Часто станки с ЧПУ (числовое программное управление) продаются вместе с вакуумным столом. Он предназначен для крепления листовых деталей с последующей их обработкой. Как правило, обработка подобных заготовок носит криволинейный характер.

При этом детали могут быть изготовлены из самых разных материалов – ДСП, шпон, фанера. Чаще всего вакуумные столы применяют к фрезерным станкам, на которых обрабатывают цельные листы (например, при изготовлении мебели).

Как выглядит вакуумный стол?

Данное приспособление представляет собой поверхность для обработки с разделенным на сектора покрытием. По площади устройства равномерно распределены специальные присоски и канавки, которые крепят заготовку в необходимом положении. Чем больше площадь вакуумного стола, тем он функциональнее и дороже.

Обрабатываемые детали фиксируются благодаря специальному вакуумному насосу. Именно он отвечает за надежное крепление заготовки к поверхности стола. Благодаря такому изобретению стала возможной криволинейная обработка листовых деталей с большими размерами.

Примечательно, что вакуумные пылесосы применяют предпочтительно для обработки деревянных заготовок. Если есть необходимость выполнить похожие работы с металлом, то в этих целях используют магнитные столы.

Стоит отметить, что в зависимости от размеров и функциональных способностей, цена на вакуумные столы может существенно колебаться. В то же время даже наиболее дешевый заводской вакуумный стол обойдется покупателю минимум в 150-170 долларов.

Также можно приобрести подержанный аппарат, но качество такого стола будет всегда под вопросом. Именно из-за перечисленных выше факторов многие умельцы создают вакуумные столы в домашних условиях.

Как сделать дома?

Вакуумный фиксатор для формовки пластика

Сделать подобное приспособление в домашних условиях можно, но занятие это не из легких. Нужно понимать специфику работы устройства и принципы его строения. Для формирования вакуумного стола подойдет любой устойчивый листовой материал, например, МДФ. Создаем контуры стола по типу коробки и на фронтальной стороне панели высверливаем дырки при помощи обыкновенной дрели.

К этой же коробке приделываем специальные ножки и устанавливаем перегородки с отверстиями диаметром от 7 до 8 сантиметров. Все это мы делаем, чтобы добавить нашему столу устойчивости и предотвратить его деформацию во время использования.

Источник энергии (для формовки пластика)

В качестве нагревателя часто используют проволоку не хромового типа. Такой подход влечет за собой довольно высокие затраты, к тому же подходящий материал найти довольно трудно. Как альтернативу можно использовать лампы галогенового типа. Лучше пожертвовать уровнем тепла, но получить доступные и эффективные нагреватели для самодельного вакуумного стола.

Патроны галогеновых ламп следует установить в предварительно просверленные пазы в металлическом листе. Из печатных плат делаем дорожки для проводки тока, устанавливаем их на основу и только тогда спаиваем. В противном случае придется потратить большое количество времени на пайку дорожек. Панель с лампочками должна находиться в коробе с крышкой, которая позволит осуществлять обслуживание устройства.

Такой подход к созданию источника тепла позволяет нагревать всю площадь, а при необходимости только отдельные участки. Но чтобы сделать такой «умный» аппарат, надо больше внимания уделять подключению ламп.

Система управления

Ключевые элементы управления вакуумным столом:

  1. Симметричный тиристор с параметрами работы от 20А и 240В. Его функция – регулировать процесс нагрева и координировать работу вентилятора.
  2. Фронтовая панель с жидкокристаллическим дисплеем. Интерфейс стола должен отображать состояние каждого нагревательного ряда. На панели также находится ключ активации устройства и кнопка его аварийного отключения.
  3. Плата с электромеханическими реле (6 штук). 5 реле активируют линии нагревателей, а шестая – вентилятор.
  4. Индикатор температуры стола.
  5. Плата нейтрального реле. В ее состав входят электромеханические реле (7 штук). Их функция – подключать линии нагревателей к нейтральному кабелю.
  6. Микроконтроллер с платой (АТmega644). Именно к этому устройству подключается температурный датчик, индикатор давления, дисплей, переключатель режимов, плата реле.
  7. Узел контроля над переменным током. Его функция – сопоставлять сигнал микроконтроллера, симметрического тиристора и линий с переменным током.

Монтаж опор для нагревателей осуществляется на короб, который был подготовлен предварительно. После этого устанавливаем панель нагревателей. Необходимо также установить и специальную рамку для пластика. Вставляем ее в опоры на специальных подшипниках. Для лучшей фиксации рамки по периметру стола следует использовать изоляционную ленту.

Ключевой элемент вакуумного стола – вентилятор, надо крепить к нижней стороне короба. Стоит отметить, что источник вакуума можно монтировать посредством дополнительной пластины и прокладок неопренового типа.

После окончательного создания всех ключевых элементов вакуумного стола можно приступать к его монтажу. Перед тестированием следует проверить качество всех соединений, бесперебойность и безопасность работы электрооборудования станка и стола.

Подобный тип стола, только без нагревательных ламп подойдет и для фрезерного станка. Таким образом, мы описали для вас самостоятельную разработку и монтаж наиболее сложного типа вакуумных столов, предназначенного для обработки пластика. Для работы с металлом или деревом достаточно правильно сделать только нижнюю часть этого устройства.

Вместо вентилятора, как источник вакуума можно использовать мощный насос. В том месте, где у стола для пластика находятся нагревающие элементы, у вас должен быть фрезерный станок.

Видео: вакуумный стол.

Важные нюансы

  • В качестве источника вакуума можно использовать специальный генератор вакуума. Он выглядит как маленькая коробочка с отверстием для выхода воздуха и для входа вакуума. Также для устройств такого типа должен устанавливаться индикатор для измерения показателей вакуума.
  • Эжектор и уровень его производительности зависит от скорости и объемов воздуха, которые пролетают мимо него. Именно поэтому, он мало в чем выигрывает по сравнению с обычным вакуумным насосом. Ведь для создания качественного вакуума следует использовать и качественный компрессор. Дело в том, что для крепления большой детали по всей площади стола хватит и довольно слабого компрессора, но для фиксации небольшой пластинки, надо использовать более мощный агрегат.
  • Обычный промышленный пылесос слабо подходит для создания вакуумных фиксаторов, поскольку не слишком приспособлен для работы с полностью закрытым шлангом. Именно поэтому рекомендуется применять специальный вакуумный насос.


В наши дни повсеместно можно видеть изделия, которые изготавливаются по технологии вакуумной формовки. Такой подход позволяет быстро изготавливать пластиковую посуду, упаковку, манекены, тротуарную плитку и многое другое. Чтобы заняться вакуумной формовкой дома, понадобится специальный станок. Стоят такие приспособления дорого, да и слишком они громоздкие. В этой статье будет рассмотрен пример создания простого станка вакуумной формовки, в котором используется лишь пылесос и духовка.

Само собой мощность такого станка будет невелика, поэтому изготавливать громоздкие предметы или просто делать большое количество изделий за короткое время не выйдет. Но ради интереса и небольших бытовых потребностей такого станка вполне хватит. К тому же с помощью подобного станочка можно отлично делать корпуса для различных моделей, будь то корабли, самолеты или машины. Также можно изготавливать элементы для различных самоделок . Это устройство является неким своеобразным аналогом «3D-принтера».

Материалы и инструменты для самоделки:
- пылесос (чем мощнее, тем лучше);
- духовка (нужна для разогревания пластика);
- деревянные бруски;
- дрель;
- саморезы;
- шуруповерт или отвертка;
- фанера или ДСП (толщина 16 мм);
- силикон (в качестве герметика);
- ДВП для рабочей поверхности (подойдет и фанера);
- алюминиевый скотч;
- дерево, гипс (или другие материалы для создания формы).


Процесс изготовления станка:

Шаг первый. Размеры вакуумного станка
Основным элементом вакуумного станка можно считать рамку, на которой разогревается пластик, а также вакуумная камера. Размеры рамки должны быть такими, чтобы она помещалась в духовке. Также нужно учитывать размеры листов пластика, из которых будут создаваться будущие изделия. Рамка изготавливается из деревянных брусков.


Шаг второй. Изготовление вакуумной камеры
Вакуумная камера нужна для «всасывания» пластика, который, в свою очередь, будет обволакивать форму, находящуюся под ним. Для изготовления вакуумной камеры будет нужен лист ДСП толщиной 16 мм или фанера. Технически вакуумная рамка представляет собой короб, его размеры должны соответствовать размерам рамки, которая будет на него ложиться.


Сперва из бруса изготавливается рама, а затем к ее дну прикручивается фанера. Поскольку камера должна быть герметичной, все швы при сборке нужно промазывать герметиком.


Еще вакуумная камера имеет рабочую поверхность, то есть место, где происходит формирование изделий. Она представляет собой лист с равномерно просверленными отверстиями. Для этих целей хорошо подойдет ДВП, но можно использовать и фанеру. Важно понимать, что рабочая поверхность не должна прогибаться, поэтому по центру устанавливается распорка.



Шаг третий. Подключаем пылесос

Чтобы удобно подключать пылесос к вакуумной камеры, автор использовал насадку от пылесоса. Ее нужно прикрутить к вакуумной камере, предварительно проделав в ней отверстие для откачивания воздуха. Насадка крепится с помощью саморезов, ее предварительно нужно тоже смазать силиконом или другим герметиком.
Если есть сомнения в плане герметичности конструкции, ее можно сверху обклеить алюминиевым скотчем или другой клейкой лентой.





Шаг четвертый. Формы для самоделок. Процесс создания изделий

Для создания формы можно использовать различные материалы, к примеру, гипс, дерево и прочие. Если формы не обязаны быть идеально гладкими, то для этих целей идеально подойдет полиуретан, поскольку он легко обрабатывается канцелярским ножом.

Если на форме есть вогнутые места, то здесь нужно просверлить отверстия, чтобы пластик могло «засосать» в эти углубления. Подойдет сверло диаметром 0,1 - 0,5 мм.


После того как форма будет изготовлена, можно приступать непосредственно к процессу формовки. Работы будут проводиться на кухне, поскольку нужен доступ к духовке.
Сперва нужно подключить пылесос к вакуумной камере и установить в центре рабочей поверхности форму. Снизу формы нужно подложить прокладки толщиной 1 мм, подойдут монетки. Это делается для того, чтобы пластик более качественно облегал форму внизу.



Затем по периметру рамки нужно вырезать лист пластика, подойдет ПВХ, ПЭТФ и другие виды. В связи с тем, что пылесос создает не сильно высокое разрежение, использовать толстые пластики не получится. Толщина пластика для этой самоделки должна находиться в пределах от 0.1 до 0.4 мм.
Лист пластика нужно прибить скобами, выдерживая между ними расстояние, минимум 2 см. Жалеть скоб не нужно, так как разогретый пластик может легко вырваться из своих креплений.






Теперь можно помещать пластик в духовку, прогретую до 190 градусов (для каждого типа пластика есть оптимальная температура размягчения). Через некоторое время пластик нагреется и станет провисать в рамке. Теперь его нужно вынимать и устанавливать на вакуумный станок. Впоследствии включается пылесос и пластик начинает обволакивать форму. При работе нужно использовать перчатки, так как рамка будет достаточно горячей.

Пылесосу нужно дать поработать порядка 20-ти секунд, потом рамку можно снимать извлекать изделие. Если в некоторых местах пластик плохо прилег к форме, можно воспользоваться строительным феном.














Вот и все, теперь изделие можно обработать на свое усмотрение и раскрасить в нужные цвета. По словам автора, такая самоделка может без проблем работать с таким видом пластика как полиэтилентерефталат, именно из него изготавливают бутылки. Ну а что делать, зависит от личных потребностей и фантазий каждого самодельщика.

Вакуумный стол позволяет значительно упростить и ускорить установку на стол фрезерного станка с ЧПУ листовых материалов. Это могут быть и листы МДФ, и акрила... При этом, если лист выгнут, то вакуумное крепление позволяет его выровнять на время работы.
Если на станке регулярно обрабатывается МДФ, то наверняка станок оснащен мощной вытяжкой (пылесосом для сбора стружки и древесной пыли - см. фото ниже). Такая вытяжка, мощностью 2,2 кВт способна не только удалять опилки из зоны резания, но и обеспечивать работу вакуумного стола.

ВНИМАНИЕ! Безопасность работы гарантирована только при определенных условиях: размер фрез должен быть не более допустимого усилием прижима заготовки, режим резания - только опробированный с имеющимся вакуумным столом. Иначе возможен отрыв заготовки в процессе обработки, что чревато травмами с тяжестью вплоть до фатального исхода.

Вакуумный стол выполнен из двух слоев МДФ толщиной 20мм. Верхний слой - лицевой - нужен для присасывания листов обрабатываемого материала. Каналы на нем разделены на шесть зон (см. фото ниже), которые за необходимостью можно по одной заглушить в зависимости от размера и конфигурации обрабатываемой заготовки. Сечение каналов выбрано таким, чтобы при необходимости каждую зону можно было уплотнить по контуру с помощью бытовой уплотнительной резиновой ленты D-образного сечения (лента для уплотнения окон и дверей). Лента снабжена самоклеящимся слоем и хорошо фиксируется в каналах. Глубина каналов подобрана так, чтобы заготовка при включении вакуумного стола легла на поверхность стола, придавив уплонительную ленту.

Нижний слой вакуумного стола служит для подвода разрежения поотдельности к каждой зоне верхнего слоя стола.
В каналах верхнего слоя выполнены вертикальные отверстия для перепуска разрежения из каналов нижнего слоя в каналы верхнего. Таких отверстий по 4 шт. на каждую зону. Впрочем чем больше их количество - тем лучше.

Подключить вакуумный стол к пылесосу проще всего с помощью повсеместно распространенного трубопровода, например канализационного (см. фото ниже). Это и дешевле, и технологично. На фото видно, что для подвода разрежения к станку использована труба канализационная диаметром 110 мм. Непосредственно к станку разрежение подводится шестью гофрошлангами диаметром 50 мм. Каждый гофрошланг пристыкован к вакуумному столу посредством вкрученного в стол штуцера.
Все соединения герметично уплотнены либо стандартными уплотнениями, либо хомутами (желательно с применением герметика).

Перед сборкой стола все его каналы следует обработать клеем ПВА или грунтовкой, чтобы обеспечить непроницаемость МДФ для воздуха (МДФ действительно обладает неплохой воздухопрницаемостью).
Верхний слой вакуумного стола прикручен к нижнему саморезами. Чтобы шляпки саморезов не мешали работе со столом, в его поверхности выполнены отверстия, в которые шляпки утапливаются.
После сборки стола его поверхность следует обработать фрезой, чтобы обеспечить плоскостность поверхности.

Резюме

Как видно из фото, в данной конструкции применен пылесос мощностью 2200 Вт. Такой пылесос имеет на входе тройник для подключения трех воздуховодов диаметром 100 мм. В процессе всех работ одно отверстие тройника было занято вакуумным столом, второе - вытяжной системой с отверстием на входе 50 мм. Третье отверстие было наполовину приоткрыто во избежание перегрева пылесоса из-за малого расхода воздуха, т.к. вакуумный стол не дает расхода воздуха вообще, вытяжка имеет входное отверстие всего 50 мм, т.е. сечение входного отверстия было бы всего 50мм вместо 3-х отверстий диаметром 100 мм. При таком подключении мощности пылесоса оказалось достаточно для работы вакуумного стола и системы отсоса стружки из зоны резания.
Сила прижима заготовки на столе сильно заисит от площади прижима. Заготовка из МДФ размером 600х900 мм может быть обработана фрезой диаметром 6мм всем диаметром на глубину 6мм за один проход при скорости подач 2000 мм/мин. При данном режиме такой вакуумный стол способен удержать заготовку.
Для большей надежности можно рекомендовать применение упоров по краям заготовки, чтобы при обработке нельзя было сдвинуть заготовку. Такое решение будет полезным например и на случай отказа вакуумного стола в процессе работы или на случай несанкционированного превышения усилия резания. При этом сложность установки заготовки на стол станка не изменится, а возможно и уменьшится (упоры позволят ставить заготовки в одно и то же место).
Кроме того, следует иметь ввиду, что заготовка на вакуумном столе может легко отрываться вертикальным усилием. При планировании обработки это следует учитывать и не применять фрезы, создающие при работе подъемное усилие.

Systematic Automation изготавливает вакуумные столы более 30 лет.

Практически идеальная поверхность (допуск не хуже чем ± 25мкм / кв.фут) – результат уникальной технологии изготовления и использования высококачественного оборудования. Ежегодно

Systematic Automation изготавливает тысячи вакуумных столов ежегодно для различных уникальных применений: сборочное производство, станки с чпу, формовка, резка, цифровые принтеры, фотография, гравировка, работа с тканями, струйные принтеры, исследовательское оборудование, лабораторное оборудование, ламинирование, лазерная гравировка и резка, плоттеры, изготовление парусов, трафаретная печати, станки ультразвуковой резки, прессы, очистка ковров.

Конструкция вакуумных столов

Верхняя часть стола изготавливается из прочного алюминиевого сплава толщиной 3мм. Использование эпоксидной смолы в конструкции, обеспечивает хорошую защиту от вмятин и изгибов.

Основа вакуумного стола имеет «сотовую» структуру и изготовлена из материала, снижающего эффект влияния разницы температур на неравномерность поверхности стола. Сотовая конструкция обеспечивает равномерный поток воздуха по всей поверхности стола.

«Коллектор» размером 25х25мм расположен вокруг сотовой основы, за счёт чего достигается максимально лучшее распределение вакуума между всеми отверстиями в столе.

Размер отверстий

В стандартном варианте отверстия в столе имеют диаметр 1.6мм, и расположены с шагом 12.5мм что является оптимальным для большинства работ.

Такие материалы как поликарбонат или винил толщиной 127мкм не деформируются напротив отверстий 1.58мм при полном усилии стандартной вакуумной помпы (см. спецификацию).

Опционально, отверстия могут иметь заказной размер (минимум. 0.79мм). Отверстия 0.79 мм раззенкованы с нижней стороны для минимальных потерь воздушных потоков.

Крепление

Все столы имеют фланец 9.5мм по периметру для крепления. Если штуцер для подсоединения вакуумной помпы будет находиться не снизу, а сбоку, то фланец с этой стороны будет отсутствовать. При необходимости, во фланце будут насверлены отверстия для крепления, в соответствии с чертежом заказчика.

Стандартные параметры Опции FAQ Видео

Внешние размеры стандартных вакуумных столов. Вакуумные отверстия располагаются 25мм от края.

  • 127x152x30мм. (5″ x 6″ x 1 3/16″)
  • 203x203x30мм. (8″ x 8″ x 1 3/16″)
  • 304x203x30мм. (12″ x 8″ x 1 3/16″)
  • 304x304x30мм. (12″ x 12″ x 1 3/16″)
  • 304x406x30мм. (12″ x 16″ x 1 3/16″)
  • 304x609x30мм. (12″ x 24″ x 1 3/16″)
  • 304x762x30мм. (12″ x 30″ x 1 3/16″)
  • 355x355x30мм. (14″ x 14″ x 1 3/16″)
  • 406x279x30мм. (16″ x 11″ x 1 3/16″)
  • 457x279x30мм. (18″ x 11″ x 1 3/16″)
  • 508x406x30мм. (20″ x 16″ x 1 3/16″)
  • 508x431x30мм. (20″ x 17″ x 1 3/16″)
  • 508x457x30мм. (20″ x 18″ x 1 3/16″)
  • 508x508x30мм. (20″ x 20″ x 1 3/16″)
  • 558x558x30мм. (22″ x 22″ x 1 3/16″)
  • 609x457x30мм. (24″ x 18″ x 1 3/16″)
  • 609x558x30мм. (24″ x 22″ x 1 3/16″)
  • 609x711x30мм. (24″ x 28″ x 1 3/16″)
  • 660x355x30мм. (26″ x 14″ x 1 3/16″)
  • 660x482x30мм. (26″ x 19″ x 1 3/16″)
  • 660x508x30мм. (26″ x 20″ x 1 3/16″)
  • 660x762x30мм. (26″ x 30″ x 1 3/16″)
  • 660x863x30мм. (26″ x 34″ x 1 3/16″)
  • 685x1016x30мм. (27″ x 40″ x 1 3/16″)
  • 711x812x30мм. (28″ x 32″ x 1 3/16″)
  • 762x508x30мм. (30″ x 20″ x 1 3/16″)
  • 762x863x30мм. (30″ x 34″ x 1 3/16″)
  • 762x1016x30мм. (30″ x 40″ x 1 3/16″)
  • 914x914x30мм. (36″ x 36″ x 1 3/16″)
  • 1219x1219x30мм. (48″ x 48″ x 1 3/16″)
  • 1219x2438x38мм. (48″ x 96″ x 1.50″)
  • 1828x3657x38мм. (72″ x 144″ x 1.50″)
  • Доступны столы заказных размеров. Уточняйте.
  • Вакуумная помпа
  • Вакуумный клапан
  • Клапан подачи воздуха в вакуумный стол
  • Регулятор усилия прижима.
  • Педаль
  • Упоры для позиционирования изделий на вакуумном столе.
  • Выдвижные вакуумные столы
  • Пластиковая (Formica) поверхность стола
  • Независимые вакуумные зоны, управляемые с помощью клапанов.
  • Анодированная поверхность стола
  • Расположение вакуумных отверстий в соответствии с чертежём заказчика
  • Форма и размер стола в соответствии с требованиями заказчика

В: Как я смогу закрепить вакуумный стол?
О: Стол имеет нижний и верхний фланец 9.5мм по периметру. Вы сможете использовать их для зажимов или насверлить отверстия для кремпления.

В: Возможно ли использовать резьбовое соединение для подводки вакуума?
О: Да. Укажите требуемый размер.

В: У меня уже есть вакуумная помпа. Будет она работать с вашим вакуумным столом?
О: Скорее всего она будет работать. В любом случае, Вы сможете заказать помпу позже. Если Вы решили использовать свою помпу, то можно сразу заказать переходник / адаптер. При заказе укажите размеры.

В: Я работаю с материалами, на которых могут появляться царапины. Можно ли их избежать при работе на вакуумном столе?
О: Да, Вы можете использовать клапан переключения на выдув воздуха из стола. При этом возникнет эффект воздушной подушки. Опционально, можно регулировать количество поступаемого воздуха. Для управления клапаном требуется сжатый воздух давлением мин. 4.2 бар.

В: Насколько ровная поверхность вакуумного стола?
О: Допуск не хуже чем ± 25мкм / кв.фут

В: Как я должен закрепить стол, чтобы не допустить изгиба?
О: Как правило, нижняя часть (поверхность) стола плоская и параллельная верхней части, поэтому, можно монтировать стол на базу станка.
При установки стола на поверхность, обращайте внимание на отсутствие зазоров, которые указывают на неровность поверхности. Используйте прокладки для устранения «покачивания» стола из-за зазоров. Проверьте параллельность. В случае необходимости используйте дополнительные прокладки чтобы устранить возможность прогиба стола под далением и нарушении плоскости рабочей поверхности вакуумного стола.

В: Есть ли способ размещения изделий на столе точно в одном и том же месте?
О: Да, это возможно. Опционально можно заказать систему упоров для позиционирования изделий. Как правило, это три стальных штырька, которые «выдвинуты» из стола во время укладки изделия и «утапливаются» в стол как только включается вакуум. Возможно разместить более трёх штырьков.


Узнайте цену!

Производитель оставляет за собой право вносить изменения в конструкцию и спецификацию трафаретного оборудования без уведомления.

Периодически каждый технолог сталкивается с ситуацией, когда закрепление заготовок для механической обработки является не простой задачей. Существуют виды деталей, крепление которых на станке каждый раз требует немалой изобретательности:

  • корпусные детали с тонкими стенками, (закрепление в тисках приводит к короблению);
  • заготовки, обрабатываемые по контуру (механические прижимы закрывают зону обработки);
  • тонколистовые заготовки (отсутствие равномерного закрепления поверхности прилегания);
  • мягкие или хрупкие материалы, легко разрушающиеся под нагрузкой (дерево, пластик, стекло и т.п.)
  • крупногабаритные детали сложной формы, требующие длительного процесса закрепления при помощи наборов механических прижимов (например - авиационные панели);
  • заготовки, обработка которых целесообразна за один установ без переналадки;
  • закрепление листовых немагнитных материалов;
  • закрепление сверхтонких материалов (фольги), используемых при изготовлении и сборке печатных плат и радиоэлектронных компонентов.

Для решения этих задач на каждом предприятии существуют свои комплекты оснастки, разрабатываются особые приемы обработки, зачастую используется специальный инструмент. Однако, в мире существуют две технологии закрепления подобных деталей, существенно облегчающие работу технологов. Это крепление за счет магнитного поля и с помощью вакуума. Магнитные столы достаточно широко используются и принцип их действия понятен. Технология вакуумного закрепления заготовок в настоящее время только начинает осваиваться на российских предприятиях, зачастую решая сложные задачи, выполнение которых другими способами закрепления было затруднительно или не представлялось возможным. Одним из главных преимуществ вакуумного закрепления является равномерное распределение усилия зажима по всей площади заготовки, что позволяет избежать вибраций во время механической обработки.

Принцип работы вакуумных столов основан на создании вакуума между заготовкой и опорной поверхностью приспособления. При этом на всю деталь действует прижимающее усилие равное атмосферному давлению, что при нормальных условиях равно 760 мм рт. ст., и составляет около 1 кгс/см2. То есть, на пластину размером 20х30 см будет действовать усилие прижима, равное 600 кгс! И это усилие будет возрастать пропорционально площади закрепления.

Создание вакуума производится вакуумными насосами различной мощности в зависимости от типа и размера стола. Модульные устройства позволяют работать в условиях подачи СОЖ в зону обработки.

В качестве примера минимального набора всех необходимых комплектующих для полноценной работы вакуумной системы на станке, можно привести «стартовый комплект». Данный комплект включает в себя вакуумный насос, решетчатый модульный стол размером 200х300х32,5 мм, переходник (адаптер-плата) для матов VAC-MAT, маты VAC-MAT (10 шт.), все необходимые элементы крепежа стола и подводов вакуума.

Данная вакуумная система позволяет закрепить и обработать любую плоскую заготовку, контактная поверхность которой не превышает площадь вакуумного стола. Благодаря специальному переходнику есть возможность производить сквозную обработку заготовок с одного установа.

Решетчатые вакуумные столы.

Самый распространенный тип вакуумных столов. В пазы решетки укладывается уплотнение по периметру обрабатываемой заготовки, образуя замкнутый контур. Затем устанавливается заготовка и базируется по эксцентриковым упорам. При подаче вакуума заготовка плотно прижимается к поверхности стола.

Столы изготавливаются в различных исполнениях. Модульные столы имеют возможность соединения между собой, образуя большую площадь закрепления. Круговые столы предназначены для закрепления колец и круглых заготовок. Подвод вакуумного шланга возможен как с торца стола (обычное исполнение на фрезерных и шлифовальных станках), так и в центре (закрепление на поворотных столах обрабатывающих центров и в патронах токарных станков). Существует ряд стандартных размеров столов из алюминиевого сплава либо стали (вариант исполнения для магнитных столов станков), но зачастую размер вакуумного стола определяется размерами стола станка.


Вакуумные столы VAC-MAT.

Столы для работы с жесткими полимерными матами VAC-MAT. Устройство матов позволяет откачивать воздух из объема множества камер, образующихся между заготовкой и полимерным матом. В результате становится возможной сквозная обработка заготовок (выполнение отверстий, окон или обход по контуру заготовки с одного установа).

Все маты имеют стандартный размер 300х200х2,5 мм, но различаются по жесткости, что в итоге влияет на точность изготовления обрабатываемой заготовки. Маты являются расходным материалом и заменяются по мере повреждения режущим инструментом. Как правило, один мат используется для сквозной обработки деталей одного типа. При переходе на другой тип деталей, мат заменяется. Столы VAC-MAT могут быть выполнены в различном исполнении, в том числе, как и в случае решетчатых столов - модульными. Также существуют адаптер-платы, которые можно устанавливать на решетчатые столы для работы с матами VAC-MAT.

Вакуумные желобковые столы

Данный вид вакуумных столов предназначен для закрепления заготовок с малой контактной площадью (мелкие изделия, заготовки с большим количеством отверстий и окон). Использование плоских матов, обладающих высоким коэффициентом трения, позволяет создавать дополнительное усилие от сдвига заготовки относительно плоскости закрепления.

На плиту укладывается плоский мат, в котором выбиваются отверстия, расположенные под опорной поверхностью заготовки, как показано на рисунках. При закреплении заготовка плотно прижимается к мату. На этих столах также как и на столах VAC-MAT возможна сквозная обработка заготовок. После перфорации, мат будет являться шаблоном для закрепления и обработки однотипных деталей.

Вакуумные столы FLIP-POD

Вакуумные столы FLIP-POD были разработаны для закрепления крупных заготовок. Зажим с помощью данной системы позволяет производить обработку торцевых поверхностей заготовок за счет вакуумных присосов (элементов FP).

Каждый вакуумный элемент FP работает как самостоятельный клапан. Когда элемент перевернут в положение присосом вверх, происходит включение его в вакуумный канал (рабочее положение), в положении присосом вниз элемент FP занимает свое место внутри стола и выключает подачу вакуума. Элементы FP, регулируемые по высоте, позволяют расширить номенклатуру закрепляемых заготовок.

Размеры плат и расположение элементов FP выбираются на основании данных по столу станка и выполняемой на нем задаче. Существуют различные виды дополнительных элементов для базирования заготовок. Вакуумный стол может крепиться к столу станка при помощи боковых прижимов либо непосредственно через специальные крепежные отверстия.

Вакуумные столы из пористых материалов предназначены для обработки без использования СОЖ тонких листовых материалов вплоть до фольги. Однородная пористая структура рабочей поверхности вакуумных столов образует площадь, в пределах которой можно выставить по упорам и закрепить заготовку без дополнительных операций по переналадке стола на данную форму детали. Заготовка может быть любой конфигурации. Прижимающее усилие в этом случае будет зависеть от суммарной площади контактной поверхности заготовки и платы, а также от качества обработки базовой поверхности заготовки.

Пористые блоки столов выполнены из различных материалов, разных по структуре и свойствам (спрессованные материалы с однородной пористой структурой и спеченные металлы: бронза, сталь, алюминий). Подбор материала выполняется специалистами на основе данных об обрабатываемых заготовках. Возможно выполнение вакуумных плат с допуском рабочей поверхности по плоскости 5 мкр. Платы могут быть выполнены по заданному размеру или в виде объединяемых модулей. Пористые материалы могут поставляться отдельно в виде блоков максимального размера 500х500х400 мм. При необходимости получения большего размера блоки могут склеиваться в листы. После склеивания листы подвергаются вторичной механической обработке для получения требуемой точности поверхности.

Данный тип плат хорошо зарекомендовал себя при проведении высокоточной гравировки тонких пластин и закреплении фольги при производстве и сборке печатных плат, солнечных батарей и радиоэлектронных компонентов. Фольга надежно закрепляется, расправляясь на рабочей поверхности платы с допуском по плоскости до 2 мкр.

Комплектующие элементы вакуумных систем

Подбор вакуумной системы заключается в выборе или проектировании зажимного устройства (платы) вышеописанных типов, в соответствии с техническим заданием; правильным выбором вакуумного насоса или модульного устройства и остальных элементов, обеспечивающих надежный подвод низкого давления от насоса к плате.

ООО «ПТЦ «ВЕКТОР» является официальным представителем ведущего мирового производителя подобных систем вакуумного закрепления компании HORST WITTE GERÄTEBAU (Германия). Наши специалисты обладают значительным опытом, накопленным за время внедрения этих систем на предприятиях России. Мы готовы ответить на любые вопросы и оказать квалифицированную помощь в решении сложных технологических вопросов.

ТЕХНОЛОГИЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ХОЛОДОМ

Технология закрепления заготовок холодом - инновационный подход для решения сложных задач по фиксации заготовок без механического воздействия:

  • хрупкие заготовки (керамика, пластик, стекло, полимерные материалы и т.п.);
  • мелкие заготовки из любых материалов;
  • ячеистые материалы из алюминия и стекловолокна, применяемые в авиастроении.

Закрепление производится на замораживающей плате, на рабочую поверхность которой предварительно распылен тонкий слой воды или нанесен специальный гель. Во время процесса закрепления происходит замораживание водного слоя и образуется тонкая ледяная пленка, которая прочно удерживает заготовку на рабочей поверхности платы. При этом заготовка не испытывает механических нагрузок и не деформируется. Для снятия заготовки достаточно перевести приспособление на режим нагрева рабочей поверхности.

Данная технология успешно используется при механической обработке на фрезерном, токарном и гравировальном оборудовании. Для всех устройств существует одно ограничение, - при использовании запрещена подача СОЖ в зону обработки. Компанией HORST WITTE разработаны два типа систем закрепления холодом:

Системы AFP (Air Freeze Platte)

Охлаждение рабочей поверхности платы происходит за счет термодинамического процесса, протекающего внутри платы при подводе давления в 6 атм. При этом не требуется дополнительных охлаждающих станций. Система состоит из замораживающего устройства и полимерной трубки. Размер рабочего поля устройства составляет от 100х140 мм до 140х150 мм. Диапазон температуры в режимах охлаждения/нагрева -10/+10˚С. Для удобства смены заготовок, охлаждающих пластин в комплекте одного устройства может быть несколько. Они легко заменяются на приспособлении.

Системы ICE-VICE

Охлаждение рабочей поверхности платы происходит за счет антифриза, циркулирующего между платой и охладительной установкой. Для одной системы с охлаждающей установкой возможно использование 1-2 замораживающих плат с рабочим полем от 125х150 мм до 500х500 мм. Диапазон температуры в режимах охлаждения/нагрева -35/+35˚С. Автоматика охлаждающего устройства контролирует и поддерживает заданные температурные режимы.

Описание систем закрепления холодом можно увидеть на страницах каталога «Технология вакуумного закрепления».