Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

7小型商店的CNC夹具技巧

开始使用CNC布线的挑战之一是决定如何可靠地按住零件。作为一名制琴师,我用各种材料制作了许多奇形怪状的部件,并且我已经开发出适用于各种情况的方法。它们也适用于小商店中的许多其他类型的原型制造或制造。为您的CNC制作夹具是了解您的机器的好方法,它将让您睁大眼睛看到您可以用它做的所有伟大的事情!

我的CNC设置的核心是MDF“spoilboard”。我没有故意切入它,就像你使用传统的衣柜一样。工作区域已经与CNC一起浮出水面,并且有两个T形轨道用于使用压紧夹具。它还有一系列沿中心线安装的青铜衬套,可接收¼“钢销钉,用于索引我的许多夹具。每个夹具都有匹配的衬套。我只需将夹具放在护板上,用两个销钉定位,然后用四个夹子将其固定。这需要几秒钟,我知道夹具可靠地定位并且是安全的。一旦我“归位”我的机器,我可以在不重置X和Y轴坐标的情况下切割,因为我确切地知道了固定装置在桌子上的位置。

我使用各种方法将实际工件固定到我正在使用的任何夹具上。每个都有自己的优点和缺点,基于零件的几何形状和你可以为它制作专用夹具的时间。

压制方法 最佳应用 优势 限制
T型履带夹 大块扁平材料,固定其他固定装置 快速和容易使用 可以挡住刀具或防尘罩。
2D真空夹 生产零件大于10平方英寸,底面平坦 快速设置一次。在夹紧压力均匀的情况下压住整个零件。 制作耗时。真空设置的额外成本。零件通常不能有孔。
3D真空夹 加工3D底面的生产零件,在加工另一面时必须保持 快速设置一次。在夹紧压力均匀的情况下压住整个零件。 制作耗时。真空设置的额外成本。零件通常不能有孔。
通用真空 从板材切割的相对较大的部件(例如柜子部件) 快速使用,可以在从中切割零件时保持整张纸。 需要大型真空源。零件需要具有大的表面积。
双面胶带 几乎任何尺寸的扁平部件 快速且易于使用,非常适合一次性零件和原型。如果它能很好地粘附在原料上,则易于移除但非常坚固。有一定的灵活性。 如果没有使用足够的胶带或胶带不能很好地粘附到表面,可能会意外释放。如果你经常使用可能会很昂贵。
CA 小扁平件 牢固地固定微小部件。 最好用不透水材料,必须用丙酮溶解释放。可脆。
钳住 中小型零件,底部没有大的平面,或者不能通过其他方式牢固固定。 可以非常安全地固定异形部件。 需要具有更高Z轴间隙的机器。

我使用我的T型轨道夹具主要用于固定其他固定装置,但如果你确定它们不会妨碍切割器或防尘罩,它们也非常适合压住大块的原料。我的夹子里有一些块丢失了,不小心切入它们!

真空

对于具有大表面积(大于约10平方英寸)且没有内部切口的部件,真空夹紧优异。制作真空夹具需要一些时间,因此它们通常最适合您计划重复制造的零件。真空系统不需要太贵 - 大约150美元,你可以得到一个小泵和所有必要的配件。所需的CFM在很大程度上取决于夹具和工件的孔隙率,但我使用3-CFM泵管理得很好。如果你有一个大容量压缩机,你也可以使用文丘里系统,这将从压缩空气产生真空。

我喜欢使用快速释放配件,可以很容易地将真空软管连接到每个夹具上。真空夹具具有内部气孔,该内部气孔从快速释放配件延伸到部件轮廓的内部区域,然后通过垂直孔连接到夹具的顶部表面。部件下方的凹槽网格有助于均匀分布真空。最后,位于零件周边内的垫圈密封真空。为此我喜欢使用⅛“或¼”闭孔泡沫棒设置在凹槽中。当打开真空时,杆在凹槽中压缩,使得工件完全位于夹具表面上,确保其精确定位在Z(垂直)尺寸上。丙烯酸或HDPE等无孔材料最适用于大多数真空固定装置,但如上例所示,如果用几层虫胶或其他木质涂层密封所有表面,MDF的效果也会非常好。因为会有一些漏气,你必须确保你的泵可以跟上它。

除了平面真空夹具外,您还可以制作3D真空夹具,在加工一面并将其翻转到另一面后,可以保持一个奇形状的零件。我使用3D真空模具,如上面的HDPE模具,用于固定曼陀林和吉他顶部和背部的拱形表面,同时我雕刻凹面内侧。

如果您设计一个用于将真空分配到每个部件的系统,您可以制作用于容纳多个小零件的真空夹具。为了制作指板,我有一个带有几个“区域”的夹具,我可以单独关闭和打开,以防我不想一次性使用它们。每个区域对应CNC上的“夹具偏移”。我发现1/4“滴灌和管道非常适合将真空分配到每个区域,并且价格低廉。您可以获得可以设置在夹具表面的小阀门。在下面的照片中,您可以看到灯具底部的管道网络。

还有“通用”真空夹紧装置,其中大量空气被拉过整个工作台上的孔(或仅通过多孔MDF)。这被橱柜制造商广泛使用,但需要更大的真空泵,以及比我使用的表面积更大的部件。

双面胶带

为了在不想花时间制作专用夹具的情况下按住一次性部件,双面胶带效果很好。薄薄的地毯胶带可以很好地固定,但是如果你在整个零件中切割的话,可能会很难去除切割工具。我发现苏格兰威士忌“永久性”双面胶带效果非常好。它不会弄脏钻头并且易于拆卸,但即使非常小的部件也能很好地保持。我用它来做木头,塑料和金属板。如果我要一直切割零件,我会将一块牺牲的MDF夹紧,然后使用双面胶带将工件固定到那里。您也可以像我下面所做的那样使用组合方法,其中夹具有助于保持库存以防止在侵蚀性切割过程中移动,并且双面胶带使每个部件在从库存中释放时保持移位。

氰基丙烯酸酯

对于最微小的部分,氰基丙烯酸酯擅长。我用珍珠母贝和鲍鱼切下了很多镶嵌物,我用中等粘度的CA将外壳坯料贴在一块薄薄的酚醛背衬板上,后者又用双面胶带固定在一个带索引的夹具上。我预先在平板扫描仪上扫描一张定位的外壳空白,因此我可以将图像导入到我的CAD软件中,这样我就可以准确地知道每个外壳空白在X-Y坐标中的位置。然后,当我需要切割一些镶嵌件时,我可以将整个夹具放在机器上,用两个钢销钉对其进行索引,将其夹紧并切掉。我经常用这种方法切割小于1毫米宽的碎片。在切下我的镶嵌件之后,我在“用完的”外壳坯料的周边切开酚醛树脂片,从双面胶带上取下那个坯料,然后将其浸泡在丙酮中几小时以释放微小的镶嵌物件。对于板材黄铜和其他金属,您可以尝试使用CA,但有时在切割过程中会使金属热膨胀,同时使其从脆性CA中释放出来。因此,双面胶带可以更好地工作,因为它允许轻微移动。

虎钳

Vises非常适合握住不平放在工作台面上的笨拙部件。它们可以非常安全地保持小部件,因此您可以大胆切割而不用担心它们会移位。但是,vises会在您的机器上占用宝贵的Z轴空间,因此在购买虎钳之前请确保您有足够的垂直空间。购买CNC路由器时,足够的Z轴高度是一个需要考虑的重要因素,特别是如果您计划堆叠玻璃板和固定装置。我的钳子永久地固定在一块MDF上,并安装了分度衬套,因此它们很容易安装到位。

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