Что такое вакуумный стол и как он работает?
Вакуумные столы приобрели популярность как решение для зажима больших фрезерных станков с ЧПУ, и на то есть веские причины. Они предлагают уровень простоты и универсальности, который трудно сравнить с традиционными методами зажима. Но как же они работают и чем обеспечивают такую популярность? Давайте разберемся!
Принцип работы вакуумного стола
В зависимости от типа вакуумного стола он обеспечивает герметичное соединение заготовки благодаря рядам пор (пористый тип) или канавками (решетчатый тип) на поверхности, которые позволяют создать равномерное распределение давления. За создание прижимной силы отвечает вакуумный насос, обеспечивающий разность давлений между атмосферным и вакуумом под заготовкой.
Создание вакуума
При запуске вакуумного насоса удаляется воздух из пространства под заготовкой при использовании системы возухоотвода, создавая область с пониженным давлением. Обычно атмосферное давление составляет около 101325 Па, и чтобы заготовка надежно фиксировалась на столе, давление под ней должно достигать 50–75% от атмосферного, т.е. около 50000–75000 Па.
При обработке материалов возникает не только сила вакуума, но и сила резания, действующая на заготовку, которая зависит от типа инструмента и материала. Примерные значения сил резания для различных операций:
— Фрезерование: сила резания может варьироваться от 1000 Н до 10000 Н в зависимости от глубины резания и скорости подачи.
— Сверление: сила резания обычно составляет от 500 Н до 3000 Н в зависимости от диаметра сверла и материала.
— Лазерная резка: силы здесь могут быть не столь актуальны, но следует учитывать, что давление и температура могут привести к термическим деформациям.
Значение силы резания всегда должно быть меньше силы, обеспечиваемой вакуумом. Например, если сила резания фрезерования составляет 2500 Н, вакуумный стол должен обеспечивать удерживающую силу не менее 3000 Н (чтобы учитывать резкие движения инструмента и возможные вибрации).
Имейте в виду, что прижимные силы, рассчитанные в этом примере, являются теоретическими значениями. На практике есть несколько факторов, которые могут уменьшить силу, например:
- потенциальные утечки воздуха,
- материал заготовки (пористый или нет),
- конструкция вакуумного стола.
Что касается последнего пункта, вы всегда должны учитывать, что эффективная поверхность, на которую действует сила вакуума, применяется только к области с каналами или канавками. Поэтому именно площадь поверхности покрытых каналов, а не площадь поверхности фактической заготовки, будет определять силу прижима.
Понимание принципа их работы и расчет сил является основоположным для достижения высокой точности и качества в производстве. С учетом всех технических аспектов, можно с уверенностью сказать, что вакуумные столы будут продолжать играть ключевую роль в современных производственных процессах.
