Вакуумный фиксатор заготовки для ЧПУ: история прототипа

Нам нужен был вакуумный фиксатор для плоских заготовок, чтобы прижимы не мешали работать сверху. Корпус должен удерживать деталь снизу и оставлять её поверхность свободной. Мы напечатали несколько версий: меняли крепления, разбирались с утечкой воздуха и подбирали уплотнение. Здесь показываем, что получилось в мастерской и что ещё предстоит проверить при фрезеровке на ЧПУ.

В первой статье о вакуумном фиксаторе мы рассказывали о конструкции и раннем образце. Эта история продолжает её: на фотографиях ниже видны неудачные варианты и нынешний прототип.

В первой напечатанной версии крепление находилось по центру. Для центрального узла не удалось подобрать уплотнительное кольцо, и через него подсасывался воздух. Сначала нужно было решить эту проблему: без герметичного соединения рассчитывать на устойчивое удержание заготовки нельзя.

Какие готовые вакуумные присоски мы сравнивали

После этого мы провели небольшое изучение рынка: посмотрели продающиеся вакуумные присоски и прижимы, их конструкцию, комплектацию и цены. Среди примеров была односторонняя присоска 100 × 100 мм за 4 900 ₽ за штуку. Другой вариант — вакуумный прижим RX-V1010 размером 130 × 100 × 19 мм за 6 725 ₽ с НДС.

Для сравнения нам было важно, как устроены крепление корпуса, подвод воздуха и уплотнение. Снимки дали ориентир по конструкциям и цене отдельных прижимов. Полный состав поставки на них не указан: стоимость насоса и шлангов по этим примерам определить нельзя. Чтобы сопоставить два предложения перед покупкой, эти детали пришлось бы уточнять у продавцов.

Работу над своим вариантом продолжили. В следующей версии вынесли крепления по бокам. Пользоваться ими оказалось неудобно, а выступы получились слишком хрупкими. Такой корпус тоже пришлось переделывать.

Для уплотнения сначала рассматривали отрезной шнур, но выбрали цельное силиконовое кольцо. У него нет стыка, через который мог бы подсасываться воздух. Это убирает одно возможное место утечки; плотность прилегания к заготовке всё равно зависит от того, как она ложится на уплотнение.

Нынешний корпус крепится двумя винтами. На заглавном фото видны кольцо по периметру и подключённый шланг. Винты удерживают сам фиксатор на основании, а вакуум прижимает заготовку к его верхней площадке. Эти два крепления выполняют разные задачи.

Большой и дорогой насос для небольшой мастерской нам не подходил. Выбрали компактный VALUE VE115N и подключили его к фиксатору. Насос показан на отдельной фотографии: это оборудование, с которым мы проверяли нынешний прототип.

В живом видео показаны подключение насоса, установка заготовки, работа с её поверхностью и снятие. По ролику можно понять порядок действий и увидеть фиксатор в работе. Испытаний на столе ЧПУ в этой записи ещё нет.

Заготовка закрывает площадку внутри уплотнения. Насос откачивает воздух из-под неё, и разность давлений прижимает заготовку к корпусу. Кольцо ограничивает эту область и помогает сохранить разрежение. Если между кольцом и деталью остаётся зазор, через него поступает воздух.

В анимации ниже показаны подключение насоса и принцип удержания. Для неё использована ранняя версия VB05 с двумя контурами уплотнения. Её геометрия отличается от напечатанного фиксатора на фотографиях, поэтому сравнивать по этой анимации размеры и крепления нынешнего корпуса не следует.

Следующий этап — испытания вакуумного фиксатора при фрезеровке на ЧПУ. Предстоит проверить, удержит ли он заготовку при боковой нагрузке от фрезы и сохранится ли вакуум во время обработки. До такой проверки мы не указываем допустимые режимы резания и силу удержания: показанная работа в мастерской этих значений не даёт.

Описание конструкции и размеры собраны в карточке вакуумного фиксатора заготовки. Другая наша разработка для рабочего места — быстросъёмное соединение V15 для аспирации. Оно связывает шланг со сменными насадками и позволяет разъединять их поворотом фиксатора. В его карточке показаны детали и порядок соединения.