2018 Руководство по вакуумным столам и насосам для фрезерных станков с ЧПУ и DIY

Вакуумные насосы для фрезерных станков с ЧПУ

Сердцем любого вакуумного стола с ЧПУ является вакуумный насос с ЧПУ. Есть несколько доступных видов. «Регенеративная воздуходувка» обычно представляет собой центробежный тип крыльчатки:

Типичный регенеративный вентилятор для использования в качестве вакуумного насоса с ЧПУ для фрезерного станка…

Регенеративные воздуходувки способны перемещать много воздуха (CFM = кубические футы в минуту), но они не будут создавать такой сильный вакуум.Сила вакуума измеряется в дюймах ртути, часто обозначаемой как «Hg». -30 Hg - это давление 0 - идеальный вакуум. -15 Hg - примерно половина нормального давления воздуха. На уровне моря давление воздуха составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, поэтому -15Hg будет около 7,4 фунтов на квадратный дюйм. Типичный регенеративный нагнетатель может генерировать, скажем, от 4 до 5 фунтов на квадратный дюйм (от 8 до 10 рт. Ст.) По сравнению с одним из других типов, который может генерировать целые 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Как вы видите, учитывая ту же емкость ОВЛХ ,. Эти другие типы вакуумных насосов могут значительно затруднить работу.Или, если посмотреть по-другому, они могут применить ту же силу к гораздо меньшим частям.

Еще один способ думать об этом - количество вакуума (Hg) определяет, насколько сильно удерживается деталь, пока емкость CFM используется для устранения утечек. Вам либо достаточно CFM для всех утечек, либо вам нужно больше времени контролировать утечки.

К другим типам вакуумных насосов относятся лопастные и жидкостные кольцевые насосы, которые могут создавать более сильный вакуум, но для получения большого объема воздуха будет стоить больше:

Безмасляный вакуумный насос с вращающейся лопастью…

Жидкостный вакуумный насос…

Сила вакуума определяет, какое именно давление воздуха действительно будет работать, чтобы удерживать ваши заготовки.Меньше вакуума означает меньшее давление. Но вы должны поменять это на способность ОВЛХ. Если вы пропускаете много вакуума, требуется больше емкости CFM, чтобы поддерживать вакуум достаточно низким, чтобы выполнять свою работу.

Вакуумные столы

сталкиваются с компромиссом между количеством вакуума, которое они могут вытянуть с помощью их вакуумного насоса, утечкой (которая работает для уменьшения вакуума) и площадью поверхности детали, на которую может воздействовать вакуум. Большие плоские детали не нуждаются в таком же количестве вакуума, как мелкие. Чем менее мощный ваш вакуумный насос, тем больше времени вы потратите на то, чтобы остановить утечку, чтобы в деталях оставалось достаточно вакуума.Чем меньше площадь поверхности на деталях, тем больше вакуума необходимо для того, чтобы они прочно удерживались на месте.

Какой большой вакуумный насос мне нужен для моего стола с ЧПУ?

Чем больше стол, тем больше насос. Эмпирическое правило составляет 25 HP на столе 4 x 8 и 40 HP на 5 x 10. Это эмпирическое правило оставляет в стороне вопрос о том, сколько вакуума может вытянуть насос - рекуперативный вентилятор в этом диапазоне намного дешевле, чем лопастной тип. Есть ли столы с насосами низкого давления? Абсолютно! Но чем ниже HP, тем больше у вас проблем с утечками и мелкими деталями.На столе 4 ′ x 8 ′ 12 HP - это минимум для хорошей производительности.

Дело в том, что слишком маленький вакуумный насос означает дополнительную работу каждый раз, когда вы запускаете фрезерный станок с ЧПУ, чтобы справиться с утечками, обойти разбитые детали и, возможно, даже разработать другие решения для крепления. Не стоит экономить на своем вакуумном насосе!

В дополнение к рейтингам HP, рассмотрите рейтинг CFM. Насос будет рассчитан на два измерения: сколько вакуума он может тянуть (то есть, насколько низкое давление) и сколько воздуха он может перемещать, чтобы компенсировать утечки.Для негерметичной вакуумной системы со спойбордами 4 'x 8' MDF требуется 200 кубических футов в минуту или более, чтобы компенсировать утечки. Чем больше вы можете устранить утечки, тем меньше CFM вы можете обойтись.

Может ли вакуумный насос быть слишком большим? А как насчет нескольких насосов?

Теперь вы к чему-то. Если вы используете больше вакуума, чем нужно, вы тратите впустую стоимость насоса. Для этих ситуаций может иметь смысл иметь два насоса меньшей производительности. Запускайте один, когда детали достаточно велики, им не нужен максимальный вакуум для удержания - помните, сила прижима пропорциональна площади поверхности, а крупные детали удерживаются более надежно.Запустите второй насос для мелких деталей.

Допустим, вы не можете позволить себе большой дорогой вакуумный насос, вам просто не повезло? Не за что! Ниже вы найдете информацию о том, как вы можете использовать наше программное обеспечение G-Wizard, чтобы предотвратить появление деталей.

DIY вакуумные насосы

Высококачественные вакуумные насосы высокого качества могут быть довольно дорогими, так что вот несколько советов для любителя, пытающегося срезать несколько углов:

- Посмотрите на использованные насосы. Коммерческий насос хорошего качества можно было бы использовать на тысячи долларов дешевле, чем новый.Следите за eBay и Craigslist для сделок.

- Используйте ShopVac для небольших систем. Послушайте, вы только создадите перепад давления в 2 - 2,5 фунта на квадратный дюйм с магазинным пылесосом, но вы все равно можете сделать многое.

- Возможно использование нескольких вакуумных насосов меньшей производительности в сочетании с системой зонной камеры. Обращаясь к зонированной системе выше, представьте, что в каждой зоне есть отдельный насос.

- Загляни в вакуумные моторы. Эти устройства используются для питания пылесосов, центральных вакуумных систем и подобных приложений.Они могут быть идеальными для проектов DIY вакуумных столов. Как и ShopVac, они не будут тянуть только несколько фунтов на квадратный дюйм вакуума, но с несколькими двигателями вы можете охватить большую площадь камеры.

Вакуумный двигатель…

- Если ничего не помогает, то есть вы не можете позволить себе достаточно мощный насос, настройте вакуумный стол на размер, подходящий для вашего насоса, и с этим покончим. Возможно, в будущем вы сможете позволить себе более качественный насос, так почему бы не построить стол, который может работать с насосом большего размера, если он станет доступным.

Сепараторы жидкости

Используете ли вы охлаждающую жидкость с вакуумным столом (подсказка: большинство маршрутизаторов с ЧПУ этого не делают)? Если это так, вам нужен сепаратор жидкости. Отправка охлаждающей жидкости обратно в вакуумный насос - плохая идея для большинства вакуумных насосов. Сепаратор жидкости может быть очень простым - просто резервуар, который сбрасывает вертикально сверху и вытягивает вакуум сверху. Очень небольшое количество жидкости будет вытягиваться со дна резервуара, где он собирается. Такая система будет нуждаться в смотровом стекле или других средствах оповещения, когда пора сливать жидкость, прежде чем продолжить.

Простой сепаратор жидкости или охлаждающая жидкость из канистры с водяным фильтром. Это достаточно небольшая емкость, поэтому подходит только для небольших вакуумных приборов, но легко увидеть, когда он наполняется…

Вакуумная часть стола Pop-Off

Когда силы резания превышают усилие прижима, которое может вытянуть вакуумный стол, деталь отрывается и, как правило, разрушается. Это общая проблема для пользователей вакуумных столов, особенно для небольших деталей, которые не имеют большой площади поверхности, и для пользователей, которые могут иметь ограниченную производительность вакуумного насоса.

До сих пор исправление проблемы было неудачным, но наше программное обеспечение G-Wizard Calculator теперь имеет возможность ограничивать силы резания до того, что может выдержать ваш вакуумный стол. Для получения дополнительной информации, ознакомьтесь с нашей статьей об этой специальной функции:

G-Wizard имеет встроенную функцию ограничения усилия резания, чтобы избежать выпадения вакуумного стола…

Советы по использованию вакуумного стола

- При планировании резки нескольких вложенных деталей может быть полезно спланировать стратегию резки, чтобы сохранить площадь поверхности и соединение с общей заготовкой как можно дольше, чтобы упростить обработку.Также стоит поэкспериментировать с Подъемом по сравнению с обычным фрезерованием, потому что направление реза вместе с точным порядком отрыва кромок детали от общей доски может сыграть роль в том случае, если ее ударили к концу реза. Один из подходов к этому называется «луковая шкура». Это практика фрезерования, пока вы не спуститесь до очень тонкого слоя, оставшегося до полного прорезания. Перейдите на обычное фрезерование, чтобы избавиться от последней мелочи. Если у вас все еще есть свободные детали, даже попробуйте резец меньшего диаметра для окончательного реза - это все о сокращении сил резания и поддержании как можно большего вакуума вплоть до самого конца.

- Сгенерированные программным обеспечением вкладки также очень полезны для деталей, которые слишком малы, чтобы удерживать их в вакууме. Они позволяют поверхности соседних деталей и материала заготовки удерживать деталь. Некоторые программы CAM, такие как MeshCAM, могут автоматически создавать вкладки для вас.

- Держите спойборд в чистоте от пыли и мусора. Пыль поднимает деталь, способствует утечкам и действует как шарикоподшипник, заставляя деталь скользить по частицам пыли. Ничто из этого не помогает.

- Вырежьте муху примерно на 50 тысячных от верхней (и нижней, если можете) спойборда МДФ. Верх и низ являются более плотными из-за процесса изготовления МДФ, а вырубка мухи из самого плотного материала позволит воздуху легче проходить через спойборд.

- Вот еще один совет: минимизируйте прорезь или дополнительную глубину резания, простираясь под деталью в спойлборд. Это уменьшит утечку по сравнению с более глубокими каналами, врезанными в спойборд.

- Иногда испарительная доска пропускает воздух слишком свободно, и ваш насос не может вытянуть достаточный вакуум.Сложите две доски, чтобы уменьшить поток воздуха, и вы можете обнаружить, что получаете лучшее сцепление с дорогой. Кроме того, верхняя доска может быть тоньше и заменяться более дешевой, если ее достаточно порезать.

- Несмотря на то, что край стола / камеры может иметь прокладку для предотвращения утечки по краю спойборда, вы можете обнаружить, что можете уменьшить утечку еще больше, коснувшись края, чтобы получить еще больше вакуума.

- Обнаружение утечек. Вы можете приобрести ультразвуковой детектор утечек, который обнаружит утечки в трубопроводной системе вашей вакуумной системы, которые снижают производительность вашей системы.Не хочу тратить деньги на детектор утечки. Оберните вещи полиэтиленовой пленкой (Saran Wrap). Это не продлится долго, но вы довольно быстро увидите, где фильм засасывается вакуумной утечкой.

- Иногда выгоднее использовать два вакуумных насоса меньшей производительности, чем один большой. Запустите один из небольших насосов для больших досок и деталей с большой площадью поверхности для зажима. Запустите второй насос для проблемных мелких деталей, которые не имеют достаточной площади поверхности.

- Используйте слой 1/4 ″ или другие материалы, расположенные между спойлером МДФ и вакуумной камерой, чтобы заблокировать поток воздуха в определенные зоны.Слой не такой пористый, как МДФ.

- Если вам трудно удерживать пористый материал (вся ваша заготовка - одна большая утечка!), Подумайте о том, чтобы положить жертвенный кусок непористого поверх.

- Рассмотрите прижимную лапку шпинделя, чтобы увеличить усилие прижима детали. Прижимная лапка катится вдоль детали с помощью шариковых подшипников, но добавляет подпружиненное усилие прижима в непосредственной близости от зоны резания. Вот один пример:

Прижимные лапки крепятся к шпинделю.Изображение через RicoCNC.com…

- Остерегайтесь утечек, но также остерегайтесь ограничений потока в вакуумном водопроводном канале, особенно если вы используете мощный вакуумный насос. Боксы могут помочь минимизировать утечки, направляя вакуум туда, где он необходим, и блокируя краевые утечки. Перегибы в шлангах являются главными источниками ограничения потока, но могут быть и другие.

- Часто полезно иметь возможность управлять имеющимся вакуумом, распределяя его по зонам на вакуумном столе с помощью клапанов или других механизмов.

- Нужно переворачивать детали на вакуумном столе и держать все в порядке? Вам нужно будет предоставить способ выравнивания деталей. Дюбельные штифты являются распространенным решением. Либо сделайте отверстия в деталях и столе (только для разделительной плиты МДФ!), Которые совпадают с штифтами для выравнивания, либо расположите штифты так, чтобы они работали как ограничители работы по бокам детали. Использование сторон детали работает только в том случае, если деталь симметрична, поэтому ее переворот все равно выровняется относительно тех же упоров. Но если вы можете использовать штифты в отверстиях в детали, вы можете расположить отверстия симметрично, независимо от формы детали.

- Что если ваши детали сдвигаются или скользят по столу, не поднимая их? Это может вызвать проблемы, но есть множество решений. Вы можете использовать вкладки, описанные выше. Вы можете использовать дюбели в качестве упоров по бокам, чтобы остановить скольжение. Вы можете использовать липкий, но пористый матовый материал между деталью и столом, чтобы было труднее скользить. Или, наконец, вы можете оставить тонкий слой материала при вырезании частей, которые сохраняют вакуум. Когда все резание будет выполнено, за исключением тонкого материала, вернитесь назад и закончите резать его.Поскольку материал очень тонкий, силы резания будут намного меньше, и вы с меньшей вероятностью будете перемещать деталь вокруг.

- Повторите время от времени наружную поверхность доски для жертвоприношений, чтобы она оставалась плоской. Когда он станет слишком тонким, замените его другой доской для прокачки.

- Умный трюк от одного из наших читателей CNCCookbook, чтобы не дать акриловым буквам сорваться с его вакуумного стола:

Я работаю на машине 4'x4 ′ CNCRouterParts. Я приобрел базовую модель, и добавил со временем.Я использую фрезерный станок Bosch, а не шпиндель - находясь в гараже в Альберте, мне показалось, что это лучший выбор.

В любом случае, я вырезал шрифт из акрила. Чтобы помочь с удержанием, я сделал вакуумный стол, используя магазинный пылесос в качестве насоса, и он мне хорошо послужил; однако, несмотря на использование циферблатных индикаторов и всплывающих надписей, я до сих пор не достиг точности z до 0,003, которая требуется для использования пластиковой подложки на акриле в качестве вспомогательного средства. Если бит слишком велик, я получаю преимущество вокруг некоторых типов.Если подложка обрезается, вакуум теряется, мелкие детали летают по гаражу, поверхность вакуумного стола испорчена и т. Д.

Недавно я нашел способ облегчить свои проблемы. Я вырезал панели из коробки с хлопьями и с помощью клея-спрея прикрепил их к пластиковой подложке из акрила - по сути, создав картонный картон. Картон достаточно толстый, чтобы я мог нарезать его, не прорезая. Я приклеил пластик к необработанной стороне и использовал покрытую сторону, чтобы помочь в достижении твердого вакуумного удержания.Задача решена.

Картон обладает очень небольшим изгибом, но достаточно того, что скорость погружения, возможно, потребуется отрегулировать, чтобы он не «выталкивал» бит при его проталкивании, что может привести к разрушению разрезаемого материала.

,

DIY Вакуумный стол для станков с ЧПУ

Для моего фрезерного станка с ЧПУ мне нужен метод для удержания моих заготовок. Липкая лента работает, но ее трудно удалить после фрезерования. Кроме того, представленный метод ЧПУ NYC с использованием суперклея также работает очень хорошо, но он требует много подготовки, а именно, очень чистые поверхности, лента должна быть аккуратно нанесена как на заготовку, так и на монтажную пластину, клей должен быть нанесен к заготовке должен быть применен ускоритель к монтажной плите, и, наконец, после всей этой подготовки важно быстро выровнять заготовку, прежде чем клей закрепит заготовку на месте.

Таким образом, вакуумный стол - очень разумный выбор для быстрого и безопасного крепления заготовок к монтажной плите. Существуют различные варианты вакуумных столов, но я выбрал таблицу в виде «макета», так как она быстрее в использовании. Себастьян Энд из END CNC продемонстрировал простоту использования вакуумного стола в стиле макета.

Дизайн САПР уже близок к завершению при запуске этого проекта на Hackaday. Мы выбрали размер 450 мм х 300 мм, потому что 300 мм близко к пределу нашего станка с ЧПУ в одном направлении.Предел другого направления выбран следующим образом, потому что мы хотели иметь свободное пространство рядом с вакуумным столом, например, за порок. Кроме того, у нас есть следующие характеристики и особенности, которые мы хотели бы иметь в нашей вакуумной таблице:

• 450 мм х 300 мм х 31,5 мм размеры (высота зависит от имеющегося алюминия)
• Расстояние 10 мм от отверстия до отверстия, так что подойдет много коммерческих резиновых штейнов (например, штейна, показанного в видео END CNC)
• 5 мм диаметр отверстия, но всего 0.2 мм для подачи вакуума на детали
• Отверстия с резьбой M6 для зажима материала на вакуумном столе
• Три вакуумные камеры
• Возможности добавления концевых упоров к трем из четырех сторон
• Около 4 мм дополнительной толщины, которая будет использоваться для при необходимости спланируйте поверхность.

Текущая модель CAD состоит из двух основных алюминиевых деталей, уплотнительной массы, пневматических соединителей и нескольких винтов. Вот и все.

Для использования таблицы требуются некоторые другие детали.По крайней мере, один вакуумный насос, несколько трубок, штейны с отверстиями 5 мм (растр 10 x 10), а некоторые штейны, чтобы закрыть оставшиеся отверстия стола.

На Youtube есть серия видеороликов, где детали обрабатываются и собираются. Видео связаны ниже.

,