Вакуумний стіл, за і проти

Вакуумный стол для станка с ЧПУ, за и против

Вакуумний стіл для фрезерування: за і проти

Фрезерні верстати з ЧПУ – представник «класичного» обладнання для обробки різних матеріалів контактним способом. З його допомогою обробляються різні за фізичними властивостями матеріали – скло, пластик, дерево, метал. Високий оброблюваний темп підтримується завдяки багатьом факторам:

  • станина має високі показники жорсткості;

  • інструментальний портал виготовлений з металевих сплавів «легкого» фізичного складу;

  • для ковзання використовуються високотехнологічні підшипникові елементи.

Програмне управління верстата виконує одночасно дві функції: забезпечує високоточне виготовлених виробів і створює всі умови для універсального застосування обладнання, легке і просте перестроювання системи під різні завдання.

Універсальність верстата полягає не тільки в здатності здійснювати обробку матеріалів різного типу, але і швидко міняти робочий інструмент, забезпечувати надійне кріплення заготівельних матеріалів. Остання «властивість» обладнання – особливо важлива, так як саме в ньому полягає весь принцип фрезерування матеріалів.

Відомо, що фрези, які заточуються особливо гостро, дозволяють подолати взаємне зчеплення частинок оброблюваної заготовки. Це можливо завдяки розвитку фрезою достатньої сили. Це процес передбачає сколювання шарів заготовки, а «відходи» у вигляді стружки віддаляються по канавках фрези.

Однак на практиці дуже складно впоратися з обертовим моментом, який раз у раз норовить повернути оброблювану заготовку. Для врівноваження сил обладнання використовуються різні види кріпильних елементів.

Кріплення деталей механічним способом

Фрезерні верстати з ЧПУ відносяться до конструкцій консольного типу. Це означає, що заготівельний матеріал розташовується на робочій поверхні. Фреза в свою чергу кріпиться на обертовому шпинделі. Останній закріплюється на спеціальному інструментальному порталі, який ковзає, тим самим відбувається переміщення фрези відносно поверхні деталі. Опора для матеріалу – горизонтальна робоча поверхня. Кріплення оброблюваного матеріалу здійснюється спеціальними струбцинами, що кріпляться за допомогою болтів стандартного зразка. Болти в свою чергу вставляються в пази Т-подібної форми.

Недоліки механічного кріплення очевидні. Ось основні з них:

  • оброблювані деталі часто володіють складною геометрією, тому в багатьох випадках розташувати струбцінове кріплення рівномірно по краях не представляється можливим;

  • також є ризик пошкодження заготовки, коли струбцини занадто затягується (що необхідно для компенсації сили крутного фрезового моменту). Така система кріплення абсолютно не підходить, наприклад, для оброблення тонких панелей з композиту або ж виробів з оргскла;

  • і найочевидніше – не у всіх випадках струбциновою «системою» створюється необхідний для роботи затиск.

Приклад останнього недоліку – обробка тонких пластин з металу. Коли фреза контактує з ділянкою заготовки, занадто віддаленим від струбцинового кріплення, металева пластина може прогинатися. Тим самим істотно порушується висока точність фрезерування. Для ліквідації такого недоліку теоретично знадобляться кріплення практично на всій ділянці листа, чого на практиці досягти неможливо.

Кріплення деталей за допомогою вакууму

Рівномірність притиску деталі до робочої поверхні досягається вакуумним способом. Принцип такого методу полягає у відкатці всього повітря з-під заготованої поверхні, після чого атмосферний тиск автоматично притискає деталь до робочої горизонталі.

Конструктивне втілення такого методу є так званий вакуумний стіл. Коміркова структура столу дозволяє виводити зайве повітря з-під заготовки. У проміжках таких осередків знаходиться спеціальний шнур ізоляційного типу. Це дозволяє за допомогою шнура охопити весь периметр деталі, навіть якщо геометрія її сильно відрізняється від класичного прямокутника.

Після того як заготовка покладена і ізольована по краях шнуром, до «повітряпроводам» приєднуються шланги. Потім починає роботу вакуумний насос, який повністю викачує повітряний шар з-під заготовленої поверхні. У результаті деталь прикріплюється до столу ніби присосками.

У багатьох ситуаціях роботи на фрезерному верстаті з ЧПУ такий спосіб кріплення деталей є мало не єдиним. Особливо це відноситься до скляних виробів, до заготовок з композиту. Однак вакуумний стіл часто має деякі обмеження, іноді досить-таки значні.

Переваги та недоліки вакуумного столу

Зрозуміло, кожен, хто планує купувати вакуумний притиск для фрезерного обладнання, задається цілком логічними питаннями – чи варті ці витрати майбутніх результатів? чи не буде це порожнім, непотрібним баластом?

Часто побутує думка, що вакуумні столи актуальні тільки в випадках обробки кротким циклом (наприклад, 2D обробка матеріалу або заготівельний розкрій). Доказом до цієї думки є те, що при тривалих фрезерувальних циклах збільшуються енергетичні витрати, щоб підтримувати функціювання насоса.

Однак, такий погляд є неправильним. Справа в тому, що постійна робота насоса – це прерогатива обмеженого модельного ряду вакуумних столів. У більшості випадків насос для створення вакууму не розрахований на постійне функціювання на повний цикл фрезерування. Для підтримки вакууму на багатьох моделях столів відповідають спеціальні ресивери та клапанні елементи. Відповідно, енергетичні витрати мінімальні: насосне обладнання включається тільки на короткий проміжок для початкового забору повітря.

Таким чином, вакуумне кріплення – це практично безальтернативний спосіб надійного і зручного притиску заготовки. Але існують деякі обмеження, які були підтверджені на практиці. Більшість матеріалів з пористою структурою не дозволяють створити досить сильного повітряного розрідження, адже цьому заважають пори, через які просочується повітря з навколишньої атмосфери. До таких матеріалів відносяться ДСП, МДФ-плити, деревина.

Крім цього, спостерігається несумісність вакуумного столу з додатковими фрезерувальними системами. Наприклад, комбінація МОР і вакуумного притиску на практиці не працює. Відповідно, вакуумним способом утримання заготовки на столі потрібно в багатьох випадках жертвувати. Адже без мастильно-охолоджувальної рідини обробка багатьох матеріалів (особливо металів) просто немислима.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *