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».

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.

Доброго дня мозгоремесленники ! Понадобился как-то нашей команде стол вакуумной формовки для создания разнообразных самоделок , но в продаже крупногабаритного стола не оказалось. Недолго думая мы сделали его сами своими руками !

Шаг 1: Коробка стола

Вакуумный стол это, по сути, полая коробка с множеством небольших отверстий, через которые откачивается воздух из рабочего пространства. Для создания этой коробки мы выбрали МДФ, но подойдет любой прочный листовой материал. Итак, из МДФ создаем короб стола и в лицевой панели сверлим маленькие отверстия, можно на станке, а можно как мы обычной мозгодрелью .

К коробу крепим ножки, и устанавливаем перегородки с большими отверстиями, около 7.5см. Эти перегородки будут держать плоскость стола, и не будут позволять ей прогибаться.

Шаг 2: Источник тепла

Изначально мы планировали использовать нихромовую проволоку в качестве нагревателя, но это достаточно дорого, да и труднодоступно. Поэтому мы остановились на галогеновых лампах GU10, которые дают мало света, но вот тепла дают достаточно.

В металлическом листе высверливаем отверстия под керамические патроны ламп и устанавливаем эти патроны. Далее для простоты монтажа цепи, чтобы уменьшить количество пайки, создаем из печатных плат токопроводящие дорожки, монтируем их, а уже дорожки спаиваем в цепь. Для этой панели с лампами из МДФ делаем короб со съемной мозгокрышкой для обслуживания, и соответственно помещаем световую панель в этот короб.

Шаг 3: Управление

Выбранный нами вариант источника тепла позволяет нагревать не только весь стол, но и если нужно, только некоторые его участки при формовании небольших поделок. Конечно подключение ламп при этом становиться более сложным.

Блок управления столом состоит из нескольких элементов:

• Передняя панель на которой установлены буквенно-цифровой ЖК-дисплей, светодиодная индикация каждого нагревательного ряда, ключ включения стола, кнопка аварийной остановки работы стола, и включатели режимов работы стола.
• Плата микроконтроллера ATmega644, который работает с прошивкой, написанной на С. К этой плате подключаются датчик температуры в столе, датчик давления, ЖК-дисплей, включатели режимов с передней панели, а также реле управления мощностью нагревателей (линиями лампочек).
• Плата контроллера переменного тока, которая синхронизирует сигнал от микроконтроллера, симистор и линию переменного тока.
• Плата с реле, которая состоит из 6-ти электромеханических реле, управляемых микроконтроллером. Одна из реле включает вентилятор, а остальные линии нагревателей.
• Плата реле нейтрали, которая состоит из 7 реле, управляемых микроконтроллером и подключающие линии нагревателей к нейтральному проводу, а также датчик температуры в пространстве стола.
• Симистор, состящий из двух оптоизолированных тиристорных твердотельных реле, рассчитанный на 20А, 240В, который регулирует вентилятор и нагрев пространства стола.

Шаг 4: Установка опор

На наш короб стола поделки , а он, кстати, размером 600х900мм, монтируем опоры для панели нагревателей и устанавливаем саму панель с лампами. Так же делаем рамку для пластика и вставляем ее в опоры на подшипники, места соединения короба стола и рамки уплотняем изоляционной пористой лентой.

Шаг 5: Вакуумный вентилятор

К нижней стороне короба мозгостола крепим источник вакуума, попросту вентилятор. Для своего вакуумного вентилятора мы сделали дополнительную пластину из МДФ и с ее помощью, а так же с помощью неопреновых прокладок, установили его.

Шаг 6: Окончательная сборка и тестирование

На заключительном этапе подсоединяем все элементы, проверяем все ли правильно установлено и переходим к тестированию. В рамку вставляем лист пластика для формования, включаем стол и формуем!

А вот как функционирует наш стол:

Удачных самоделок и надеюсь, наше руководство поможет вам в этом!

Вакуумные столы для станков ЧПУ – вакуумная поверхность, предназначенная для крепления заготовок и листов, готовых к фрезеровке и криволинейному раскрою. Его размеры могут быть разными, в зависимости от габаритов имеющегося станка, а рабочая поверхность равномерно разделена на секторы.

Секции фрезерного станка оснащены канавками для равномерного распределения вакуума по всей площади стола и отверстиями, выполняющими функции присосок, обеспечивающих неподвижность материала.

Виды вакуумных столов для ЧПУ

Современные промышленные магазины предлагают купить вакуумный стол для фрезера с ЧПУ, изготовленный по специальной технологии и позволяющий работать с различными материалами: древесными, металлическими, благодаря надёжному прикреплению заготовки к рабочей поверхности. Также, устройство позволяет легко менять инструменты, что ускоряет рабочий процесс и повышает качество готового изделия.

Сегодня можно купить такой вакуумный стол для ЧПУ:

• Решетчатый.
• Поворотный.
• Шлицевый.
• С вставками из пористых материалов.

Решетчатый вакуумный стол

Решетчатый вакуумный стол для фрезерного станка с ЧПУ пользуется популярностью у предприятий различной величины, ведь такое оборудование создаёт замкнутый контур рабочей заготовки. В процессе обработки материала, его укладывают на рабочую поверхность и подают вакуум, вследствие чего лист присасывается к фрезерному столу по всей площади закрепления.

При наличии второго решетчатого стола и при необходимости увеличения рабочей площади, можно соединить вакуумные платы между собой. Также, устройство позволяет работать с круглыми заготовками.

Поворотный вакуумный стол для ЧПУ

По принципу работы поворотный станок не отличается от решетчатого, однако он способен поворачиваться, чем и упрощает рабочий процесс. Подключение вакуумного шланга в данном случае допустимо как в центральной части стола, так и в торцевой части платы. В результате, можно производить продольные, вертикальные и поперечные движения на обрабатываемой поверхности.

Дополнительно, поворотный стол позволяет создать необходимый угол наклона, чтобы обрабатывать округлый или спиралевидный объект в различных плоскостях, выполнять фрезеровку, закругления или переходы.

Шлицевый вакуумный стол

Шлицевый вакуумный стол предназначается для работы с изделиями, имеющими много отверстий и мелкими деталями. Такое устройство имеет высокий коэффициент трения, в результате чего создаётся повышенное вакуумное усилие и снижается риск сдвига обрабатываемого объекта с назначенного места расположения.

В процессе работы, на поверхность стола выкладывают каркас (плоский) с отверстиями под рабочим объектом. Далее полученный каркас становится вспомогательным крепёжным материалом.

Современные производители предлагают купить шлицевый вакуумный стол для ЧПУ по выгодной цене, поэтому многие предприятия используют его, в качестве основной или вспомогательной платы.

Столы с пористыми вставками

Вакуумные столы, имеющие пористую вставку, позволяют работать с объектом без использования фольги и других тонких материалов, а также без перенастройки стола для другого вида работы. Пористые блоки устройства могут быть изготовлены из алюминиевого, бронзового или стального материала, а также со спрессованного пористого сырья.

Данная плата рассчитана для работы с любой формой объекта, но сила крепления будет зависеть от площади обрабатываемого материала, стола и конечного качества выполненной работы.

Как сделать вакуумный стол для ЧПУ своими руками

Несмотря на предложения магазинов, некоторые люди предпочитают делать такое приспособление самостоятельно. Однако учитывая сложность процедуры, мастеру потребуется запастись терпением и материалами.

Чтобы сделать вакуумный стол для ЧПУ своими руками потребуются чертежи, инструменты и понимание принципа работы устройства. Обычно для этого используют МДФ и металлические листы (для изготовления коробки стола), в котором дрелью просверливают отверстия и к полученной коробке прикрепляют ножки. Затем, туда помещают нехромовую проволоку или галогеновые лампы, используемые, в качестве нагревателя.

Также, потребуется поместить в устройство:

• Вентилятор.
• Нейтральное реле.
• Контроллер переменного тока.
• 6 электромеханических плат реле.
• Симметричные тиристоры от 20А и 240В.
• Фронтовую панель с жидкокристаллическим дисплеем.
• Температурный датчик, режимный переключатель, индикатор давления и пр.

Несмотря на сложность изготовления конструкции, некоторые мастера всё же выполняют его монтаж. Однако купить вакуумный стол намного надёжней, ведь там используются оригинальные запчасти и технологии, повышающие срок эксплуатации.