Периодически каждый технолог сталкивается с ситуацией, когда закрепление заготовок для механической обработки является не простой задачей. Существуют виды деталей, крепление которых на станке каждый раз требует немалой изобретательности:

• корпусные детали с тонкими стенками, (закрепление в тисках приводит к короблению);
• заготовки, обрабатываемые по контуру (механические прижимы закрывают зону обработки);
• тонколистовые заготовки (отсутствие равномерного закрепления поверхности прилегания);
• мягкие или хрупкие материалы, легко разрушающиеся под нагрузкой (дерево, пластик, стекло и т.п.)
• крупногабаритные детали сложной формы, требующие длительного процесса закрепления при помощи наборов механических прижимов (например - авиационные панели);
• заготовки, обработка которых целесообразна за один установ без переналадки;
• закрепление листовых немагнитных материалов;
• закрепление сверхтонких материалов (фольги), используемых при изготовлении и сборке печатных плат и радиоэлектронных компонентов.  

Для решения этих задач на каждом предприятии существуют свои комплекты оснастки, разрабатываются особые приемы обработки, зачастую используется специальный инструмент. Однако, в мире существуют две технологии закрепления подобных деталей, существенно облегчающие работу технологов. Это крепление за счет магнитного поля и с помощью вакуума. Магнитные столы достаточно широко используются и принцип их действия понятен. Технология вакуумного закрепления заготовок в настоящее время только начинает осваиваться на российских предприятиях, зачастую решая сложные задачи, выполнение которых другими способами закрепления было затруднительно или не представлялось возможным. Одним из главных преимуществ вакуумного закрепления является равномерное распределение усилия зажима по всей площади заготовки,  что позволяет избежать вибраций во время механической обработки.

Принцип работы вакуумных столов основан на создании вакуума между заготовкой и опорной поверхностью приспособления. При этом на всю деталь действует прижимающее усилие равное атмосферному давлению, что при нормальных условиях равно 760 мм рт. ст., и составляет около 1 кгс/см2. То есть, на пластину размером 20х30 см будет действовать усилие прижима, равное 600 кгс! И это усилие будет возрастать пропорционально площади закрепления.

Создание вакуума производится вакуумными насосами различной мощности в зависимости от типа и размера стола. Модульные устройства позволяют работать в условиях подачи СОЖ  в зону обработки.

Стартовый комплект

 В качестве примера минимального набора всех необходимых комплектующих для полноценной работы вакуумной системы на станке, можно привести «стартовый комплект». Данный комплект включает в себя вакуумный насос, решетчатый модульный стол размером 200х300х32,5 мм, переходник (адаптер-плата) для матов VAC-MAT, маты VAC-MAT (10 шт.), все необходимые элементы крепежа стола и подводов вакуума.

 Решетчатые вакуумные столы.

 

Вакуумные столы VAC-MAT.

Столы для работы с жесткими полимерными матами VAC-MAT. Устройство матов позволяет откачивать воздух из объема множества камер, образующихся между заготовкой и полимерным матом. В результате становится возможной сквозная обработка заготовок (выполнение отверстий, окон или обход по контуру заготовки с одного установа).

Все маты имеют стандартный размер 300х200х2,5 мм, но различаются по жесткости, что в итоге влияет на точность изготовления обрабатываемой заготовки. Маты являются расходным материалом и заменяются по мере повреждения режущим инструментом. Как правило, один мат используется для сквозной обработки деталей одного типа. При переходе на другой тип деталей, мат заменяется. Столы VAC-MAT могут быть выполнены в различном исполнении, в том числе, как и в случае решетчатых столов - модульными. Также существуют адаптер-платы, которые можно устанавливать на решетчатые столы для работы с матами VAC-MAT.

 

Вакуумные желобковые столы

Вакуумные столы FLIP-POD

Вакуумные столы из пористых материалов предназначены для обработки без использования СОЖ тонких листовых материалов вплоть до фольги. Однородная пористая структура рабочей поверхности вакуумных столов образует площадь, в пределах которой можно выставить по упорам и закрепить заготовку  без дополнительных операций по переналадке стола на данную форму детали. Заготовка может быть любой конфигурации. Прижимающее усилие в этом случае будет зависеть от суммарной площади контактной поверхности заготовки и платы, а также от качества обработки базовой поверхности заготовки.

Пористые блоки столов выполнены из различных материалов, разных по структуре и свойствам (спрессованные материалы с однородной пористой структурой и спеченные металлы: бронза, сталь, алюминий). Подбор материала выполняется специалистами на основе данных об обрабатываемых заготовках.  Возможно  выполнение  вакуумных  плат  с  допуском рабочей поверхности по плоскости 5 мкр. Платы могут быть выполнены по заданному размеру или в виде объединяемых модулей. Пористые материалы могут поставляться отдельно в виде блоков максимального размера 500х500х400 мм. При необходимости получения большего размера блоки могут склеиваться в листы. После склеивания листы подвергаются вторичной механической обработке для получения требуемой точности поверхности. 

Данный тип плат хорошо зарекомендовал себя при проведении высокоточной гравировки тонких пластин и закреплении фольги при производстве и сборке печатных плат, солнечных батарей и радиоэлектронных компонентов. Фольга надежно закрепляется, расправляясь на рабочей  поверхности платы с допуском по плоскости до 2 мкр.

 

 Комплектующие элементы вакуумных систем

Подбор вакуумной системы заключается в выборе или проектировании зажимного устройства (платы) вышеописанных типов,  в соответствии с техническим заданием; правильным выбором вакуумного насоса или модульного устройства и остальных элементов, обеспечивающих надежный подвод низкого давления от насоса к плате.

ООО «ПТЦ «ВЕКТОР» является официальным представителем ведущего мирового производителя подобных систем вакуумного закрепления компании HORST WITTE GERÄTEBAU (Германия). Наши специалисты обладают значительным опытом, накопленным за время внедрения этих систем на предприятиях России. Мы готовы ответить на любые вопросы и оказать квалифицированную помощь в решении сложных технологических вопросов. 

 

 ТЕХНОЛОГИЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ХОЛОДОМ

 

Технология закрепления заготовок холодом  - инновационный подход для решения сложных задач по фиксации заготовок без механического воздействия:

• хрупкие заготовки (керамика, пластик, стекло, полимерные материалы и т.п.);
• мелкие заготовки из любых материалов;   
• ячеистые материалы из алюминия и стекловолокна, применяемые в авиастроении.

Закрепление производится на замораживающей плате, на рабочую поверхность которой предварительно распылен тонкий слой воды или нанесен специальный гель. Во время процесса закрепления происходит замораживание водного слоя и образуется тонкая ледяная пленка, которая прочно удерживает заготовку на рабочей поверхности платы. При этом заготовка не испытывает механических нагрузок и не деформируется. Для снятия заготовки достаточно перевести приспособление на режим нагрева рабочей поверхности.

Данная технология успешно используется при механической обработке на фрезерном, токарном и гравировальном оборудовании. Для всех устройств существует одно ограничение, - при использовании запрещена подача СОЖ в зону обработки. Компанией HORST WITTE разработаны два типа систем закрепления холодом:

 

Системы AFP (Air Freeze Platte)

Охлаждение рабочей поверхности платы происходит за счет термодинамического процесса, протекающего внутри платы при подводе давления в 6 атм. При этом не требуется дополнительных охлаждающих станций. Система состоит из замораживающего устройства и полимерной трубки. Размер рабочего поля устройства составляет от 100х140 мм до 140х150 мм. Диапазон температуры в режимах охлаждения/нагрева -10/+10˚С. Для удобства смены заготовок, охлаждающих пластин в комплекте одного устройства может быть несколько. Они легко заменяются на приспособлении.

 

 

 

 Системы ICE-VICE

Охлаждение рабочей поверхности платы происходит за счет антифриза, циркулирующего между платой и охладительной установкой. Для одной системы с охлаждающей установкой возможно использование 1-2 замораживающих плат с рабочим полем от 125х150 мм до 500х500 мм.  Диапазон температуры в режимах охлаждения/нагрева -35/+35˚С. Автоматика охлаждающего устройства контролирует и поддерживает заданные температурные режимы. 

Описание систем закрепления холодом можно увидеть на страницах каталога «Технология вакуумного закрепления».