Webové menu

Vyhľadávanie produktov

Jazyk

zdieľať

Domov / Správy / Správy z priemyslu / Čo je horizontálne obrábacie centrum a ako sa líši od vertikálneho obrábacieho centra (VMC)?

Čo je horizontálne obrábacie centrum a ako sa líši od vertikálneho obrábacieho centra (VMC)?

CNC výroba — Sprievodca výberom stroja

Horizontálne vs. vertikálne obrábacie centrá: Definitívne porovnanie

Jeden reže zhora, druhý zboku – a tento jediný rozdiel v orientácii vretena pretvára všetko od toku triesok až po výrobnú stratégiu.

The horizontálne obrábacie centrum je CNC obrábací stroj, v ktorom je vreteno namontované rovnobežne so zemou a zarezáva do obrobku skôr zboku než zhora. Táto orientácia je definujúcou charakteristikou a CNC horizontálne obrábacie centrum a riadi takmer každý praktický rozdiel medzi ním a vertikálnym obrábacím centrom (VMC), kde vreteno smeruje priamo dole na hornú časť dielu.

Hlavným rozdielom nie je len geometria – mení sa spôsob, akým padajú triesky, ako sú diely upevnené, koľko strán dielu je možné dosiahnuť pri jednom nastavení a v konečnom dôsledku to, ako stroj funguje pri stredne až veľkom objeme výroby.

Stručne povedané: horizontálne obrábacie centrum uprednostňuje presnosť na viacerých stranách, nepretržitú výrobu a odstraňovanie ťažkých materiálov, zatiaľ čo vertikálne obrábacie centrum uprednostňuje jednoduchosť, nižšie náklady a jednoduchosť použitia pri prototypovaní alebo práci s menším objemom.

Orientácia vretena: Koreň každého rozdielu

Na vertikálnom obrábacom centre prebieha os vretena vertikálne (os Z sa pohybuje hore a dole), takže rezný nástroj sa približuje k obrobku zhora – podobne ako pri vŕtačke. Na a CNC horizontálne obrábacie centrum os vretena je vodorovná a nástroj sa k dielu približuje zboku, pričom obrobok je typicky namontovaný na zvislej čelnej doske alebo otočnom stole.

Tento jediný rozdiel v orientácii prechádza do všetkého ostatného: správanie čipov, dizajn upínacieho prípravku, dostupnosť dielov, požiadavky na podlahovú plochu a dokonca aj typické priemyselné odvetvia, ktorým každý stroj slúži. Pochopenie tejto základnej príčiny uľahčuje sledovanie zvyšku porovnania.

horizontálne obrábacie centrum

Odvádzanie čipov: Gravitácia funguje v prospech HMC

Na VMC triesky generované počas rezania padajú smerom nadol na horný povrch dielu a do vreciek upínacích prípravkov, pretože nástroj reže zhora. Operátori alebo automatické dúchadlá triesok musia tieto nečistoty aktívne odstraňovať a pri dlhých bezobslužných cykloch môže rezanie triesok zhoršiť kvalitu povrchu a urýchliť opotrebovanie nástroja.

Na a CNC horizontálne obrábacie centrum Pretože vreteno a diel sú orientované nabok, triesky prirodzene padajú zo zóny rezu gravitáciou a padajú na dopravník pod ním. Vďaka tomu sú horizontálne plošiny výrazne vhodnejšie pre veľkoobjemové, bezobslužné alebo ťažké hrubovacie operácie, kde sa nepretržite vytvárajú veľké objemy triesok.

Obrábanie viacerých tvárí a redukcia nastavenia

Jedným z najvýznamnejších praktických rozdielov je, koľko strán dielu je možné opracovať bez manuálneho premiestňovania. VMC zvyčajne obrába iba hornú stranu a s pridaným rotačným nástavcom 4. osi niektoré bočné prvky – ale úplný prístup k viacerým plochám zvyčajne vyžaduje niekoľko samostatných nastavení.

Horizontálne obrábacie centrum je bežne vybavené vstavaným otočným stolom (os B), ktorý môže indexovať obrobok – často v krokoch až po 0,001 stupňa – čo umožňuje obrábanie štyroch alebo viacerých plôch dielu v jednom nastavení. V prípade zložitého krytu alebo držiaka, ktorý potrebuje funkcie na viacerých stranách, to môže znížiť počet nastavení z troch alebo štyroch na iba jedno alebo dve, čím sa skráti čas cyklu a hromadia sa chyby tolerancie súvisiace s nastavením.

Porovnanie typického nastavenia pre viactvárový diel

Typ stroja Vyžadujú sa typické nastavenia Akumulované riziko tolerancie
Vertikálne obrábacie centrum 3–4 nastavenia Vyššie v dôsledku opätovného odkazovania na každú tvár
Horizontálne obrábacie centrum 1–2 nastavenia Nižšia, jedna referenčná hodnota

Upevnenie a náhrobné kamene

Filozofia upínania sa medzi týmito dvoma typmi strojov tiež výrazne líši. VMC vo všeobecnosti používajú zveráky, svorky alebo špeciálne upínacie dosky namontované naplocho na stôl, čo je intuitívne a lacné, ale obmedzuje prístup iba k hornej ploche.

A CNC horizontálne obrábacie centrum bežne používa náhrobné kamene - vysoké, často štvorcové alebo obdĺžnikové upevňovacie bloky namontované vertikálne na otočnom stole, s časťami pripevnenými na viacerých stranách náhrobného kameňa naraz. To umožňuje súčasne vložiť niekoľko identických alebo odlišných dielov a obrábať ich postupne, keď sa os B otáča, čím sa dramaticky zvyšuje využitie vretena v porovnaní s nakladaním a vykladaním jedného dielu naraz na stole VMC.

Objem výroby a kompatibilita automatizácie

Vďaka meničom paliet, upevneniu náhrobných kameňov a vynikajúcemu manažmentu triesok sú horizontálne obrábacie centrá preferovanou voľbou pre stredne až veľkoobjemovú výrobu a bezobslužnú alebo bezobslužnú prevádzku. Veľa CNC horizontálne obrábacie centrum modely integrujú automatické zásobníky paliet v rozsahu od 2 do 20 staníc, čo umožňuje predajni zaradiť do fronty viacero úloh a nepretržite bežať počas zmeny zmeny, cez noc alebo počas celého víkendu.

Naproti tomu VMC sú zvyčajne vhodnejšie na prácu s menším objemom, prototypovanie, prácu s nástrojmi a matricami a úlohy, kde je geometria dielu dostatočne jednoduchá, takže je potrebný iba prístup zhora. Nakladanie a vykladanie VMC zvyčajne vyžaduje priamejšiu pozornosť operátora medzi cyklami, pretože väčšina VMC sa štandardne nedodáva so systémami na výmenu paliet, hoci niektoré modely vyššej kategórie túto možnosť ponúkajú.

  • VMC: najlepšie pre prototypovanie, nízkoobjemové behy, jednoduché geometrie a nízke rozpočty
  • HMC: najlepšie pre stredne až veľkoobjemovú výrobu, zložité viacvrstvové diely a bezobslužnú prevádzku
  • VMC: vo všeobecnosti sa ľahšie učí a programuje pre nových operátorov
  • HMC: vyžadujú pokročilejšie znalosti programovania pre indexovanie osi B a viacdielne náhrobné kamene

Úvahy o nákladoch, pôdoryse a podlahovej ploche

Cena je jedným z najkonzistentnejších praktických rozdielov medzi týmito dvoma platformami. Základný 3-osový VMC je často možné zakúpiť za zlomok ceny základnej úrovne CNC horizontálne obrábacie centrum Pretože pridaný otočný stôl HMC, mechanizmus na výmenu paliet a ťažší odliatok pre tuhosť zvyšujú výrobné náklady. Je bežné, že horizontálny stroj s porovnateľnou pracovnou obálkou stojí približne 1,5 až 3 krát viac ako vertikálny ekvivalent.

Požiadavky na podlahovú plochu sa tiež líšia. HMC majú vo všeobecnosti väčšiu pôdorysnú plochu kvôli oblasti na výmenu paliet a krytu, ktoré sú potrebné na zachytenie triesok a chladiacej kvapaliny počas viacplošného rezania. Keďže však jedna konzola HMC môže často nahradiť dve alebo tri konzoly VMC vykonávajúce sekvenčné operácie, čistá podlahová plocha a efektívnosť práce na vyrobený diel môžu v skutočnosti uprednostňovať horizontálny stroj v scenároch s väčším objemom.

Kľúčové nákladové a stopové faktory

  1. Počiatočná nákupná cena stroja, ktorá je zvyčajne vyššia pre horizontálne plošiny
  2. Náklady na nástroje, pretože HMC často obsahujú väčšie zásobníky nástrojov s väčším množstvom náhradných nástrojov
  3. Náklady na uchytenie, pretože náhrobné kamene a viacvrstvové upínacie prvky vyžadujú viac predbežného inžinierstva ako jednoduché zveráky
  4. Úspora práce v priebehu času, pretože menej nastavení a dlhšia doba prevádzky bez obsluhy znižuje náklady na prácu na diel
  5. Pôdorys zariadenia, zohľadnenie priestoru paliet a systémov dopravníkov triesok

Úvahy o presnosti a povrchovej úprave

Oba typy strojov môžu dosiahnuť úzke tolerancie, ale zdroj presnosti sa líši. Presnosť VMC do značnej miery závisí od toho, ako presne je súčiastka referencovaná medzi jednotlivými nastaveniami, ak sú potrebné viaceré plochy, pretože každé nové nastavenie predstavuje potenciálnu chybu zarovnania. A CNC horizontálne obrábacie centrum minimalizuje toto riziko opracovaním väčšiny alebo všetkých plôch z jedného referenčného upínania obrobku, čo je obzvlášť cenné pre diely s úzkymi polohovými toleranciami medzi prvkami na rôznych stranách, ako sú vzory skrutiek, ktoré musia byť zarovnané cez kryt.

Info

Kvalita povrchovej úpravy na oboch strojoch je do značnej miery funkciou tuhosti vretena, výberu nástroja a rezných parametrov, a nie samotnej orientácie. Horizontálne stroje majú tendenciu udržiavať konzistentnejšiu konečnú úpravu počas dlhých, bezobslužných chodov vďaka vynikajúcemu odstraňovaniu triesok.

Požiadavky na programovanie a zručnosti operátora

Programovanie VMC je vo všeobecnosti priamočiarejšie, pretože väčšina operácií je vizualizovaná jednoducho ako dráhy nástroja cez plochý povrch smerujúci zhora. Vďaka tomu sú VMC bežným vstupným bodom pre obchody a operátorov novších v oblasti CNC obrábania.

Programovanie a CNC horizontálne obrábacie centrum je zložitejšia, pretože vyžaduje riadenie rotácií osi B, viacnásobné pracovné súradnicové systémy pre každú plochu náhrobného kameňa a často koordináciu niekoľkých rôznych častí, ktoré sa postupne obrábajú na rovnakom upínacom prípravku.

Upozornenie

Dôrazne sa odporúča CAM softvér s pevnou viacosovou simuláciou, aby sa predišlo kolíziám medzi nástrojom, prípravkom a otočným stolom. Obchody, ktoré prvýkrát využívajú horizontálne obrábanie, by si mali vyčleniť dodatočný čas na školenie programátorov a operátorov.

Súhrn porovnania vedľa seba

Faktor Vertikálne obrábacie centrum Horizontálne obrábacie centrum
Orientácia vretena Vertikálne, rezanie zhora Horizontálne, rezanie z boku
Čipová evakuácia Spadne na časť, potrebuje aktívne čistenie Spadne gravitáciou na dopravník
Viactvárový prístup Obmedzené, vyžaduje manuálne prefixovanie Zabudovaný otočný stôl osi B
Typické náklady Nižšie vstupné náklady 1,5–3x vyššia pre porovnateľnú obálku
Najlepšie sa hodí pre Prototypovanie, maloobjemové, jednoduché diely Stredný až vysoký objem, zložité časti
Zložitosť programovania Nižšia Vyššie, vyžaduje viacosové odborné znalosti

Odvetvia, ktoré si zvyčajne vyberajú horizontálne obrábanie

Odvetvia vyrábajúce zložité, viacvrstvové komponenty v konzistentných objemoch majú tendenciu priťahovať sa k CNC horizontálne obrábacie centrum . Bežné príklady zahŕňajú komponenty automobilových motorov a prevodoviek, kozmické konštrukčné držiaky a kryty, prevodovky ťažkých zariadení a telesá priemyselných čerpadiel alebo ventilov – všetky zvyčajne vyžadujú presné prvky na niekoľkých stranách dielu.

Naproti tomu lisovne a lisovne, dielne manipulujúce s rôznymi jednorazovými súčiastkami a výrobcovia jednoduchších plochých alebo doskových komponentov často považujú VMC za praktickejšie, pretože nižšie náklady a jednoduchšie programovanie lepšie zodpovedajú výrobným vzorom s menším objemom a veľkým množstvom zmesi.

Ako sa rozhodnúť, ktorý stroj vyhovuje vašej aplikácii

Voľba medzi VMC a horizontálnou platformou v konečnom dôsledku spočíva v prispôsobení stroja dielu a výrobnému plánu. Niekoľko praktických otázok vám môže pomôcť pri rozhodovaní:

  • Vyžaduje súčiastka prvky na viac ako jednej alebo dvoch plochách?
  • Je očakávaný objem výroby dostatočne vysoký na to, aby odôvodnil dodatočné náklady na HMC?
  • Bude stroj musieť bežať bez dozoru alebo počas pracovnej zmeny?
  • Má obchod programátorov, ktorí majú skúsenosti s nastaveniami pre viac osí a s viacerými bodmi?
  • Je dostupná podlahová plocha dostatočná pre väčší stroj a paletový bazén?

Úspech

Ak väčšina odpovedí poukazuje na zložitú geometriu, vyššiu hlasitosť a potrebu bezobslužnej prevádzky, a CNC horizontálne obrábacie centrum je vo všeobecnosti silnejšia dlhodobá investícia.

Záver: Výber správneho stroja pre správnu prácu

Horizontálne obrábacie centrum a vertikálne obrábacie centrum nie sú len dve verzie toho istého nástroja – predstavujú zásadne odlišné prístupy k výrobe dielov. Horizontálna orientácia vretena a CNC horizontálne obrábacie centrum poskytuje vynikajúce odvádzanie čipov, presnosť viacerých tvárí a bezobslužnú produkčnú schopnosť, vďaka čomu je preferovanou voľbou pre komplexnú, stredne až veľkoobjemovú výrobu. Vertikálne obrábacie centrum s jednoduchším dizajnom, nižšími nákladmi a jednoduchším programovaním zostáva praktickou voľbou pre prototypovanie, nízkoobjemovú prácu a jednoduchšie geometrie dielov. Pochopenie týchto základných rozdielov umožňuje výrobcom investovať do platformy, ktorá skutočne zodpovedá ich výrobným potrebám, namiesto toho, aby predvolene používali ktorýkoľvek typ stroja, ktorý je im známy.

Predchádzajúci príspevok No previous article

Súvisiace produkty

kategórie
Kontaktujte nás