den Lochrasteraufbauten meiner elektronischen Schaltungen wegkommen.

Natürlich war es kein Thema, eine Fräse zu kaufen, sondern selberbauen war angesagt (wär ja sonst auch langweilig oder?). Ich würde euch gerne die CAD-Zeichnung meiner CNC-Fräse zeigen, aber leider existiert diese nur in meinem Kopf.

Aluprofile mit Linearführungen als Basiskonstruktion

Da es keine sogenannte "Käsefräse" werden sollte, habe ich mich dazu entschlossen, sie aus Aluprofilen und Aluplatten zu bauen.

Auf den folgenden Bildern sieht man die Aluprofile, die ich komplett mit Sand gefüllt und an den Enden mit Epoxidharz verschlossen habe, um die Fräse stabiler und schwingungsärmer zu machen.

Auf diesen Aluprofilen habe ich dann schließlich Linearführungen montiert. Hier sieht man die Y-Achse:

Da Nutensteine zum Befestigen der Linearführungen in solch großen Mengen relativ teuer gewesen wären, habe ich Flachstahl gekauft, Löcher gebohrt und ein Gewinde hineingeschnitten.

Aufbau des Grundgestells

Weil ich zu diesem Zeitpunkt ja leider noch keine Fräse hatte, musste ich alle Aluplatten und Aluprofile mit Feile und Säge bearbeiten. Dementsprechend lange habe ich dann natürlich auch gebraucht um z. B. die beiden folgenden 15 mm dicken Platten zu bearbeiten: je Platte ca. 2 - 3 Stunden nur fürs Sägen (und ca. 3 - 4 Stichsägeblätter).

Das fertige Grundgestell sieht letztendlich folgendermaßen aus:

Das gesamte Gestell ist massiv mit Winkeln verschraubt worden. Auf dem rechten Bild sieht man noch die Y-Achse, die noch nicht an das Grundgestell angeschraubt wurde.

Kugelumlaufspindeln für hohe Genauigkeit

Da ich Linearführungen verbaut habe, mussten natürlich auch genaue Kugelumlaufspindeln verwendet werden. Auf der Motorseite sind die Kugelumlaufspindeln natürlich mit Festlagern (bestehend aus jeweils zwei Schrägkugellagern) und auf der anderen Seite mit Loslagern (jeweils ein Rillenkugellager) befestigt.

Aufbau der Z-Achse

Die Bilder vom Aufbau der Z-Achse sind leider nicht so sehr gelungen, aber ich denke, man erkennt den wesentlichen Aufbau:

Aufbau des Motorhalters

Der Motorhalter (inkl. Festlager) bestand am Anfang provisorisch aus vier verschiedenen Aluklötzen, in die einfach Löcher mit unterschiedlichen Größen gebohrt wurden.
Später, als ich endlich fräsen konnte, wurden diese dann durch die bearbeiteten Alublöcke auf dem rechten Bild ersetzt. Der Motor besitzt ein Drehmoment von 3 Nm und und hat eine Auflösung von 200 Schritten pro Umdrehung. Da er allerdings im 16tel-Schritt-Betrieb läuft, sind es 3200 Schritte pro Umdrehung.

Fertige Fräse mit Laptop-Halterung

Die Bilder von der fertigen Fräse sind hier zu sehen:


Eine passende Notebook-Halterung habe ich natürlich auch noch montiert:

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Erstellt am 17.10.2011 | Zuletzt geändert am 18.11.2017