这几种不同场景下，应该用哪种「真空夹持」方案

夹具超人 · 发表于 2018-11-9 09:14:53

对于用常规夹具无法固定工件的场合来说，采用真空夹持系统无疑是一种合适的选择，尤其是在处理薄壁零件或非磁性材料的时候。面积大的部件在这种夹持方式下可以达到无振动和平面平行的状态。

图1 带有自动压力装置、用于夹持大规格铝板的可控型真空夹持装置

真空夹持对于特定工件形状的多面加工，只需两道夹持工序，可以节省很多时间，实现更为精确的部件加工。由于达到无振动的加工，刀具使用寿命也得到了极大延长。

真空方案应匹配加工工艺

要想成功应用这种工件夹持方法，仅仅采用一个夹持板和一个真空泵是不够的。首先，除了要考虑到一些物理特性（如气压）之外，还需要顾及到其他一些机械因素，如夹持面的粗糙度和表面特征等。

同样，在选择夹持系统时，真空面与加工方式和切削量之间的关系也值得关注。在选择真空夹持系统时，还必须注意材料强度、工件形状和尺寸，以及加工工艺（铣削、车削和磨削等）其他因素。

图2 针对铣削和镗孔加工，一种专用真空夹持装置对高合金钢板进行夹持

真空夹持系统必须与工作环境相匹配。相关的问题首先便是使用何种加工设备和何种刀具的问题。此外，是采用冷却润滑剂加工，还是采用干式加工，这也需要加以考虑。如果采取冷却液加工，则在一开始就排除了带有孔隙表面的刀片，这是液体很容易滞留在孔隙里。而在一定条件下，其他系统并不容易实现合适的冷却。

如果选择特定的真空夹持系统，则设备的参数必须调整到相应的状态。在工件表面较小时，特别要注意应该选用直径小、转速高和进给量合适的刀具。

同样，所采用的刀具对加工作业也有着很大的影响。对于一部份刀具来说，也可以同时加工工件的侧面和边缘（五面加工）。为了防止发生侧向偏移和确保安全，可以设置相应的堵块。如果是五面加工，则可以取消堵块。

针对不同的使用场合需要不同的真空夹持系统的特点，有很多各式各样的真空夹持板可供选用：格栅真空板、槽式真空板、带孔格栅真空板、空隙面真空板、真空圆形卡盘、可加热和冷却的真空卡盘和组合式液控或气控真空系统等。所选用的真空生成装置及其附件必须与使用场合相匹配。

图3 带有垫板的格栅真空夹持板可以实现板式工件的铣削

难切削的加工场合——格栅真空夹持板

格栅真空夹持板是一种传统型的夹持装置。它主要适用于难切削的加工场合，例如磨削、铣削和车削，既可以夹持和固定小型工件，也可以夹持和固定大尺寸的工件。但是，工件最好不要出现贯穿性的钻孔。真空板具有不同的格栅间距，对于特殊的加工场合，一种真空板也可以设置两种不同的格栅间距。针对小型工件，建议采用相应较小的格栅间距。

图4 设有橡胶适配垫的槽式真空板和被夹持的工件

工件面积可以小于夹持板的面积，但是夹持范围则需要通过密封带进行限定。这种做法的好处是，工件夹持面上的较小不平整性和凸面可以得到补偿。格栅真空夹持板往往也是任何特殊技术方案的基础，它经常与适配板或适配垫一起连用。尤其是所谓的蓝垫具有特别的材质特性，可以改善加工流程中的定位安全性。夹持力所需的摩擦值通过蓝垫的防滑效应而得到极大的提高。

固定复杂的工件——带有垫板的槽式真空板

槽式真空板装置虽然也可用于铣削作业，但是它与格栅板相反，更适合于较容易的加工场合，其中也包含电路板的镂空作业。由于槽式真空板可以与可重复使用的胶皮适配垫一起使用，因此很适合于对复杂外形工件的夹持，例如带有裂口的工件。针对不同的加工参数，可以提供相应不同的橡胶适配垫。

非磁性薄壁件——模块化真空板

在需要通过非磁性薄壁工件对其内外部轮廓进行铣削的加工场合（图5和6），如大尺度的轻金属工件可以采用真空系统进行夹持，该系统由模块化的真空板构成，板上面铺设有塑料垫。

图5 针对大面积工件的加工，多块塑料垫板可以拼装起来

使用这种塑料垫，可以实现对工件的贯穿式铣削，只要工件剩余面积仍覆盖住塑料垫，则不会发生真空损失。真空板的模块化结构在需要时可以用多块板拼成较大的夹持面积。

真空生成装置

在真空夹持技术上，除了对真空板选择之外，真空生成装置也非常重要。泵的大小规格应与工件规格呈相应的比例，根据各种使用场合，采用不同功率等级的真空泵。

图6 采用塑料垫板加工贯穿缺口

在选择合适的真空泵时，要注意真空板与泵抽吸量和抽吸力之间的相互比例关系。真空夹持技术可以优先用于敏感材质薄壁工件的加工场合。与传统夹持方法相反，采用真空夹持技术时，必须测得相应的参数，与各个使用场合相匹配。

（来源夹具侠）