Как своими руками сделать вакуумный стол для ЧПУ

Вакуумный стол чертеж. Делаем большой стол для вакуумной формовки. Как выглядит вакуумный стол

Вакуум – термин, характеризующий область разрежения, которая формируется между вакуумным столом и закрепленной на нем заготовкой. По факту на деталь действует не вакуум, а атмосферное давление. Оно прижимает заготовку к поверхности стола.

Сила вакуума может отличаться в зависимости от мощности установленного насоса, но она никогда не будет больше атмосферного давления. На данный момент существует несколько разновидностей вакуумных столов.

Решетчатый

Это приспособление создает замкнутый контур для рабочей заготовки. Канавки на рабочей стороне выполнены в виде решеток. Подходит для несквозной обработки деталей. Решетчатый стол включает в себя плиту из алюминиевого сплава с решеткой из канавок на рабочей стороне, а также специальное отверстие для откачки воздуха из-под детали и разряжения.

Поворотный для ЧПУ

По принципу работы не отличается от предыдущей модели, но устроен так, что может поворачиваться. Это значительно ускоряет и упрощает рабочий процесс. Вакуумный шланг есть возможность подключить как в центральной части плиты, так и с ее торца.

Это позволяет на обрабатываемой поверхности делать вертикальные, поперечные и продольные движения. Также такая модель плиты может создать нужный угол наклона. это позволяет работать с круглой или спиралевидной болванкой в разных плоскостях.

Шлицевый

Этот стол необходим для работы с мелкими болванками, а также с деталями, которые имеют множество отверстий. Отличается данный стол повышенным коэффициентом трения, что и создает высокое вакуумное усилие. Это позволяет снизить возможность сдвига болванки в процессе работы и повышает точность ее обработки.

С пористыми вставками

Плита данного стола рассчитана на болванку любой формы и размера. Сила закрепления зависит от площади обрабатываемой поверхности. Пористые блоки плиты могут быть изготовлены из алюминия, стали или бронзы и позволяют не использовать в процессе работы фольгу или другой тонкий материал. Также нет необходимости перенастраивать стол при изменении вида работ.

Как своими руками сделать вакуумный стол для ЧПУ

Вакуумные столы очень дорогие, поэтому разумно сконструировать стол самостоятельно, под индивидуальный размер и потребности поэтапно у себя дома.

  • Необходимые материалы и инструменты
  • Этапы изготовления
  • Изготовление рабочей поверхности и короба
  • Коробка
  • Нагревательный элемент
  • Вакуумный насос
  • Блок управления
  • Отличие заводского оборудования от индивидуального

Для работы на фрезеровочном станке с ЧПУ 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.

Вакуумные столы для фрезерных станков с ЧПУ

Вакуумные столы зачастую являются наилучшим решением для работы с плоскими листами, часто выполняемой на фрезерных станках с ЧПУ. Вы можете положить лист из МДФ непосредственно на вакуумный стол, и этого достаточно для обработки. В вакуумных столах могут быть предусмотрены зоны, которые вдобавок можно включать и выключать с помощью клапанов.

Вакуум

Вакуумные системы варьируются от простых домашних установок с использованием Shop-Vacs(строительный пылесос) до коммерческих устройств, которые могут стоить больше, чем сам ЧПУ. Для большинства любителей и небольших производственных цехов Shop-Vac или базовый вакуумный двигатель более чем достаточно для систем вакуумных столов.

Вакуумный мотор

Вакуумный мотор

Цель состоит в том, чтобы создать как высокий вакуум, так и большой объем воздуха, поскольку это позволяет вашему столу поддерживать необходимый вакуум, несмотря на значительные утечки в системе. С небольшой площадью стола, приблизительно 50х50 сантиметров, типичный полноразмерный Shop-Vac отлично работает. Если вам нужна специальная система, вы можете купить вакуумные двигатели у промышленных поставщиков. Например http://www.shtray.ru/

Что он представляет собой?

Вакуумный стол необходим для работы на фрезеровочном станке с ЧПУ при наличии крупных листов и заготовок. Эта поверхность надежно фиксирует детали и прижимает изделие к поверхности. Поскольку заготовка надежно зафиксирована, работа на станке становится более точной и удобной.

Функционирует стол за счет вакуумного насоса. Это дорогостоящее оборудование, иногда идет в комплекте со станком, но при желании его можно сделать самостоятельно.

Принцип работы и конструкции вакуумных столов

Принцип работы вакуумного стола для станка состоит в откачивании воздуха из пространства, образованного его рабочими камерами и заготовкой. Он играет роль своеобразной присоски.

Будущая деталь удерживается в стационарном положении за счет разницы между атмосферным давлением и давлением внутри рабочих камер.

Существует несколько разновидностей вакуумных столов для станков с ЧПУ:

  • Решетчатые. Рабочие камеры образованы продольными и поперечными канавками, которые образуют замкнутый контур. Для фиксации заготовок, не перекрывающих «поле» используется О-образный уплотнитель. Он укладывается в канавки по контуру зоны зажимания.
  • Желобковые (шлицевые). Имеют только продольные канавки. Используются для изготовления мелких деталей с невысокими тангенциальными усилиями при обработке, например, сверления и фрезерования печатных плат, электронных компонентов, гравировки. Требуют применения предварительно подготовленных промежуточных матов, «запирающих» рабочую зону.
  • Пористые. Металлические вставки с микропористой структурой равномерно распределяют усилие прижатия по всей плоскости заготовки. На таких столах обрабатывают тонкие материалы вплоть до фольги.
  • VAC-MAT. Рабочая поверхность разделена на множество вакуумных камер, что позволяет выполнять сквозное сверление, фрезерование окон и обход по контуру. Вставки VAC-MAT являются расходным материалом и заменяются по мере износа.
  • FLIP-POD. Система состоит из отдельных присосок с высоким разрежением и рассчитана на крепление массивных заготовок с шероховатой поверхностью.

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.

инструменты для вакуумного стола

Принцип работы вакуумного стола

Вакуумные столы создают прижимную силу благодаря разности давлений под деталью, и атмосферным давлением, давящим сверху вниз. Каждый квадратный миллиметр площади, подверженной данной разнице, может иметь силу, достигающую 1-1.2 килограмма (разница между вакуумом и давлением воздуха на уровне моря).

Сила прижима пропорциональна разнице давлений и площади поверхности, Большая площадь на большой области может иметь внушительную силу. Квадратный участок 25 x 25 потенциально имеет 625 квадратных сантиметров, умноженных на 1,2 кг на квадратный дюйм, или около 750 килограмм удерживающей силы!

Однако, небольшие детали обладают значительно меньшей силой, удерживающей их. Необходимо понимать эту разницу.

Другой способ ограничения силы заключается в том, что вы не сумеете приложить вакуум ко всей нижней поверхности детали. Рассмотрим вакуумную систему из алюминия с незначительными вакуумными камерами под ней. Это выглядит приблизительно так:

Алюминиевый вакуумный стол

Алюминиевый вакуумный стол

Теперь, чтобы деталь оставалась плоской и не искривленной, мы хотим, чтобы она располагалась на вакуумном столе. У нас возможно не будет большого вакуума нигде, помимо камер. В таком случае прижимная сила определяется площадью поверхности камер, а не площадью поверхности детали, а она заметно меньше площади поверхности детали.

Большинство вакуумных столов для фрезерных станков с ЧПУ позволяют избежать данной трудности посредством использования плиты МДФ поверх вакуумного стола для распределения вакуума. МДФ пористый, поэтому вакуум везде. Это работает хорошо, однако для этого требуется вакуумный насос, который сможет втягивать больший объем воздуха, потому что МДФ будет протекать везде, где на нем что-то не лежит.

Точно так же, как МДФ, для распространения вакуума, может использоваться ваша деталь, если она сделана из чего-либо проницаемого (пенопласт, МДФ и тому подобное) или если вы сделаете в ней слишком много сквозных отверстий во время обработки.

Последнее, что необходимо знать, это то, что две силы стараются сместить деталь на вакуумном столе. Одна — направлена в бок, другая — вверх. Боковое усилие — это сила трения между деталью и тем, на чем она лежит. Убедитесь, что поверхность вакуумного стола не очень скользкая, дабы выдержать эту силу. В большинстве случаев показатель трения будет таким, что для перемещения детали в сторону должно быть как минимум вдвое большее усилие, нежели для ее подъема.

Поднимающая сила, необходимая для преодоления удерживающей силы вакуумного стола, является просто параметром веса детали плюс прижимной силы вакуума. Если деталь приподнята даже немного, возможно, даже вы можете не видеть этого, вакуум протечет, и, если ваш вакуумный насос не будет обладать достаточной производительностью, деталь просто выскочит, когда давление упадет. Если подъемной силы достаточно, деталь может даже запустить через стол.

Вакуумный стол из МДФ. Использование зон.

Если у вас есть стол большего размера, и вы разделяете камеру статического давления на отдельные зоны, вам понадобится способ их деления и включать и выключать разные зоны. Лучшее решение — это простая 2-дюймовая ПВХ труба из любого строительного магазина. Используйте шаровые краны, чтобы контролировать различные зоны, и добавьте в систему манометр, чтобы вы могли оптимизировать воздушный поток и давление вакуума.

Вакуумная сантехника

Вакуумная сантехника

При прокладке водопровода избегайте множества крутых поворотов, так как это может привести к ограничению доступа воздуха и снижению производительности. Используйте Y-образные соединители вместо тройников и совместите все расположенные под углом порты, чтобы поток проходил в том же направлении, что и воздух.

Если вы обнаружите, что не получаете достаточной отдачи от двигателя, вы можете добавить второй, удвоив мощность.

Перемещение частей

Если вы беспокоитесь о смещении деталей при прорезании всего материала, вот небольшая хитрость. На первом проходе оставьте тонкий кусок материала (он же «луковая кожура») внизу разреза, чтобы удерживать разрезы на месте, пока режется остальная часть. Это будет поддерживать сильный вакуум, чтобы ваши ранее обработанные детали не сдвигались.

Как только большая часть материала будет удалена, вернитесь и выполните последний проход, чтобы прорезать полностью. Ваши первые резы значительно снизили силу резания и трение (которые уменьшаются с глубиной резания из-за небольшого количества оставшегося материала), поэтому вероятность смещения ваших деталей гораздо меньше

Отличие заводского оборудования от индивидуального

Создание рабочего оборудования позволяет адаптировать инструмент под индивидуальные нужды. Самостоятельно сконструированные вакуумные столы можно подогнать под необходимые размеры и включить в него все функции начиная от фрезерной обработки заканчивая формовочными работами. Основными преимуществами такого стола являются:

  • экономия средств;
  • индивидуальные размеры и функциональные особенности;
  • простота в обслуживании ввиду доступности запчастей.

Основными недостатками являются большая затрата времени и сил, менее высокая надежность по сравнению с заводскими аналогами и отсутствие гарантийного обслуживания.

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.

Republished by Blog Post Promoter

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.

Основные отличия профессионального оборудования от самодельного

У самодельного стола есть несколько определенных преимуществ:

  • он дешевле заводского варианта;
  • можно изготовить по индивидуальным размерам и под определенные функциональные особенности;
  • прост в обслуживании, поскольку проще достать все нужные запчасти для ремонта.

При этом заводская модель имеет оригинальные детали и может прослужить дольше, чем самоделка. При этом для создания вакуумного стола своими руками требуются затраты сил и времени.

Вакуумный стол для фрезерного станка делает работу более удобной и фиксирует заготовку. Некоторые модели оборудования позволяют поворачивать заготовку под нужным углом. Если станок с ЧПУ не имеет в комплектации стола, то его можно сделать самостоятельно по имеющимся схемам и чертежам.

Резюме

Как видно из фото, в данной конструкции применен пылесос мощностью 2200 Вт. Такой пылесос имеет на входе тройник для подключения трех воздуховодов диаметром 100 мм. В процессе всех работ одно отверстие тройника было занято вакуумным столом, второе – вытяжной системой с отверстием на входе 50 мм. Третье отверстие было наполовину приоткрыто во избежание перегрева пылесоса из-за малого расхода воздуха, т.к. вакуумный стол не дает расхода воздуха вообще, вытяжка имеет входное отверстие всего 50 мм, т.е. сечение входного отверстия было бы всего 50мм вместо 3-х отверстий диаметром 100 мм. При таком подключении мощности пылесоса оказалось достаточно для работы вакуумного стола и системы отсоса стружки из зоны резания. Сила прижима заготовки на столе сильно заисит от площади прижима. Заготовка из МДФ размером 600х900 мм может быть обработана фрезой диаметром 6мм всем диаметром на глубину 6мм за один проход при скорости подач 2000 мм/мин. При данном режиме такой вакуумный стол способен удержать заготовку. Для большей надежности можно рекомендовать применение упоров по краям заготовки, чтобы при обработке нельзя было сдвинуть заготовку. Такое решение будет полезным например и на случай отказа вакуумного стола в процессе работы или на случай несанкционированного превышения усилия резания. При этом сложность установки заготовки на стол станка не изменится, а возможно и уменьшится (упоры позволят ставить заготовки в одно и то же место). Кроме того, следует иметь ввиду, что заготовка на вакуумном столе может легко отрываться вертикальным усилием. При планировании обработки это следует учитывать и не применять фрезы, создающие при работе подъемное усилие.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий