Вакуумные столы для фрезерных станков с ЧПУ

Вакуумные столы являются идеальным решением для обработки плоских листов на фрезерных станках с ЧПУ. Вы можете положить лист МДФ непосредственно на вакуумный стол, что обеспечивает его надежную фиксацию. Вакуумные столы могут быть оснащены зонами, которые можно включать и выключать с помощью клапанов.

Как работает вакуумный стол

Вакуумные столы создают прижимную силу за счет разности давлений под деталью и атмосферного давления сверху. Каждый квадратный миллиметр поверхности, подвергающийся этой разнице, может испытывать силу до 1-1,2 килограмма (разница между вакуумом и давлением воздуха на уровне моря).

Сила прижима пропорциональна разнице давлений и площади поверхности. Чем больше площадь, тем больше прижимная сила. Квадратный участок 25×25 мм может иметь до 750 килограммов удерживающей силы!

Однако небольшие детали обладают значительно меньшей прижимной силой. Важно учитывать эту разницу при работе.

Другой способ ограничения силы заключается в том, что вакуум не может быть приложен ко всей нижней поверхности детали. Рассмотрим вакуумную систему из алюминия с небольшими вакуумными камерами под ней.

Чтобы деталь оставалась плоской и не деформировалась, она должна располагаться на вакуумном столе. Вакуум может быть незначительным в некоторых зонах, что снижает прижимную силу. В этом случае сила определяется площадью камер, а не всей поверхностью детали.

Большинство вакуумных столов для фрезерных станков с ЧПУ устраняют эту проблему с помощью плиты МДФ, которая распределяет вакуум по всей поверхности. МДФ пористый, поэтому вакуум проникает повсюду. Это работает хорошо, но требует вакуумного насоса с высокой производительностью, так как МДФ пропускает воздух.

МДФ или аналогичные материалы могут быть использованы для распределения вакуума, если деталь сделана из пористого материала или если в ней много сквозных отверстий.

На вакуумном столе на деталь действуют две силы: боковая и подъемная. Боковое усилие — это сила трения между деталью и столом. Убедитесь, что поверхность стола не слишком скользкая, чтобы выдержать эту силу. Обычно для перемещения детали в сторону требуется вдвое больше усилия, чем для ее подъема.

Подъемная сила равна весу детали плюс прижимная сила вакуума. Если деталь немного приподнята, вакуум будет утекать, и деталь может выскочить, когда давление упадет. При достаточной подъемной силе деталь может даже запустить через стол.

Создание вакуумных столов для фрезерных станков с ЧПУ своими руками

Сделать вакуумный стол для вашего фрезерного станка с ЧПУ достаточно просто. В этой статье мы рассмотрим различные идеи, советы и ресурсы, которые помогут вам создать свой собственный вакуумный стол.

Стоит ли покупать готовый вакуумный стол или можно собрать его самостоятельно?

Если у вас нет времени на сборку вакуумного стола с нуля, можно купить готовый вариант. Вот несколько примеров:

Топ-3D Шоп

Purelogic  (лично я брал в этом магазине.)

CTANKU

Проектирование вакуумного стола своими руками

Если вы собираетесь установить вакуумный стол поверх существующего стола фрезерного станка с ЧПУ, важно учитывать зазор по оси Z. Если у вас слишком много хода по оси Z, вакуумный стол съест его часть. Обязательно продумайте, как минимизировать эту потерю. Применение встроенного вакуумного стола при покупке фрезерного станка с ЧПУ может быть преимуществом.

Еще одно важное замечание: создадите ли вы камеру статического давления или планируете обрабатывать свой вакуумный стол. Обработанные столы более точны — плоские и квадратные. Они, безусловно, более прочные. Но стол типа пленума дешевле в производстве и менее ограничен в отношении вакуумных проходов.

Ключевой нюанс — способность стола удерживать деталь в зависимости от площади ее поверхности, доступной для вакуума. Если деталь лежит на поверхности, непроницаемой для воздуха, ее держат только вакуумные проходы. На обработанном дюралевом вакуумном столе вакуум действует только на поверхность решетки, а не на всю площадь детали. Создание полости под деталью для распределения вакуума может привести к напряжению и деформации детали.

МДФ как верхняя поверхность привлекательна тем, что проницаема, и вакуум может проникать на всю нижнюю поверхность детали. МДФ менее точен, чем алюминий, и требует насоса с высокой производительностью, чтобы откачивать большой объем воздуха.

Если у вас нет мощного вакуумного насоса, помогает зонирование вакуумных областей. Это позволяет отключать зоны, которые протекают, когда деталь не находится на них. Вакуумный стол с системой зонирования легко управляется клапанами:

Идеи по созданию вакуумных столов своими руками

Вот список фотографий и ссылок на различные проекты вакуумных столов своими руками. Это поможет вам в разработке собственного вакуумного стола.

Вакуумный стол из МДФ

Проект компактного вакуумного стола из пластика

Этот стол питается от строительного пылесоса и легко крепится к фрезерному столу. Он изготовлен из пластика HDPE. Для предотвращения утечек в неиспользуемых зонах используйте кусок лакированного картона, который плотно прилегает к детали или заготовке.

Маленький вакуумный столик, предназначенный для установки в фрезерные тиски:

Советы по использованию вакуумного стола

• При планировании резки группы деталей, стратегически расположите их так, чтобы максимально долго сохранялась площадь поверхности и соединение с заготовкой, упрощая удержание деталей. Экспериментируйте с подъемом по сравнению с обычным фрезерованием. Направление реза и порядок отделения краев детали могут влиять на качество обработки. Один из подходов — «снятие шкуры с лука», при котором фрезерование проводится с подъемом до тонкого слоя, который затем прорезается обычным способом.
• Программные вкладки полезны для мелких деталей, которые трудно удерживать вакуумом. Они позволяют поверхности соседних деталей и материала заготовки удерживать деталь. Программы CAM, такие как MeshCAM, могут автоматически создавать вкладки.
• Держите область обработки чистой от пыли и мусора. Пыль вызывает утечки и может заставить деталь двигаться.
• Обрежьте примерно 0,1 мм с верхней и нижней поверхности плиты МДФ. Верх и низ более плотные из-за процесса производства МДФ, а обрезка наиболее плотного материала улучшает проход воздуха.
• Минимизируйте глубину реза, выходящую за деталь в рабочую поверхность, чтобы уменьшить утечку.
• Если картон для отходов пропускает воздух слишком свободно, сложите две доски для уменьшения потока воздуха и лучшего удержания детали. Верхняя доска может быть тоньше и дешевле для замены.
• Край стола или камеры может иметь прокладку для предотвращения утечки. Заклеивание края лентой уменьшает утечку и увеличивает вакуум.
• Для обнаружения утечек используйте ультразвуковой течеискатель или оберните трубы пищевой пленкой, чтобы быстро обнаружить утечки.
• Иногда выгоднее использовать два вакуумных насоса меньшей мощности, чем один большой. Используйте один насос для крупных деталей с большой площадью поверхности, а второй — для мелких деталей.
• Используйте дополнительный слой толщиной 6-7 см или другие материалы между спойлбордом и вакуумной камерой для блокировки воздушного потока в определенные зоны. Материал должен быть менее пористым, чем МДФ.
• Рассмотрите использование прижимной ножки шпинделя для добавления прижимной силы на деталь. Прижимная лапка двигается по детали с помощью шарикоподшипников и добавляет подпружиненную прижимную силу вокруг области резки.

• Избегайте утечек и ограничений потока в вакуумном трубопроводе. Прокладки помогают минимизировать утечки, направляя вакуум туда, где это необходимо. Перегибы в шлангах — основные источники ограничения потока.
• Управляйте вакуумом, распределяя его по зонам на столе с помощью клапанов или других механизмов.
• Для выравнивания деталей на вакуумном столе используйте установочные штифты. Сделайте отверстия в деталях и столе, совпадающие с штифтами, или используйте штифты как ограничители. Если деталь симметрична, можно использовать края детали для выравнивания.
• Если детали смещаются или скользят по столу, используйте вкладки, установочные штифты или липкий коврик между деталью и столом. Оставьте тонкий слой материала при резке деталей, чтобы сохранить вакуум до конца.
• Регулярно обновляйте доску для прокачки, чтобы она оставалась плоской. Когда доска станет слишком тонкой, замените ее.