Selbstbau einer Kleindrehmaschine

[bjorn060895]

Und auch einige Zubehörteile sind schon erstanden. Und fast den kompletten Spannzangensatz habe ich mittlerweile auch endlich vorgedreht. Nun müssen die Zangen noch gebohrt werden, aber gerade Heute sind mir die Zentrierböhrer ausgegangen und es gibt hier Heute und Morgen aus bekanntlicher Grund so kein Ersatz :Beule:

 

Eine kleine Baubeschreibung der Teile kann ich aber wohl schon einstellen:

Bohrstahlhälter für den Schnellwechselstahlhalter:

 

Um auch Bohrstähle mit Rundschäften bis Ø6 mm verwenden zu können, wurden zu den Wechselkassetten für quadratische Drehstähle noch zwei Bohrstahlhalter gefräst. Diese Kassetten bekamen eine Ø6H7-Passbohrung zur Aufnahme der Bohrstähle und je drei Gewindebohrungen für M3-Inbusschrauben. Hiermit wird später der Stahl geklemmt. Nach dem Bohren wurden die Kassetten mit einem 0,6mm Kreissägeblatt geschlitzt. Für das Bohren der verschiedenen Gewindebohrungen verwendete ich die gleiche Vorrichtung wie sie schon beim Bau der Normalkassetten zum Einsatz kam. So konnte ich die Bohrungsabstande ohne viel Ausrichtarbeiten sehr genau einhalten.

 

 

Damit ich später auch Drehlinge mit Rundschäfte Ø4,0 und Ø5,0 verwenden kann, wurden für diese Durchmesser geschlitzte Reduzierhülsen gedreht.

 

 

Vordrehen der Spannzangensatz

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Ganz ohne Spannmittel kann man mit der Drehmaschine überhaupt nichts anfangen. Größere Drehmaschinen haben zum Werkstuckspannung meistens ein Dreibackenfutter. Allerdings ist der Rundlauf solcher Futter meistens nicht sehr gut. Da die Kleindrehmaschine für einen großen Futter auch gar kein Platz übrig lasst und die später herzustellenden Teile klein sind und zudem präzise bearbeitet werden sollen, sollte einen Spannzangensatz zum Spannen der Teile hergestellt werden.

 

Die Druckspannzangen sind aus Silberstahl hergestellt. Dieses Material ist schon ungehärtet wesentlich widerstandsfester als z.B. Messing und damit sehr gut für diesen Zweck geeignet. Harten und nachschleifen lassen sich die kleine Bohrungen unter Hobbybedingungen nicht. Auch hat das Material die Eigenschaft, in seiner ursprünglichen Form zurückzufedern, für Spannzangen auch eine wichtige Bedingung. Vorgesehen sind zuerst 41 Zangen, damit die Nenndurchmesser Ø1,0 bis Ø5,0 um Ø0,1mm steigend und die Ø3,175 (für kleine abgesetzte Bohrer) vorhanden sind.

 

 

Zuerst wurde der gesamten Satz aus Ø14mm Silberstahl vorgedreht. Nach zwei Spanabnahmen mit einem HSS-Drehstahl war ganz klar: das geht gar nicht! Die restlichen Dreharbeiten wurden danach also mit einer Wendeschneidplatte gemacht. Damit lässt sich das Material wie Alu bearbeiten. Aber Vorsicht: die blauen Späne sind recht heiß. Die Bilder zeigen die Reihenfolge der Arbeitsschritte.

 

 

 

Parallel zu den Druckspannzangen würden auch die Stufen- und Ringspannzangen vorgedreht, ebenso wie die verschiedenen Aufnahmen der Spannmittel wie Bohrfutter und Planscheibe. Diese Teile erhalten die gleiche Zangenkontur und konnten deshalb genauso bearbeitet werden. Nur die Ringspannzangen erhalten einen Innenkonus, damit sie beim Festziehen nach außen spreizen und Ringe innerhalb der Bohrung fassen können. Diese Konus wurde mit einem selbstgeschliffenen Stechstahl eingedreht.

 

Danach wird einen Mitnehmernut eingefräst, damit die Zangen durch den Mitnehmer in der Arbeitsspindel immer gleich in der Spindel verdreht, eingespannt werden. So laufen die Zangen nach dem Fertigdrehen immer 100%-ig rund.

 

 

 

[bjorn060895]

Nach dem Vordrehen und Fräsen sollte der Spannzapfen abgestochen und die Vorderseite der Zangen plangedreht werden und auch die vorderen Ø14,0 leicht auf Rundlauf überdreht werden. Das konnte nur, wenn die Teile auf die Passungsflache Ø10H7 eingespannt werden. Um dabei gute Rundlauf und sichere Spannung ohne Druckmarken zu erhalten, wurde der MK3-ER32-Spannzangenfutter der Fräsmaschine statt Dreibackenfutter in der Spindelkonus der Drehmaschine gespannt. So können die Spannzangen weiterbearbeitet werden. Auch die Aufnahmen und Stufen-/Ringspannzangen wurden so nachgedreht. Die Vorderseite dieser Teile würde mit 0,4mm Aufmaß auf der späteren Kontur vorgedreht.

 

 

Danach konnten alle Zangen auf der eigentlichen Kleindrehmaschine nachgedreht werden. Die Druckspannzangen werden später auch auf der Kleindrehmaschine gebohrt. Die festen Spitzen wurden nach dem Vordrehen gehärtet und dann nachgeschliffen.

 

 

So, das war es für Heute. Hoffentlich kann ich mir innerhalb den nächsten Tagen noch eine Zentrierbohrer mit einem Schaft kleiner als 4mm spannen, denn der B6-Präzisionszahnkranzbohrfutter für die Drehmaschine spannt "nur" Ø0,3-4,0mm. Dann kann ich endlich die ersten Spannzangen bohren. Für die etwas größere Proxxon-Bohrfutter (bis 6,5mm) muss ich mir zuerst noch eine Aufnahme herstellen.

Über Kommentare, Kritik und Ratschläge freue ich mich sehr!!

 

Ich möchte an dieser Stelle auch alle Mitglieder im SchiffsModell.net und deren Angehörigen und Freunde ein guten Rutsch ins neuen Jahr wünschen!!

[bjorn060895]

Nach etwas mehr als vier Monaten seit dem letzten Beitrag, sollte ich jetzt eigentlich wirklich wieder etwas über den Bau der Kleindrehmaschine berichten...

 

Also, es ist mittlerweile vieles passiert, aber ganz neue Baugruppen sind nicht entstanden. Wohl habe ich inzwischen den gesamten Zugspannzangensatz fertiggestellt, die Planscheibe und feststehende Lünette komplettiert und die letzten Spannmittel angefertigt.

 

Allererstes möchte ich die Fertigstellung der Spannzangensatz beschreiben, denn das war ohne Zweifel einer der meist arbeitsintensiven Bauschritte während dem Bau der Drehmaschine.

Fertigstellung der Zugspannzangensatz

Der gesamten Spannzangensatz besteht inzwischen aus folgenden Zangen:

 

• Durchgehend gebohrte Spannzangen Ø1,0 bis Ø5,0 in 0,1mm-Stufung
  
  
• Abgesatzte Zangen Ø5,5 bis Ø8,0 in 0,5mm-Stufung
  
  
• Ringspannzangensatz: (5 Zangen) Ø6,4 bis Ø28,0 in 0,4mm-Stufung zur Spannung von Ringen und hohlen Bauteile in der Bohrung
  
  
• Stufenspannzangensatz: gleiche Spanndurchmesser wie der Ringspannzangen, aber zum Spannen von scheibenförmigen Werkstücke am Außenmantel
  
  

Nach dem Vordrehen der Spannzangen, siehe Beitrag oben, sollten die Zangen jetzt noch gebohrt und geschlitzt werden. Das Bohren sollte man dabei unbedingt in der Arbeitsspindel der Eigenbau-Maschine machen, nur so ist 100%-ige Rundlauf möglich.

 

Ich habe zuerst alle Spannzangenrohlinge zentriergebohrt, die großeren Nenndurchmesser wesentlich tiefer als die kleineren.

 

Danach wurden der Satz Rohlinge unterteilt:

 

• Die Zangen ab Ø3,0 kann man ausdrehen, deswegen habe ich diese alle mit einem 2,5mm-Bohrer vorgebohrt. Die Durchmesserreihe 4,0 bis 4,9 wurde zusatzlich noch bis Ø3,5 aufgebohrt. Die abgesatzten Zangen wurden mit Ø5,2 ganz durchgebohrt. Danach wurden die Zangen zuerst beidseitig gelegt.
  
  

 

• Bis Ø2,9 war ein richtiges Ausdrehen nicht wirklich möglich. Diese Zangen wurden nun in einer Einspannung vor-und bis auf dem richtigen Durchmesser aufgebohrt. Für die Ø1,2mm-Zange sah das z.B. so aus:
  
  
  • Vorbohren mit einem 0,8mm-Bohrer
    
    
  • Aufbohren auf Ø1,0
    
    
  • Fertigbohren Ø1,2mm mit einem fabriksneuen, geschliffenen HSS-Wendelbohrer. Für die Fertigstellung der Spannzangen habe ich mich tatsächlich einen neuen Satz HSS-G-Bohrer zugelegt müssen
    
    .
    
    
   

Die Spannzangen ab Ø3,0 wurden nun ausgedreht. Dafür habe ich mich ein sehr schlanken Ausdrehstahl aus HSS geschliffen. Als Messkaliber dienten hier Zylinderstiften und Bohrerschaften. (Hier habe ich im Eifer des Gefechts leider das Knipsen ein wenig vergessen

)

 

 

Nach dem Bohren/ Ausdrehen sollten dier Nenndurchmesser der Spannzangen mit 2mm-Schlagzahlen aufgeschlagen werden. Dazu wurde für die Schlagzahlen eine einfache Halterung gebaut, damit die Zahlen immer an der gleiche Stelle eingeschlagen werden. Die Zange steckt dabei in einer Aufnahmehulse aus Alu. Der Schlagzahl wird in einer Nut geführt. Damit das Teil nicht herausfallen kann, habe ich in der Nut eines Sackloch gebohrt und eine kleine Rundmagnete eingeklebt.

 

 

 

Nach dem Markieren wurden die Teile geschlitzt. Dazu habe ich mir zuerst einen Aufnahmedorn gedreht, damit ich die Spannzangen nacheinander im Futter des Rundtisches spannen konnte und die einzelnen Arbeitsschritte im Taktsystem durchführen konnte.

 

Der Dorn hat der gleiche Zangenkonus wie der Drehmaschinenspindel und wurde bei den einzelnen Arbeitsschritten "mitbearbeitet". Geklemmt wurden die Zangen dabei mit einem Anzugsrohr durch die Aufnahmebohrung des Rundtisches. Der Schlitzvorgang sah bei mir dann so aus:

 

• Zentrierbohren und bohren der Endpunkte des Langlochs für den Sägeauslauf mit einem 2,5mm-Zentrierbohrer
  
  
• Vorfräsen des Langlochs mit einem 2,5mm Langlochfräser
  
  
• Auffräsen mit einem 3mm-Fingerfräser
  
  
• Sägen mit einem Metallkreissage
  
  
  Die Zangen Ø1,0 bis Ø2,9 wurden mit einem 0,6mm breiten Sägeblatt bis 1mm vor die Bohrungswand vorgeschlitzt und danach mit ein 0,3mm-Säge endgültig durchgesägt. Die Zangen Ø3,0 bis Ø5,0 wurden ganz mit der 0,6mm-Säge geschlitzt. Die Stufen- und Ringspannzangen konnten wegen der relativ großen Durchmesser nur mit einer Ø60x1,2mm große Kreissäge bearbeitet werden.
  
  
• Gründlich entgraten der Zangensatz.
  Die größeren Zangen konnte ich mit einer Dreikantfeile entgraten, bei den kleinen Spanndurchmesser war ein Streifen Schleifleinen auch sehr wirksam.
  
  

 

 

Nachher habe ich die Zangen einmal mit Waschbenzin gespült und in einer Schale mit Öl mit einem leichten Ölfilm versehen. Eine Rundlaufkontrolle mit Zylinderstiften ergab eine Rundlaufgenauigkeit <0,01mm. Das war für mich ein mehr als befriedigendes Resultat!

 

Hier noch zwei Bilder der Spannzangensatz (noch ohne die abgesatzen Zangen, dafür soll ich erst noch einige Löcher in das Steckbrett bohren

):

[bjorn060895]

Fertigstellung der stehenden Lünette:

Die Stehlünette sollte eigentlich Gleitbacken aus Kupfer erhalten. Da ich aber beim Arbeiten mit solchen Backen auf der Großdrehmaschine niemals richtig mit der Laufeigenschaften zufrieden bin, habe ich mich hier für eine kugelgelagerte Variante entscheiden.

 

Die Kugellager habe ich mit 4mm Aufnahmebolzen statt der Gleitstücke aus Kupfer in den Backen des Setzstocks montiert. Die Aufnahme habe ich so konstruiert, dass ich die größere Lager für Werkstucke mit kleinem Außendurchmesser aufstecken kann und sie bei größeren Drehdurchmessern gegen die kleineren Varianten austäuschen kann.

 

 

Fertigstellung der Planscheibe:

Nach dem Vorbereiten der Einzelteile der Planscheibe habe ich den Grundkörper aus Messing mit 2K-Kleber auf einen vorgebereiteten Zylinderdorn mit Zangenkontur geklebt. Dazu wurden auf den Zylinderflachen des Einspannschachtes einige Rillen eingestochen, damit eine sehr haltbare Klebung entsteht.

 

Die Spannbacken für die Planscheibe und die Messing-Aufspannscheibe selbst habe ich nach dem Aushärten des Klebers auf der Kleindrehmaschine nachgearbeitet. Die Aufspannscheibe wurde leicht auf Rundlauf überdreht und danach plangedreht, wobei gleich die typischen Zentrierrillen eingestochen wurden. Danach wurden alle Kanten leicht gebrochen. Verfolgens konnte ich die Spannbacken montieren, um sie auch leicht zu überdrehen. Damit war auch dieses Zubehörteil fertig.

 

 

Bohrfutterdorne:

Diese Dorne hatte ich beim Bohren der Spannzangen natürlich schon fertig, möchte sie allerdings nochmal separat beschreiben.

 

Ich hatte beim Suchen nach einen geeigneten Bohrfutter schon eine B6-Variante mit einem Spannbereich von 0,3-4,0 mm gefunden und dafür einen Aufnahmedorn mit B6-Kegel gedreht. Aber für das Spannen Bohrer ab Ø3,0mm war die Spannkraft dieses Futters zu gering. Der Rundlauf des Futters ist ganz gut, der Rundlauffehler beträgt nur etwa 0,02-0,03mm.

 

Wegen der geringen Spannkraft habe ich noch einen Röhm-Bohrfutter 0,5-6,5mm aus dem PROXXON-Zubehörbereich gekauft. Dieses Futter hat allerdings eine Gewindeaufnahme mit recht schlechtem Rundlauf. Ich habe das Futter also in einer ausgedrehten Klemmbusche in das Dreibackenfutter der Drehmaschine gespannt und das Gewindeloch vorsichtig zu einem B10-Aufnahmekegel gewandelt. Dazu konnte ich dann einen weiteren Kurzkegeldorn drehen und auch hier war die Rundlaufgenauigkeit <0,02mm, für ein Bohrfutter gar kein schlechten Wert und sicherlich nicht, nachdem er so geändert worden ist.

 

 

Also, das sind wieder die wichtigsten Updates aus meiner Werkstatt! Die nächsten Wochen soll ich zuerst mein Abitur bestehen und dann werde ich die letzte Feinarbeiten an der Kleindrehmaschine erledigen. Die Maschine braucht noch eine Mitlaufspitze und eine Pinolenklemmung. Weiter werde ich die Kiste mit allen Zubehör fertigstellen, damit alle Teile richtig gelagert werden können.

 

(Und dann soll ein neues Projekt her: ich möchte in den Ferien sehr gerne anfangen mit dem Bau einer Kleinfräsmaschine, aber da muss ich noch einige Zeichnungen fertigstellen. In der Zwischenzeit werde ich meine Weser-Unterlagen mal wieder abstauben und auch mal an das Schiff weiterarbeiten)

 

Über Kommentare würde ich mich sehr freuen!