真空吸台在精雕机数控加工中的研究和应用论文_汪方亮

（浙江凯实激光科技股份有限公司 310021）

摘要：本文结合JDPMS16_A、CARVER1200TP A12E型号精雕机加工的实际情况，提出解决目前制约该精雕加工采用喷胶粘合在工作台上进行加工；通过真空吸台原理，工装设计的研究，介绍公司自行研究、设计制造的真空吸台工装在精雕机的加工研究和应用。

关键词：真空吸台；数控铣雕加工

1 概述

数控技术是制造业现代化的重要基础，这个基础是否牢固直接影响到一个国家及企业的经济发展和综合力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自已的数控技术及其产业。

目前，数控加工技术与装备的发展得到了高度重视。企业大量投入人力及资金来研发设备工装，近年来了取得了很大的进步，尤其是在精雕设备高速切削技术研究和应用上取得了突破。高速加工是继数控技术之后，给机械加工业带来又一次革命性变化的一项高新技术，其巨大吸力在于不但可大幅度提高零件加工效率、降低加工成本，而且可使零件的表面加工质量和加工精度达到更高的水平。

在五金加工业多项加工零件中的过程中，有几十项复杂工件，规格尺寸都不一样。利用现有的加工工艺方法和加工经验，很难高效率、高质量地加工出工件。如何解决这零件加工难点，确定合理的工艺方法，是完成生产任务计划的关键。

2 工艺方案

图1为产品上下面板工件

图为产品上下部份面板，是一个典型大型复杂的工件加工，该尺寸为1045*720*2MM材料为7075铝板，厚度为2MM。加工面的槽宽0.71MM，深度为2MM雕穿，并有V、L形，圆孔加工；加工用的是R0.39球头刀。我们原加工工艺是采用喷胶粘合在工作台上进行加工，但加工完成后拆下工件难度很大。因为是胶粘上去的，所以拆下时很浪费时间，另外还要将胶清洗干净。在铝板上加工由于高速切削，铝废料发热容易粘刀，粘刀后经常断刀，为了解决铝材不发热采用切削液降温处理。但切削液对真空吸台来说又是一个难题，通过对2MM铝板反面复膜0.3MM的自粘膜，这样切削液就不会进入真空管路中。为了能达到高效加工出产品，提高生产效率，降低生产成本，解决问题的较为可行的办法就是改用自制真空吸台工装。根据铝板材塑性好、变形小，提高加加工效率。由于内应力、切削热以及装夹的影响，零件可能出现变形、翘曲，一般解决的原则是：

● 高速切削的实质就是高转速、快进给、小切深、单行程。

●零件在切削加工时，无论粗铣还是精铣都应采用切削液冷却加工，保证不因加工受热而变形。

● 零件铣削时（不对称切削），尽采用小余量分层加工的方法。

经过多次工艺评审，最后确定的工艺方案为：

充分利用高速切削技术上的优势和加工经验，为提高加工质量和效率，使用高速切削加工。

零件加工前，把零件放置在真空吸台工装上，将真空吸台工装连接到真空站负压罐上，开启真空站进行的精加工。

3真空吸台工装原理及设计

3．1 原理

先进行加工工件放在真空吸台工装上，放好工件后，真空吸台工装连接到真空泵上，使零件和真空吸合，台工装之间达到一定的真空度，零件和真空吸台工装在大气压的作用下，强有力地吻合在一起，以增加零件刚性；进行精加工。

3．2真空吸台工装设计

真空吸台工装设计必须考虑工装的气密性，工装表面气体均匀流动性，零件与工装的快速定位。

3 -2．1 气密性

真空吸台工装的气密性是真空吸台工装的首要条件。如果真空吸台工装的气密性不好，就容易造成在气密性不好的地方的真空度和压力值达不到要求，可能会出现零件受力不均而造成严重后果。要解决气密性问题，就通过对2MM铝板反面复膜0.3MM的自粘膜后；并对工件周边加上密封圈，开启真空站，让零件与工装的之间吸合好。

图2真空吸台工装示意简图

3-2．2气体流动性

真空吸台工装气体均匀流动性主要影响到压力的一致性。如果每个腔体气体流动性不一致，也就是每个腔体的真空度不同，造成零件受压力不均匀，严重会让加工刀具断刀。为解决此类问题，就是要在真空吸台工装每个腔体上在纵向和横向上开槽，但必须保证单位面积的开槽数一致。为了使零件与真空吸盘工装之间的气体被抽走，在真空吸台工装的下端面铣出一腔体，直径为 6m m *6 m m左右的槽，在真空吸台工装的侧端面钻孔连接真空站用，然后用一根气密性好的塑料管连接到真空泵站上；但必须保证气密性好。

3．2 ．3定位与装夹

为防止零件在加工时出现意外情况，如出现漏气、真空泵工作压力达不到要求，都可能出现零件报废，甚至零件颤动造成撞刀或断刀出现意外。为此，装夹固定零件与真空吸台工装显得尤为重要。具体解决方法为，先将零件和真空吸盘工装找正定位后，启动真空泵，在真空泵压力值达到设定值后，零件和真空吸台工装完全贴合受力后，用螺栓将零件和真空吸台工装锁紧。如果在加工过程中出现零件发颤或者发出异响声，则应马上停止加工，检查真空泵工作压力值和真空吸台工装气密性。

4参数设置及真空站的工作原理

真空泵可以说是真空吸盘工装的心脏，采用机械式真空压力表，其参数设置更是重中之重。参数的选择正确与否直接影响到真空度和压力值，也决定零件加工成败的关键。经过不断摸索和试验，总结出下面较为可行机械式真空压力表参数设置。

（1）功能设置工作指标 1（工作上限）：0.09MPa

（2）功能设置工作指标 2（工作下限）：0.05MPa

注：工作指标 2（工作下限）可设置在 0.05MPa，推荐使用 0.05MPa-0.09MPa

下面介绍一下真空站的工作原理

图3真空吸台工装示意简图

当吸台工件找正，工件锁紧在吸台上，开启真空站。真空站分为两部份一部份是真空，另一部份是排切削液部份。当工件加工时有密封不好，会有少量的切削液进入真空罐内。1号罐罐体底部和2号罐体顶部用管路连接，另在中间管路中加装止回阀；防止切削液回流到1号罐体内。切削液只能从1号罐流入2号罐，通过排切削液的功能把液体排出，在排切削液过程中三通阀将1号罐和2号罐分开；1号罐为真空罐、2号罐为排液罐，三通阀动作将1号罐和2号罐分开同时；1号罐保证是真空，2号罐进入空气，使切削液从2号罐体底部管路中排出，回流到设备的切削液水箱中。

5应用情况

按照预定的雕铣加工工艺方案，首次使用公司自行研究、设计、制造的真空吸台工装，经过对该件的试雕铣，已成功加工出来符合图纸要求的零件，也提高了加工速度，降低了生产成本。

6结束语

真空吸台工装的研制及应用的成功意味着为公司的数控雕铣加工发展开辟了一条全新的途径，标志着公司钢模工件工艺方法上的重大突破，填补了公司在这一领域的空白，使真空吸台工装通用化、实用化。.

附录1

真空吸台控制程序