Насосы для вакуумных столов - принцип работы и как правильно подобрать насос

Вакуумные столы часто являются лучшим решением для обработки плоских листов, часто выполняемых на фрезерных станках с ЧПУ.  Вакуумные столы создают прижимную силу из-за разницы между вакуумом под деталью и атмосферным давлением, давящим сверху. 

Принцип работы вакуумного стола

Вакуумное уплотнение включает в себя создание вакуума между обрабатываемой деталью и столом станка. В этом случае вся деталь работает с усилием зажима, равным атмосферному давлению, которое при нормальных условиях равно 760 мм рт. ст., что составляет около 1 кг/см2. То есть плита размером 100х100мм выдерживает рабочее давление, равное 100 кг/с. В большинстве случаев это позволяет обрабатывать обычным инструментом в обычном режиме. В этом случае давление определяется разницей между атмосферным давлением и давлением под опорной поверхностью, таким образом, увеличение степени вакуума более чем на 95% становится бессмысленным, давление будет расти на сотые или тысячные доли процента. Следовательно, для крепления вакуумных систем не требуются вакуумные насосы, создающие достаточно высокий вакуум. В принципе, отрицательное давление между обрабатываемой деталью и опорной поверхностью может быть создано двумя различными способами:

1. Создание множества герметичных камер, в которых создается вакуум. В этом случае вакуумный насос работает только теоретически для создания начального вакуума.
2. Использование пористого материала. В этом случае откачивание воздуха из массы материала происходит непрерывно.

Типы вакуумных столов

Решетчатые вакуумные столы

Продукт прижимается к поверхности стола за счет разрежения в замкнутом контуре, образованном плотным шнуром, уложенным в пазы решетчатого стола. Для листовых деталей и корпусных деталей без сквозных отверстий с чистой прижатой к поверхности обработкой Rz 1,6-2,5. Содержит подробные сведения о точном позиционировании стола и обработке до 30 микрон для получения однородности.

Применяемая к металлообрабатывающему оборудованию система фиксации исключает прогиб тонких заготовок, возникающий при использовании зажимов, щипцов и других приспособлений. На вакуумном столе могут быть закреплены как магнитные, так и немагнитные материалы. Вакуумные столы этого типа допустимы для использования с смазочно-охлаждающими жидкостями.

Решетчатые вакуумные столы идеально подходят для сложного фрезерования, гравировки, шлифования и не используют охлаждающую жидкость.

Комбинированные вакуумные столы

Деталь прижимается к матовому покрытию с тиснением в виде микроскопических отверстий по всей поверхности. Для изделий произвольной формы со сквозным отверстием и некачественными требованиями, прижатыми к поверхности. Обеспечивает сквозную обработку. Комбинированные вакуумные столы позволяют быстро и экономично обрабатывать заготовки всего за одну процедуру закрепления.

Вакуумные столы для пористых пластин

Продукт прижимается к гладкой поверхности за счет разрежения в микропорах стола. Деформация заготовки невозможна, так как в ней нет углублений или отверстий. Для изделий с очень тонкими стенками (<1 мм, конечный размер зависит от материала, а также фольги толщиной менее 0,1 мм), заготовок из листового металла, в том числе из пластмасс (резина, гетинакс, лакированная ткань и т.д.), фольги. Поверхность из спеченного металла твердая и обладает высокой износостойкостью. Столы позволяют пористому материалу проходить обработку, врезаться в поверхность стола и могут быть легко модернизированы путем фрезерования верхнего слоя.

Как выбрать насос для вакуумного стола?

Есть 3 основных принципа, которые можно использовать, чтобы определить, какой вакуумный насос будет соответствовать вашим потребностям:

• Какой размер вакуумного стола вы используете?
• С каким материалом вы работаете (дерево, металл, фольга, пластик)?
• Какие методы механической обработки используются?

Какой размер вакуумного стола вы используете?

Если у вас большой вакуумный стол, это не обязательно означает, что вам понадобится большой насос. Все зависит от того, с каким материалом вы собираетесь работать, и от типа вакуумного стола, который у вас есть. Например, некоторые вакуумные столы оснащены поролоновым шнуром. Что обеспечивает плотное вакуумное уплотнение с минимальной утечкой воздуха. Поэтому потребуется вакуумный насос меньшего размера.

С каким материалом вы работаете (дерево, металл или пластик)?

• Дерево

При деревообработке у вас, как правило, будет большая площадь для работы. Возможно, вы делаете дверную или оконную раму. Поскольку вакуумный зажим работает по общей площади поверхности, а древесина очень часто пористая, вам потребуется откачать большой воздушный поток, чтобы зажать ее. В этом случае идеально подойдет вихревая воздуходувка. Благодаря высокому расходу воздуха, но при более низком давлении. При большой площади поверхности, когда вы прикладываете отрицательное давление снизу с помощью вакуума, вы получаете большую положительную прижимную силу. Таким образом, поскольку необходимый вакуум пропорционален площади поверхности, вы можете хорошо работать с насосом более низкого давления. 

• Металл

Если вы работаете с металлом, вам может быть сложнее решить, какой вакуумный насос вам нужен. Но на самом деле есть один основной вариант - водокольцевой насос. Это связано с тем, что большинство работников по металлу используют охлаждающую жидкость при резке, чтобы защитить деталь, с которой они работают, и дорогостоящий инструмент. Вы должны использовать насос более высокого давления, так как усилия, необходимые для резки металла, намного больше, чем можно было бы ожидать при резке дерева. Как правило, работники по металлу также работают с меньшими площадями поверхности, поэтому им требуется большее усилие зажима.

Какие методы механической обработки используются?

Если вы выполняете гравировку или просто врезаетесь в материал, но не прорезаете его полностью, иначе известное как фрезерование методом прорыва, то вакуумный насос Вентури будет хорошим вариантом, поскольку он дешев и обеспечивает очень хорошее давление. Недостатком является то, что вы не можете пробить фрезу, что означает, что вы должны оставить тонкую пленку на детали, удалить ее после обработки, выломать и вручную или механически удалить заусенцы. Если вы хотите вырезать сложные формы и узоры, то лучшим вариантом будет водокольцевой насос. Водокольцевой насос обеспечивает очень высокое давление, но, что наиболее важно, он специально разработан для работы с большим количеством жидкости.

В заключении…

Все вышеперечисленные системы, как правило, представляют собой модульные конструкции, т.е. за счет объединения нескольких опорных поверхностей с помощью специальных адаптеров можно получить практически неограниченное поле для закрепления предметов любого размера. Таким образом, технология имеет широкий выбор различных вариантов крепления заготовок. Никаких четких рекомендаций не существует, но накопленный опыт позволяет сделать некоторые обобщения, которые обеспечат эффективную отдачу от этих устройств:

• Вакуумная система может значительно облегчить процесс монтажа целого класса изделий.
• В большинстве случаев, по крайней мере, одна сторона заготовки должна быть приемлемого качества (не иметь неровностей и выступов более 0,2-0,5 мм).
• Резку следует регулировать таким образом, чтобы уменьшить усилия, направленные параллельно опорной поверхности (это относится только к режимам большого подбора или к обработке высокопрочных материалов).
• Подгонка под индивидуальную подготовку, хотя и приводит к потере времени, позволяет добиться гораздо более надежной посадки.