Вакуумный стол для чпу чертеж. Вакуумный стол как опция фрезерного станка с чпу. Изготовление вакуумного стола

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:

Симметричный тиристор с параметрами работы от 20А и 240В. Его функция – регулировать процесс нагрева и координировать работу вентилятора.
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.
Плата с электромеханическими реле (6 штук). 5 реле активируют линии нагревателей, а шестая – вентилятор.
Индикатор температуры стола.
Плата нейтрального реле. В ее состав входят электромеханические реле (7 штук). Их функция – подключать линии нагревателей к нейтральному кабелю.
Микроконтроллер с платой (АТmega644). Именно к этому устройству подключается температурный датчик, индикатор давления, дисплей, переключатель режимов, плата реле.
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.

С деталями больших размеров необходим большой вакуумный стол. Такое оборудование очень дорогое в связи со сложностью транспортировки и не всегда подходит для определенных задач, но можно сконструировать стол самостоятельно, под индивидуальный размер и потребности.

Вакуумные столы для ЧПУ предназначены для станков фрезерной работы с крупными листами дерева или металла. Большинство станков с ЧПУ используют криволинейную обработку. Для работы на фрезерных станках нужна поверхность, которая надежно фиксирует обрабатываемые детали. Вакуумный стол прижимает изделия к поверхности, не давая им перемещаться, делая работу на фрезерном станке более точной, комфортной. Кроме того, полноценное оборудование обеспечивает нагрев до нужной температуры. Он более универсальный, чем магнитный стол, подходящий только для обработки металлических изделий.

Довольно часто фрезерные станки с ЧПУ идут в комплекте с вакуумным столом, однако при его отсутствии или недостаточно большом размере требуется другой прибор. В этом случае можно купить подержанное устройство сомнительного качества или изготовить его самостоятельно.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы изготовить вакуумный стол для фрезерного станка, необходимо найти все комплектующие. Для создания функционального оборудования понадобится:

деревянный или металлический лист соответственного размера;
металлопрофиль;
вакуумный насос;
нагревательный элемент;
блок управления.

Из инструмента потребуется: дрель, отвертка, гаечные ключи, паяльник. Остальные инструменты используются опциально, при наличии.

Этапы изготовления

После приобретения всех необходимых материалов и инструментов, можно перейти к самостоятельной сборке стола.

Изготовление рабочей поверхности и короба

В начале изготовления вакуумного стола для ЧПУ своими руками нужно создать рабочую поверхность. Для этого берется заранее заготовленный лист материала. В нем аккуратно, в шахматном порядке при помощи дрели или шуруповерта высверливаются дырки. Позже с тыльной части поверхность будет примыкать к вакуумному насосу, служащему для надежного закрепления изделий. Для повышения надежности конструкции устанавливаются перегородки. Они не дают столу деформироваться в процессе эксплуатации.

Коробка

Наиболее значимой здесь является высота, так как стол конструируется под станок с числовым программным управлением. Из металлических и деревянных частей собирается устойчивая конструкция для закрепления рабочей поверхности. Поверхность над рабочей зоной будет исполнять роль держателя для нагревательного элемента. Желательно, чтобы короб был разборным: это облегчит, дальнейшую работу, наладку оборудования или транспортировку стола в дальнейшем.

Рабочий стол должен быть максимально устойчивым и надежным. Поэтому в конструкции желательно избегать недолговечных или подвижных соединений. Для облегчения перестановок инструмента можно использовать ножки регулируемой высоты. Это позволит работать на неровной поверхности, обеспечивая устойчивость.

Нагревательный элемент

Вакуумная формовка пластика также требует наличия специального стола. При работе на изделие действует вакуумное поле и нагревательный элемент, разогревающий пластик до необходимой температуры. Для этого над столом устанавливается нагревательная панель. В качестве нагревательного элемента лучше всего зарекомендовала себя нихромовая нить. Однако из-за дороговизны материала, а также сложности с поиском его в свободной продаже при самостоятельном изготовлении обычно используются галогеновые лампы.

Среди преимуществ использования следует отметить равномерный нагрев, а также качественное освещение рабочей области.

В качестве заготовки берется лист металла. В нем также высверливаются отверстия для ламп, после чего следует закрепление нагревательных элементов и монтаж электрической части. Все лампы требуется соединить параллельно. При более сложной конструкции электрическая часть выводится на контроллер или отдельные выключатели для нагрева определенных частей рабочей зоны. Соединение происходит при помощи пайки и медных проводов. Для сокращения проводки, более приятного вида, удобства работы и большей надежности проводки рекомендуется использовать печатную плату или несколько небольших плат. Конструкция световой панели также должна быть разборной для обслуживания.

Вакуумный насос

Самый важный элемент оборудования. Служит для создания вакуума и надежной фиксации детали. Лучше всего использовать специализированный генератор вакуума с манометром. При отсутствии специализированного вакуумного насоса подойдут несколько вакуумных вентиляторов. Возможна замена промышленными вакуумными пылесосами, однако на практике их эффективность ниже.

При подключении важно максимально снизить приток воздуха, то есть произвести изоляцию от входа до рабочей поверхности. Манометр нужен для измерения результатов: слишком сильный вакуум может повредить деталь, рабочую поверхность или оборудование. При более сложной конструкции столов регуляторы нагревательной части и манометр устанавливается в блок управления.

Блок управления

Электронная часть вакуумного стола нужна для эффективной регулировки нагрева рабочей зоны и создания более стабильной фиксации деталей. Вариантов реализации блока управления много, самую большую роль здесь играет фрезерный станок и числовое программное управление, установленное в рабочее оборудование. Наиболее оптимальный выбирается исходя из задач, бюджета, доступности конкретных элементов. Для оптимальной работы требуется микроконтроллер с дисплеем и по одному реле на каждый блок управления.

Для комфортной работы используются датчики температуры и давления. При минимальной комплектации требуется по одному датчику и 2 реле: одно для включения/выключения насоса, другое – для контроля нагревательной панели. Для разграничения рабочей области, использования зажима и нагрева только для части стола необходимо использовать большее количество реле и соответственно более производительный контроллер. Установка надежного блока управления сделает работу более комфортной, позволит не отвлекаться на показатели манометра.

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.

Изготовление вакуумного стола является самым ответственным этапом конструирования термовакуумного пресса своими руками. На этапе проектирования необходимо определиться с размерами стола, выбрать материал для его изготовления, продумать способы фиксации и уплотнения разъемных элементов для сохранения внутреннего отрицательного давления (вакуума). Вакуумный стол изготавливается тем же основным набором инструментов, что и .

Далее по тексту, вакуумной ванной будем назвать часть вакуумного стола - стальную ёмкость, внутри которой располагаются облицовываемые заготовки, и из которой откачивается воздух. Под рабочими габаритами (размерами) вакуумной ванны будем понимать её полезный объём, измеренный по внутренним габаритам. Вакуумным столом условимся называть всю конструкцию в целом, состоящую из вакуумной ванны, верхней (подвижной) прижимной рамы, зажимов и прочих, более мелких элементов.

Внешние и рабочие размеры вакуумной ванны.

Рассмотрим общие принципы выбора размеров вакуумной ванны, обозначим конкретные цифры для нашего пресса.

Чем длиннее вакуумная ванна, тем больше заготовок можно в ней уместить, или облицевать заготовку большего размера. С другой стороны, чем длиннее ванна, тем больше пленки приходится расходовать за один рабочий цикл, тем больше получаются размеры станка, что влечет больший расход площади помещения. Нужно найти оптимальный размер. Как показал опыт, оптимальной рабочей длиной вакуумной ванны, предназначенной для изготовления типовых мебельных фасадов и декоративных дверных накладок, можно считать величину от 2,4 до 2,6 м. Будем делать вакуумную ванну длиной 2500 мм, рабочая длина которой составит 2500 - 40 x 2 = 2420 мм (40 мм - ширина короткой стенки профильной трубы).

Ширина ванны напрямую связана с шириной используемой пленки ПВХ. В зависимости от производителя пленки, могут встречаться различные значения ширины, самая распространенная - 1,4 м, на нее мы и будем ориентироваться. Выберем ширину ванны равной 1400 мм, рабочая ширина составит 1400 - 40 x 2 = 1320 мм. При облицовке высоких заготовок, например, для гнутых (радиусных) фасадов, ширину ванны необходимо уменьшать (делать её меньше ширины пленки), но для работы с такими заготовками нужен пресс иной конструкции, поэтому данные вопросы рассматриваться не будут.

Рабочая высота ванны должна быть рассчитана из условия обязательности наличия небольшого свободного пространства между верхней поверхностью фасадов и накрывающей пленкой. Другими словами, натянутая поверх заготовок пленка не должна касаться их до начала выкачивания воздуха. Расчет следующий. Во-первых, вакуумная (воздухопроницаемая) столешница, которая будет первой класться на вакуумный стол, будет изготовлена из плиты МДФ толщиной 10 мм. Во-вторых, подкладки под заготовки фасадов будут представлять собой небольшие кусочки плиты МДФ толщиной 16 мм (это самый простой, распространенный и оптимальный вариант подкладок). В-третьих, толщина облицовываемых заготовок будет составлять от 8-10 мм (дверные накладки) и до 16-32 мм (фасады и иные мебельные элементы). В-четвертых, уплотнительная резина добавит глубине ванны около 2 мм. В итоге, максимальная высота всего «пирога» внутри ванны будет равняться: 10 + 16 + 32 = 58 мм. Для изготовления вакуумной ванны применим профильную трубу сечением 60x40 мм, поставив ее на короткую сторону. При этом, высота свободного пространства составит не менее: 60 + 2 - 58 = 4 мм, что вполне достаточно.

Изготовление вакуумного стола.

Вакуумная ванна.

Дном вакуумной ванны будет служить лист стали толщиной 2 мм. Для сведения к минимуму прогибов листа под воздействием отрицательного внутреннего давления, и придания поверхности стола ровной формы (близкой к идеальной плоскости), необходимо изготовить каркас жесткости. Для изготовления каркаса будем использовать ту же профильную трубу 60x40x2. Предварительно нарезанную трубу, в соответствие с проектом, укладывают на стапель, жестко фиксируют струбцинами, выполняют проварку всех примыканий. После изготовления каркаса жесткости, поверх него приваривают стальной лист. Это самый ответственный этап сварочных работ, он требует от непрерывного сварного шва герметичности (рекомендуется выполнить двойной провар).

Во избежание короблений листа под воздействием продолжительных высоких температур, можно воспользоваться нижеследующим альтернативным методом приварки листа к каркасу жесткости. Перед укладкой стального листа на каркас жесткости, по его периметру необходимо нанести герметизирующий состав, выдерживающий высокие температуры (например, силиконовый высокотемпературный герметик), а сварку вести не сплошным швом, а небольшими регулярными фиксирующими прихватками с шагом около 50 мм. Данный метод рассчитан на то, что кратковременные, локальные воздействия сварки не смогут повредить (выжечь) весь герметик, а только лишь его небольшую часть в непосредственной близости от прихваток, большая же часть герметика после отверждения будет выполнять свою прямую функцию.

Размеры вакуумного стола.

Деталировка каркаса жесткости и порядок сборки вакуумной ванны: варится каркас жесткости, к нему приваривается стальной лист, по периметру стального листа герметично приваривается стационарная (нижняя) рама с частью шарнирного соединения для крепления подъемной (верхней) рамы.

Фото вакуумного стола снизу.
Каркас жесткости изготовлен частично из уголкового профиля.

Подъемная (прижимная, верхняя) рама.

Материал рамы - профильная труба 60x40x2 мм. Размеры прижимной рамы должны быть в точности такими же, как у вакуумной ванны. Если не удалось отыскать достаточно ровный (не гнутый, не кручёный) профиль, то необходимо заранее отобрать попарно несколько самых ровных хлыстов, из которых будут изготовлены плотно примыкающие друг к другу детали вакуумного стола.
Прижимная рама будет подниматься благодаря регулируемым шарнирным соединениям. Регулировка шарниров выполняется после наклеивания уплотнителя - полосок листовой резины средней жесткости, толщиной около 2 мм.

Приваренные шайбы нужны для увеличения площади трения. Шкворень шарнирного соединения представляет собой стальной прут D12 с резьбой на концах.

Для удержания прижимной рамы в поднятом состоянии, можно применить газовые лифты. Из соображений безопасности, рекомендуется установить четыре газлифта (по два на сторону) и убедиться, что любые три из них способны удержать раму. Если угол раскрытия рамы (45°) окажется недостаточным, рама будет причинять существенные неудобства в работе, её можно поднять максимально вверх на угол чуть больше 90°, задействовав припаркованный позади термомодуль в качестве опоры (газлифты не применяются).

Зажимы.

Для надежного и герметичного удержания пленки в процессе вакуумного прессования, необходимо плотно и равномерно прижать верхнюю раму к периметру вакуумной ванны, добившись повсеместного прилегания резинового уплотнителя. Для этих целей можно применить различные готовые струбцины-зажимы, или же изготовить их самостоятельно.
Для изготовления самодельных зажимов, работающих по принципу эксцентрика, понадобится следующий стальной металлопрокат: полметра трубы ДУ50 (внешний диаметр около 60 мм), два метра прута диаметром 10 мм, и, примерно, столько же профильной трубы сечением 20x20x2 мм.

Во-первых, трубу ДУ50 нарезают на 8 равных 60-миллиметровых отрезков. Каждый отрезок трубы дорабатывают полукруглым центральным вырезом, имеющим ширину 10-11 мм и длину по дуге равную 3/4 от длины внешней окружности трубы. Получим 8 штук эксцентриковых поворотных цилиндров, к которым необходимо приварить ручку длиной 220 мм из квадратного профиля 20x20 мм.

Во-вторых, стальной прут нарезают на 16 отрезков: 8 штук длиной 190 мм (для шпилек) и 8 штук длиной 55 мм (для шкворней). К одному концу шпильки необходимо приварить гайку М12 (или М10 с высверленной резьбой), чтобы она могла свободно вращаться на шкворне, а на другом конце - нарезать резьбу М10x50.

В-третьих, для завершения изготовления зажима, привариваем концы шкворня (с предварительно надетой на него гайкой с приваренной шпилькой), к внутренней поверхности эксцентриковых поворотных цилиндров.

Для установки зажимов на вакуумный стол пресса, в восьми точках стола, согласно проекту, сверлят сквозные отверстия диаметром 10 мм. После чего, верхние отверстия увеличивают, придавая им продолговатую форму. Настройка зажимов осуществляется установкой комбинированных гаек в нужное место резьбы шпильки, с последующей фиксацией контргайками. Эта операция выполняется на последнем этапе изготовления вакуумного стола, после наклейки резинового уплотнителя.

Элементы и размеры шарнирного зажима.

Зацепы для зажимов изготавливаются из стального уголка 50x50x3.

Если не удалось добиться ровной поверхности стола.

Если в процессе сварочных работ лист претерпел существенные деформации, выходящие за рамки допустимых значений, то брать в руки болгарку и срезать сварные швы, переделывать всё заново нет необходимости. Обеспечить идеально ровную плоскость вакуумного стола можно дополнительными мерами, а именно путем применения эпоксидных выравнивающих составов, которые применяются при изготовлении заливных полов. Для этого, вакуумный стол выставляют строго по уровню, определяют необходимый объем наливной массы (например, с помощью пробной заливки водой), очищают от ржавчины дно вакуумной ванны, грунтуют. Выполняют заливку приготовленной эпоксидной смесью согласно инструкции производителя. Из соображений экономии, смесь можно разбавить каким-либо дешевым наполнителем, например, кварцевым песком. Для ускорения отверждения смеси после заливки, стол можно контролируемо погреть сверху теплом от термомодуля. Данную операцию по заливному выравниванию имеет смысл выполнять после полной готовности вакуумного пресса, изготовления пробных образцов продукции, и принятия решения о необходимости улучшения геометрии рабочей поверхности.

Смета на материал для вакуумного стола.

Наименование	Длина, мм	Количество, шт.	Назначение
Профиль 60x40	2500	6	Каркас жесткости. Ванна. Подъемная рама.
Профиль 60x40	1380	4	Каркас жесткости.
Профиль 60x40	1320	4	Ванна. Подъемная рама.
Профиль 60x40	1001	6	Каркас жесткости (диагонали).
Профиль 60x40	753	3	Каркас жесткости.
Профиль 60x40	250	4	Шарнир.
Профиль 60x40	180	2	Шарнир.
Профиль 60x40	150	2	Опора зажима.
Профиль 60x40	140	2	Шарнир.
Уголок 50x50x3	50	8	Подъемная рама (зацеп для зажима).
Профиль 20x20	220	8	Зажим.
Труба ДУ50	60	8	Зажим.
Прут D10	190	8	Зажим.
Прут D10	55	8	Зажим.
Прут D12	150	2	Шарнир.
Гайка М10 комби		8	Зажим.
Гайка М10		12	Зажим. Крепление стола.
Гайка М12		16	Зажим. Шарнир.
Шайба d12		12	Шарнир.
Болт М10x60		4	Крепление стола.
Лист 2500x1500x2		1	Стол (дно ванны).
Газовый лифт		2	Подъемная рама.

По завершению основного объема работ, вакуумный стол устанавливают на станину (на специально предусмотренные опоры) и фиксируют по углам четырьмя болтами, как показано на рисунке, после этого переходят к мелким работам: установка и настройка зажимов, регулировка шарнира подъемной рамы, наклеивание уплотнителя.

Металлоконструкция начинает приобретать очертания будущего термовакуумного пресса, но ей пока не хватает многих элементов: вакуумной системы, термомодуля, блока электроуправления, - о которых будет идти речь в следующих статьях.

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».