Вакуумный стол для фрезерования: за и против
Опубликовано: 02.09.2018
Фрезерные станки с ЧПУ – представитель «классического» оборудования для обработки различных материалов контактным способом. С его помощью обрабатываются разные по физическим свойствам материалы – стекло, пластик, дерево, металл. Высокий обрабатывающий темп поддерживается благодаря многим факторам:
Фрезеровка царг. Фрезерный станок с ЧПУ
•станина обладает высокими показателями жесткости;
•инструментальный портал изготовлен из металлических сплавов «легкого» физического состава;
•для скольжения используются высокотехнологичные подшипниковые элементы.
Программное управление станка выполняет одновременно две функции: обеспечивает высокоточность изготавливаемых изделий и создает все условия для универсального применения оборудования, легкой и простой перенастройки системы под разные задачи.
Универсальность станка заключается не только в способности осуществлять обработку материалов разного типа, но и быстро менять рабочий инструмент, обеспечивать надежное крепление заготовочных материалов. Последнее «свойство» оборудования – особенно важное, так как именно в нем заключается весь принцип фрезеровки материалов.
Известно, что фрезы, затачиваемые особо остро, позволяют преодолеть взаимную сцепку частиц обрабатываемой заготовки. Это возможно благодаря развитию фрезой достаточной силы. Это процесс предполагает скалывание слоев заготовки, а «отходы» в виде стружки удаляются по канавкам фрезы фальцепрокатный станок .
Однако на практике очень сложно совладать с крутящим моментом, который то и дело норовит повернуть обрабатываемую заготовку. Для уравновешивания крутящих сил оборудования используются различные виды крепежных элементов.
Крепление деталей механическим способом
Фрезерные станки с ЧПУ относятся к конструкциям консольного типа. Это значит, что заготовочный материал располагается на рабочей поверхности. Фреза в свою очередь крепится на вращающемся шпинделе. Последний закрепляется на специальном инструментальном портале, который скользит, тем самым происходит перемещение фрезы относительно поверхности детали. Опора для материала – горизонтальная рабочая поверхность. Крепление обрабатываемого материала осуществляется специальными струбцинами, крепящимися посредством болтов стандартного образца. Болты в свою очередь вставляются в пазы Т-образной формы.
Недостатки механического крепления очевидны. Вот основные из них:
•обрабатываемые детали часто обладают сложной геометрией, поэтому во многих случаях расположить струбциновый крепеж равномерно по краям не представляется возможным;
•также есть риск повреждения заготовки, когда струбцины слишком затягивается (что необходимо для компенсации силы крутящего фрезового момента). Такая система крепежа абсолютно не подходит, например, для обрабатывания тонких панелей из композита или же изделий из оргстекла;
•и самое очевидное – не во всех случаях струбциновой «системой» создается необходимый для работы зажим.
Пример последнего недостатка – обработка тонких пластин из металла. Когда фреза контактирует с участком заготовки, слишком удаленным от струбцинового крепежа, металлическая пластина может прогибаться. Тем самым существенно нарушается высокая точность фрезерования. Для ликвидации такого недостатка теоретически понадобятся крепежи практически на всем участке листа, чего на практике достичь невозможно.
Крепление деталей с помощью вакуума
Равномерность прижима детали к рабочей поверхности достигается вакуумным способом. Принцип такого метода заключается в откачке всего воздуха из-под заготовочной поверхности, после чего атмосферное давление автоматически придавливает деталь к рабочей горизонтали.
Конструктивное воплощение такого метода является так называемый вакуумный стол. Ячеистая структура стола позволяет выводить лишний воздух из-под заготовки. В промежутках таких ячеек находится специальный шнур изоляционного типа. Это позволяет с помощью шнура охватить весь периметр детали, даже если геометрия ее сильно отличается от классического прямоугольника.
После того как заготовка уложена и изолирована по краям шнуром, к «воздухоотводам» подсоединяются шланги. Затем начинает работу вакуумный насос, полностью выкачивая воздушный слой из-под заготовочной поверхности. В результате деталь прикрепляется к столу как будто присосками.
Во многих ситуациях работы на фрезерном станке с ЧПУ такой способ крепления деталей является чуть ли не единственным. Особенно это относится к стеклянным изделиям, к заготовкам из композита. Однако вакуумный стол часто имеет некоторые ограничения, иногда довольно-таки значительные.
Преимущества и недостатки вакуумного стола
Разумеется, каждый, кто планирует приобретать вакуумный прижим для фрезерного оборудования, задается вполне логичными вопросами – стоят ли эти затраты будущих результатов? не будет ли это пустым, ненужным балластом?
Часто бытует мнение, что вакуумные столы актуальны только в случаях обработки кротким циклом (например, 2D обработка материала или заготовочный раскрой). Доводом к этому мнению служит то, что при длительных фрезеровальных циклах увеличиваются энергетические затраты, чтобы поддержать функционирование насоса.
Однако такое мнение ошибочно. Дело в том, что постоянная работа насоса – это прерогатива ограниченного модельного ряда вакуумных столов. В большинстве случаев насос для создания вакуума не рассчитан на постоянное функционирование во весь цикл фрезерования. За поддержку вакуума на многих моделях столов отвечают специальные ресиверы и клапанные элементы. Соответственно, энергетические затраты минимальны: насосное оборудование включается только на краткий промежуток для первоначального забора воздуха.
Таким образом, вакуумное крепление – это практически безальтернативный способ надежного и удобного прижима заготовки. Но существует ряд ограничений, которые были подтверждены на практике. Большинство материалов с пористой структурой не позволяют создать достаточно сильного воздушного разрежения, ведь этому мешают поры, через которые просачивается воздух из окружающей атмосферы. К таким материалам относятся ДСП, МДФ-плиты, древесина.
Помимо этого, наблюдается несовместимость вакуумного стола с дополнительными фрезеровальными системами. К примеру, комбинация СОЖ и вакуумного прижима на практике не работает. Соответственно, вакуумным способом удержания заготовки на столе требуется во многих случаях жертвовать. Ведь без смазочно-охладительной жидкости обработка многих материалов (особенно металлов) просто немыслима.
