配置合理的薄壁非磁性工件真空夹紧技术也可用于大表面不规则工件的加工。
总部设在Bleckede的Witte公司是一家专门从事特别难加工工件真空装夹系统的制造商。该公司已经为航天工业设计制造了多种大型工件真空装夹系统,可以利用CNC设备精密装夹和加工不规则工件。这家制造商依靠的是作为飞机铝合金零件的承包制造商所积累的数十年之经验,在真空夹持技术方面拥有广泛的专门经验(know-how)。
Witte制造了一种用于飞机工业用的,可以装在龙门式机床上的夹具系统。它可以用于加工长达数米,而厚度在9mm到50mm之间变动的不规则铝板件。这种部件需要进行从圆柱面到平面的多种形状的加工,而且工件的两面都需要加工。为获得加工所需的夹持力,该公司开发了一种由真空压板(安装在机架上)、带液压装置的门架和控制器构成的夹持设备。由于铣削过程中,材料的切除量很大,该公司设计了一种应用真空孔板技术的夹具工作台。这种利用传统的真空夹紧方式的解决办法能够产生足够的夹持力,特别适用于几何形状简单且表面粗糙的工件。真空孔板可以做成任意形状和尺寸,所需选择的只是与工件尺寸相适应的网格大小。真空板的特点是:32个夹紧区和专门配置的密封软带槽。这个真空工作台尺寸整体为2000mm×7500mm,由8个部分组成,每个部分有4个可转换的自动监控的夹紧区组成,共有50个抽气孔。夹紧区由NC系统启动,并用总线系统控制真空电磁阀。夹紧板上的槽是为安放密封软带准备的,即使有很大的不规则表面的工件也能可靠地密封。抽气口配有滤网,可防止切屑落入。附加的螺纹孔可以使用机械式夹具和挡块。该夹具还可以同时装夹多个较小型的工件,以提高加工效率。
用超重设备和真空抓取装置将铝合金板放到夹紧板上,利用门架上的液压装置不规则工件调至水平位置。在这种情况下,龙门架以15m/min的速度移动到铝合金板不同位置,活塞以2t的压力作用于真空夹板。这样就可以夹紧整个工件表面,随后,在螺孔中插入机械夹紧装置,将工件固定在所设定的位置。
第一道工序是预加工,将工件加工到要求的表面质量,以便随后用于真空夹紧,如有必要,可一步步加工,直至将铝板加工到要求的形状。加工第二面时,液压装置也是将其放在水平位置,将工件压到夹紧板上,然后启动各个真空夹紧区。所夹紧的铝板现在已是很薄且对称的,此后需要铣削各个腔体。最终成形的工件壁厚只有1.2mm,长度达7.5m,并要达到很高的精度。
这种真空夹紧系统是Witte为三班生产研制的。在整个加工过程中,所有功能都是自动监控的。在加工不同尺寸的板料时,可由分成8段的真空板夹紧。夹紧和加工程序可根据所加工的工件形状自动启动。尺寸达7500mm×2000mm的铝合金板料的清洗、去毛刺和干燥是能保证加工顺利进行的先决条件。铣削加工的冷却液由一个集成的冷却液分离装置收集。该装置的冷却液处理能力为100//h。整个工厂共有三个真空站,有三台真空泵,每台泵的抽真空能力为160m3/h,配有一个1m3的真空罐及相应的真空泵控制装置。
由于采用了多个监控装置,基于真空技术的夹紧系统的可靠性明显优于常规机械夹具。