CNC portálové obrábacie centrum: definícia, štruktúra, typy a sprievodca výberom

Keď sa obrobok už pohodlne nezmestí na typické vertikálne obrábacie centrum, strojárne zvyčajne začnú porovnávať portálové vybavenie. Veľké základne foriem, rámy strojov a ťažké konštrukčné diely vyžadujú viac ako len väčší stôl: potrebujú rám stroja, ktorý zvládne veľkosť, hmotnosť a rezné sily bez straty presnosti. CNC portálové obrábacie centrum to rieši podopretím vretena na konštrukcii nadzemného mosta, zatiaľ čo obrobok zostáva na veľkom stole pod ním. Výsledkom je, že stroj môže frézovať, vŕtať, závitovať a vŕtať veľké diely v jedinom nastavení s tuhosťou, ktorú si veľkosť dielu vyžaduje.

Pred výberom jedného z nich vám pomôže pochopiť, čo to portálové obrábacie centrum vlastne je, ako funguje jeho konštrukcia a ktoré konfigurácie sú najvhodnejšie pre ktorú prácu.

Čo je CNC portálové obrábacie centrum?

CNC portálové obrábacie centrum je počítačom riadený obrábací stroj postavený na portálovom ráme: dva vertikálne stĺpy podopierajú vodorovný priečny nosník, ktorý preklenuje pracovný stôl. Hlava vretena sa pohybuje pozdĺž priečneho nosníka pre pohyb po osi Y a stúpa a klesá pre pohyb po osi Z, zatiaľ čo pohyb v osi X môže pochádzať buď zo stola, ktorý sa pohybuje pod portálom, alebo z portálu pohybujúceho sa nad stacionárnym stolom.

Toto usporiadanie sa zásadne líši od vertikálneho obrábacieho centra, kde je vreteno nesené pohyblivým stĺpom za stolom. V portálovom stroji prechádzajú rezné sily priamo cez priečny nosník a stĺpy do podlahy, čo konštrukcii dodáva vysokú statickú a dynamickú tuhosť. Na tejto tuhosti záleží pri obrábaní veľkých oceľových dielov, hlbokých dutín alebo tvrdých materiálov, pretože priehyb je nepriateľom presnosti a povrchovej úpravy.

Tento pojem zahŕňa širokú skupinu strojov. Môžete tiež vidieť názvy ako portálové frézy, mostové obrábacie centrá alebo dvojstĺpové obrábacie centrá. Všetky zdieľajú rovnaký základný princíp: vreteno je podopreté zhora a obrobok je umiestnený pod ním.

Kľúčové štrukturálne charakteristiky

• Nadzemný portálový rám s dvoma nosnými stĺpmi a priečnym nosníkom, ktorý nesie sedlo a vretenovú hlavu.
• Veľký pracovný stôl dimenzovaný na podporu ťažkých dielov pri zachovaní celej hornej plochy dosiahnuteľnej vretenom.
• Možnosť viacerých procesov v jednom stroji, vrátane frézovania, vŕtania, závitovania a vyvrtávania s automatickou výmenou nástrojov.
• Voliteľné rotačné osi v stole alebo vretenovej hlave pre 3 2 polohovanie alebo plné päťosové kontúrovanie.

Ako funguje portálová štruktúra

V portálovom obrábacom centre s pevným stolom je obrobok upnutý na stôl a počas obrábania zostáva na mieste. Priečny nosník sa pohybuje v X, sedlo sa pohybuje cez priečny nosník v Y a hlava vretena sa pohybuje v Z. Tento dizajn vyhovuje veľmi ťažkým dielom, pretože pohyb mnohotonového obrobku nie je rýchly ani presný.

V dizajne pohyblivého stola zostáva portálová konštrukcia pevná a stôl sa pohybuje v X. Táto konfigurácia sa často používa pre kratšie a ľahšie obrobky, kde pohyb stola poskytuje lepšiu dostupnosť a jednoduchšie odstraňovanie triesok. Návrhy pohyblivých stĺpov idú ešte o krok ďalej: celá zostava stĺpika a priečnika sa pohybuje pozdĺž lôžka stroja, čo je praktické pri extra dlhých častiach, ako sú koľajnice, rámy a konštrukčné profily.

Výmenu nástrojov zabezpečuje automatická výmena nástrojov (ATC). Stroj vráti aktuálny nástroj do zásobníka, zoberie ďalší nástroj a obnoví rezanie bez zásahu operátora, takže dlhý program dokáže obrobiť veľkú časť od začiatku do konca. V päťosových konfiguráciách sa stôl môže otáčať a nakláňať, alebo samotná hlava vretena obsahuje rotačné osi, čo umožňuje nástroju dosiahnuť zložené uhly, ktoré sú nevyhnutné pre hlboké formy a zložité letecké komponenty.

Kľúčové variácie dizajnu

Portálové obrábacie centrá nie sú jedinou konfiguráciou. Keď už viete, čo hľadať, môžete prispôsobiť dizajn skutočnému obrobku a procesu.

Pevný stôl vs. pohyblivý stôl vs. pohyblivý stĺpec

Stroje s pevným stolom udržujú diel v pokoji a posúvajú portál. Toto je výhodné, keď je obrobok veľmi ťažký alebo keď jeho veľkosť sťažuje pohyb stola. Stroje s pohyblivým stolom posúvajú diel v X a sú zvyčajne kompaktnejšie, čo znižuje podlahovú plochu a náklady. Stroje s pohyblivými stĺpmi nesú celý portál pozdĺž lôžka stroja, čo maximalizuje pracovný priestor pre dlhé komponenty.

Konfigurácie s dvojitým stĺpcom a mostom

Dvojstĺpové stroje využívajú dva zvislé stĺpy spojené pevným priečnym nosníkom. Čím je rozpätie priečneho nosníka väčšie, tým je jeho konštrukcia dôležitejšia, pretože dlhý nosník sa môže vychýliť pod vlastnou hmotnosťou a pri reznom zaťažení. Dobre rebrovaný odliatok s predpätými vodiacimi dráhami udržuje os Y presnú v celej šírke. Pre široké plechy a ťažké rámy, a Dvojstĺpové portálové obrábacie centrum ZNLM8030 rozdeľuje zaťaženie symetricky a poskytuje stabilitu, ktorú takéto časti vyžadujú.

Custom LM8030 Variabilná frekvenčná regulácia rýchlosti Portálové obrábacie centrum Suppli Jiangsu Chuangjia Machinery Co., Ltd je čínska zákazková LM8030 regulácia otáčok s premenlivou frekvenciou dodávatelia portálového obrábacieho centra a LM8... Zobraziť produkt →

Konfigurácie troch osí, 3 2 a piatich osí

Základné modely umiestňujú vreteno do X, Y a Z a obrábajú ploché alebo prizmatické prvky. 3 2 obrábanie pridáva indexovateľný otočný stôl alebo hlavu, aby bolo možné súčiastku nakloniť do zložených uhlov, čo redukuje nastavovanie a zlepšuje prístup k nástroju. Plné päťosové stroje pohybujú rotačnými osami súčasne s lineárnymi osami, čo je potrebné pre tvarované povrchy.

Verzie pre vysoké zaťaženie a vysokorýchlostné verzie

Modely pre veľké zaťaženie používajú väčšie vretená, širšie vodiace dráhy a vystužené odliatky na udržanie hlbokých rezov do ocele a liatiny. Vysokorýchlostné verzie vymieňajú určitý rezný moment za vyššie otáčky vretena a rýchle rýchlosti posuvu, čo vyhovuje obrábaniu hliníka a dokončovacím prechodom.

Čo dokáže portálové obrábacie centrum

Portálové obrábacie centrá nie sú obmedzené na jednu operáciu. So správnym nástrojovým a riadiacim systémom môže jeden stroj vykonávať čelné frézovanie, profilové frézovanie, vŕtanie, závitovanie, vyvrtávanie, vystružovanie a s päťosovou interpoláciou aj 3D obrábanie obrysov. Typické obrobky zahŕňajú veľké základne foriem, nástroje karosérií automobilov, komponenty energetických zariadení, konštrukcie obrábacích strojov a konštrukčné diely pre letectvo.

Portálový stroj v mnohých prípadoch nahrádza niekoľko menších strojov, pretože dokáže spracovať celý obal dielu bez premiestňovania. To znižuje čas manipulácie a zabraňuje chybám nastavenia, ktoré sa hromadia pri prenášaní obrobku medzi operáciami.

Ak súčiastka obsahuje vytvarované povrchy, praktickou cestou je päťosový stroj. The ZNLM2214 5-osové portálové obrábacie centrum spáruje 1,4-metrový priečny nosník s rotačnými osami, čo umožňuje vreteno dosiahnuť zložené uhly pri jednom upnutí. Tento prístup skracuje čas cyklu a zlepšuje konzistenciu na zložitých častiach.

Custom LM2214 Predĺžený zdvih osi Z pre portálové obrábacie centrum Dodávatelia, faktor Jiangsu Chuangjia Machinery Co., Ltd je čínska zákazková spoločnosť LM2214 predĺžený pojazd osi Z v portálovom obrábacom centre a dodávatelia osi Z LM2214 ... Zobraziť produkt →

Portálové vs. vertikálne vs. horizontálne obrábacie centrá

Ak sa chcete rozhodnúť, či portálový stroj stojí za investíciu, porovnajte ho s dvoma ďalšími bežnými konfiguráciami obrábacích centier.

Vertikálne obrábacie centrá zostávajú štandardom pre kompaktné diely, kde záleží na menšom pôdoryse a nižších investičných nákladoch. Horizontálne obrábacie centrá vynikajú pri obrábaní viacerých plôch dielca v tvare kocky, pretože diel možno indexovať na otočnom stole. Portálové obrábacie centrá prevezmú prácu tam, kde diely nesedia alebo sú príliš ťažké na to, aby sa mohli bezpečne pohybovať na iných strojoch. Ak sa rozhodujete medzi vertikálnym strojom a portálovým strojom, náš starší článok o rozdiel medzi horizontálnymi a vertikálnymi obrábacími centrami podrobnejšie vysvetľuje variácie osi a rozloženia.

Výber portálového obrábacieho centra

Výber začína obrobkom, nie strojom. Pred porovnaním špecifikácií definujte obal dielu, hmotnosť, materiál a požadované operácie.

1. Veľkosť obálky obrobku a tabuľky. Stôl musí byť dostatočne veľký, aby podopieral diel s priestorom pre upínacie prípravky.
2. Os sa pohybuje. Dráha X nastavuje maximálnu dĺžku dielu, dráha Y závisí od rozpätia priečneho nosníka a dráha Z nastavuje maximálnu vzdialenosť nástroja a hĺbku vŕtania.
3. Maximálne zaťaženie stola. Ťažké diely vyžadujú pevný stôl a vodiace dráhy dimenzované na zaťaženie.
4. Výkon a rýchlosť vretena. Vysoký krútiaci moment pri nízkych otáčkach vyhovuje oceli a liatine; vyššie otáčky pomáhajú pri hliníku a povrchovej úprave.
5. Počet osí. Na prizmatickú prácu stačia tri osi; uhlové otvory alebo profilované povrchy vyžadujú 3 2 alebo plnú päťosovú schopnosť.
6. Kapacita zásobníka nástrojov. Väčší zásobník podporuje dlhšiu bezobslužnú prevádzku.
7. Typ vodiacej dráhy. Skriňové vedenia ponúkajú vyššie tlmenie pre ťažké rezanie; lineárne valčekové vedenia poskytujú rýchlejšie zrýchlenie a nižšie trenie.
8. CNC riadenie a softvér. Overte si kompatibilitu s vaším CAM systémom, najmä pre päťosové dráhy nástroja.
9. Špecifikácie presnosti. Porovnajte presnosť polohovania a opakovateľnosť a opýtajte sa, ako sa tieto hodnoty merajú.
10. Podlahová plocha a základ. Veľké portálové stroje potrebujú pevný základ a dostatočný priestor na údržbu.

Pre náročné obrobky s agresívnymi reznými podmienkami je zosilnený rám nedohodnutý. The Vysokovýkonné portálové obrábacie centrum ZNLM4025 používa ťažšiu štruktúru priečneho nosníka a stĺpika na udržanie hlbokých rezov veľkých komponentov bez straty geometrickej stability.

Custom LM4025 Portálové obrábacie centrum s konštantnou teplotou Dodávatelia, Jiangsu Chuangjia Machinery Co., Ltd je čínska zákazková spoločnosť LM4025 dodávatelia portálových obrábacích centier s konštantnou teplotou a LM4025 ... Zobraziť produkt →

Zohľadnite aj celkové náklady na vlastníctvo. Portálový stroj stojí viac ako rovnako špecifikované vertikálne obrábacie centrum, ale môže eliminovať viacnásobné nastavovanie, obmedziť ručnú manipuláciu a priniesť prácu s veľkými dielmi vo vlastnej réžii, čo mení výpočet návratnosti investície.

Prečo je tuhosť a kvalita stroja dôležitá

Portálová konštrukcia je len taká dobrá ako odliatok a montáž za ňou. Rám bez správneho vnútorného rebrovania sa pri veľkom zaťažení ohýba a tým trpí presnosť celého systému. To je dôvod, prečo sú seriózne portálové obrábacie centrá postavené z dobre starých liatinových alebo oceľových zvarencov, s ťažkými prierezmi a tepelne stabilnými vodiacimi prvkami.

Pri hodnotení dodávateľa sa opýtajte, aká časť výrobného procesu sa vykonáva interne. Výrobca, ktorý ovláda vlastnú zlievareň, obrábanie a montáž, dokáže od začiatku riadiť kvalitu lôžka, stĺpov a priečneho nosníka a môže pružnejšie reagovať na požiadavky zákazníkov. V praxi sa tieto kontroly prejavujú v stabilite stroja pri zaťažení, konzistencii hotových dielov a spoľahlivosti harmonogramov dodávok.

Záverečné jedlo so sebou

CNC portálové obrábacie centrum je tou správnou voľbou, keď sú obrobky príliš veľké, príliš ťažké alebo príliš zložité pre štandardné obrábacie centrum. Jeho horný rám poskytuje tuhosť a stabilitu potrebnú na presné obrábanie veľkých dielov a päťosové možnosti umožňujú obrábanie zložitých geometrií v jednom nastavení.

Začnite proces výberu s jasnou definíciou obalu dielu, hmotnosti, procesov a cieľov presnosti. Potom si vyberte medzi kompaktným strojom s pohyblivým stolom, modelom s pevným stolom pre veľké zaťaženie a päťosovou konfiguráciou založenou na týchto požiadavkách. Nakoniec porovnajte dodávateľov so zameraním na štruktúru, kvalitu vedenia a výrobnú kapacitu, pretože tieto faktory určujú, ako dobre stroj spĺňa svoje špecifikácie počas rokov prevádzky.