ZN-L1270 függőleges megmunkáló központ
Cat:Függőleges megmunkáló központ
Ez a megmunkáló központ sorozat A-alakú egyoszlopban van rögzítve, a munkapad mobil szerkezete, az alapvető alkatrészek nagy merevsége, a mozgó alk...
Lásd RészletekA műhelyvezető figyeli, hogy egy új tétel ház áthaladjon az első művelet során. Az orsó leesik, belekapaszkodik a munkadarabba, és kézi beavatkozás nélkül mozog a fúrás, kontúrozás és menetfúrás sorozatán. Ez a csendes, megismételhető ritmus a munkahelyi CNC függőleges megmunkálóközpont mindennapi valósága.
Minden gépműhelynél, amely a következő berendezés-beruházást értékeli, általában a függőleges megmunkálóközpont vagy a VMC az első komoly szempont. Ez a leggyakoribb CNC szerszámgép a gyártásban, és ennek jó oka van. De ez a kifejezés a gépek szélesebb körét fedi le, mint azt sokan gondolják, és egy kiválasztásához többre van szükség, mint az orsó fordulatszámának vagy az asztal méretének összehasonlítására. A gépnek illeszkednie kell az alkatrészekhez, az anyagokhoz és a ténylegesen futtatott gyártási mennyiséghez.
Ez a cikk elmagyarázza, mi az a CNC függőleges megmunkálóközpont, mi történik a gép belsejében egy tipikus ciklus során, és hogy mely specifikációk számítanak leginkább, amikor készen áll a vásárlásra.
A CNC függőleges megmunkálóközpont egy számítógép által vezérelt szerszámgép, amely függőlegesen orientált orsót használ az anyag eltávolítására a munkadarabból. Az orsó egy forgó vágószerszámot tart, amely felülről közelíti meg a munkadarabot, és több tengely mentén mozog, hogy precíz tulajdonságokat, például lyukakat, hornyokat, zsebeket és kontúrozott felületeket hozzon létre.
A leggyakoribb konfiguráció a 3 tengelyes VMC, amelyben az orsó az X, Y és Z tengelyek mentén mozog. A munkadarabot jellemzően egy asztalhoz rögzítik, amely X és Y irányban mozog, míg az orsó függőlegesen mozog Z-ben. Ez az elrendezés széles munkatartományt biztosít a gépnek egy kompakt lábnyomon belül, és nyitott, hozzáférhető munkaterületet hoz létre, amelyet a kezelők könnyen felügyelhetnek.
A megmunkáló központban a "közép" olyan gépet jelent, amely képes több műveletet, marást, fúrást, menetfúrást és néha fúrást is végrehajtani egyetlen összeállításban. A megmunkáló központok szinte mindig tartalmaznak egy automatikus szerszámcserélőt, amely eltárol egy szerszámkészletet, és a program során azokat az orsóba cseréli. Ez az automatizálás az, ami egy egyszerű marógépet valódi megmunkálóközponttá varázsol.
"A függőleges megmunkálóközpont nem a legbonyolultabb gép az üzletben. Egyszerűen a legpraktikusabb."
— Gyártómérnök, fémfeldolgozó ipar
A VMC megkülönböztetése más szerszámgépektől az orsó orientációján múlik. A vízszintes megmunkálóközpont a munkaasztallal párhuzamosan szerelt orsóval rendelkezik, ami javítja a forgácselszívást, de bonyolultabb beállítást és nagyobb alapterületet igényel. Az automatikus szerszámcserélő nélküli CNC marógép ugyanazokat az alapvető forgácsolásokat hajthatja végre, de a kezelőnek kézi szerszámcserére van szüksége, ami csökkenti a többműveletű alkatrészek áteresztőképességét. A VMC e szélsőségek között helyezkedik el: a függőleges orsó egyszerűsége automatizált többszerszámos képességgel.
Egy függőleges megmunkálóközpont teljesítménye több alrendszer minőségétől és koordinációjától függ. Ezen alkatrészek megértése gyakorlati alapot ad az egyik gép összehasonlításához a másikkal.
Az orsó az a forgó egység, amely a vágószerszámot tartja. A függőleges tájolás adja a VMC nevét, de a felszín alatt sokkal többről van szó. Az orsó fordulatszáma, nyomatéka, kúpossága és merevsége együtt dönti el, hogy a gép milyen anyagokat tud termelékenyen vágni.
Az orsó fordulatszáma percenkénti fordulatszámban (rpm) kifejezve közvetlenül befolyásolja a felületminőséget és a vágási hatékonyságot. A szabványos VMC általában 8000 és 12000 ford./perc közötti orsó-fordulatszámot kínál. A nagy sebességű modellek 15 000-20 000 fordulat/perc sebességgel működnek, és jól alkalmazhatók alumínium és színesfém anyagokhoz, ahol a nagy forgácsolási sebesség finom felületeket eredményez és csökkenti a megmunkálási időt. Az alacsonyabb fordulatszámú, nagy nyomatékú, általában 6000 ford./perc alatti orsókat előnyben részesítik acél, rozsdamentes acél és öntöttvas esetében, ahol a sebesség helyett a forgácsolóerő a prioritás.
Az orsó kúpja, leggyakrabban CAT-40 vagy BT-40 a közepes méretű VMC-kben, és CAT-50 vagy BT-50 a nagyobb gépekben, meghatározza a szerszám merevségét és a gép által elviselhető maximális anyagleválasztási sebességet. A #50-es kúpos orsó lényegesen merevebb, mint a #40-es kúpos orsó, de nagyobb, nehezebb szerszámokat igényel, és magasabb a beszerzési költsége.
A gyártók az orsó teljesítményét kilowattban vagy lóerőben adják meg, de ezeket az értékeket a nyomatékgörbék mellett kell tekinteni, nem pedig elszigetelt értékekként. A nagy névleges teljesítményű orsó alacsony fordulatszámon valós vágási képességet biztosít szívós fémekben, míg az az orsó, amely csak magas fordulatszámon éri el a csúcsteljesítményt, lefagyhat egy nehéz nagyoló menetben. A gépek összehasonlításakor vizsgálja meg a nyomatékot abban a fordulatszám-tartományban, amelyet a munkája ténylegesen használni fog. Ez igazabb mutatója annak, hogy a gép kezelni fogja-e az anyagokat.
A VMC alapja és oszlopa öntöttvas vagy erősen bordázott acél, amelyet úgy terveztek, hogy elnyelje a forgácsolási erőket és rezgéseket, nem pedig a munkadarabra továbbítja azokat. Miért számít ez? A merevség és a pontosság közötti kapcsolat közvetlen és megbocsáthatatlan. A nem megfelelő szerkezetű gép vágási terhelés hatására meghajlik, méretsodródást, repedésnyomokat és rossz felületminőséget okoz, függetlenül attól, hogy milyen pontosak a golyóscsavarok.
A Z-tengelynek különösen előnyös a merev kialakítás. Mivel az orsó függőlegesen közelíti meg a munkadarabot, az oszlopnak el kell viselnie az orsófej súlyát és a lefelé irányuló forgácsolóerőket is. A nagy teherbírású boxway konstrukció kiváló csillapítást és merevséget biztosít az acél és öntöttvas megmunkálásához, míg a lineáris vezetőpályák gyorsabb gyorsulást és egyenletesebb mozgást tesznek lehetővé alumínium és színesfém megmunkáláshoz. Egyes gyártók ugyanazt a keretet kínálják mindkét vezetősínvel, lehetővé téve, hogy megvásárolja a megfelelő szerkezetet a tipikus munkaterheléshez.
Az automatikus szerszámcserélő (ATC) az, ami a megmunkálóközpontot a kézi marógépen túlra emeli. Egy tipikus 24 szerszámos tár elegendő szerszámot tartalmaz egy teljes munkafolyamathoz, ami azt jelenti, hogy a kezelő betölthet egy nyers munkadarabot, elindíthatja a programot, és több műveletet futtathat egy folyamatos ciklusban. A szerszámtól a szerszámig eltelt idő általában 1,5 és 4 másodperc között van, a váltó kialakításától és az orsó orientációjától függően.
A gyakorlati hatás az áteresztőképesség. Egy kis tételben többfunkciós alkatrészeket üzemeltető üzletben sokkal kevesebb órát kell szerszámcserével tölteni. A kompromisszum a kezdeti befektetés. Egy ATC-vel felszerelt VMC többe kerül, mint egy kézi gép, és a további szerszámozási és beállítási folyamatokat a gép élettartama alatt indokolni kell.
A CNC vezérlés a kezelő ablaka a gépbe. A megbízható vezérlőfelület javítja a teljes munkafolyamatot, a programozástól a beállításon át a hibaelhárításig. Keressen olyan vezérlőket, amelyek elég intuitívak ahhoz, hogy meglévő operátorai gyorsan tanuljanak. A vezérlő kompatibilitása a jelenlegi CAD/CAM utóprocesszorokkal éppúgy számít, mint a hardver specifikációi, mivel az inkompatibilis bejegyzés még a legtehetősebb gépkialakítást is legyőzi.
Egy másik tényező a vezérlés memóriája és feldolgozási sebessége. A finom tűrésekkel rendelkező összetett 3D programok nagy mennyiségű kódot generálhatnak. Győződjön meg arról, hogy a vezérlő elegendő memóriát és elég gyors processzort kínál a legigényesebb programok késleltetés vagy interpolációs hibák nélküli futtatásához.
Az alkatrészgeometria és a gyártási mennyiség végső soron meghatározza, hogy melyik VMC-konfigurációt válasszuk. Íme a fő tengely-konfigurációk, és hogy mindegyik hogyan befolyásolja azt, amit előállíthat.
A standard 3 tengelyes függőleges megmunkálóközpont X és Y mozgást hajt végre az asztalon és Z mozgást az orsón. A prizmaszerű alkatrészek túlnyomó többségét kezeli: blokkok, lemezek, karimák, házak és egyszerű konzolok. A több felületű jellemzőkkel rendelkező munkadaraboknál vagy több beállítást kell végrehajtani, vagy forgóasztalt kell használni az alkatrész indexeléséhez. Míg egy 3 tengelyes gép nem képes összetett szögletes felületeket egyetlen összeállítással előállítani, a programozás és a működés egyszerűsége az oka annak, hogy a legtöbb üzletben továbbra is ez az alapértelmezett választás.
A 4 tengelyes VMC egy forgótengelyt ad hozzá, amely elforgatja a munkadarabot az X vagy Y tengely körül. Ez lehetővé teszi az alkatrész négy oldalán történő megmunkálását áthelyezés nélkül, csökkentve a beállítási időt és javítva a pontosságot. A gyakori alkalmazások közé tartoznak a hengeres alkatrészek, a szeleptestek és a precíz szöget igénylő alkatrészek.
Az 5-tengelyes VMC-k két forgótengelyt adnak hozzá, amelyek általában lehetővé teszik az orsó vagy az asztal megdöntését és elforgatását. Ez lehetővé teszi összetett szabad formájú felületek, alámetszések és mély üregek megmunkálását egy összeállításban. Az előnyök a következetes pontosság az összes megmunkálási művelet során, a rövidebb beállítási idő, valamint a rövidebb, merevebb szerszámok használata a munkadarabnak az orsó alatti kedvező orientációjával. Az öttengelyes VMC prémium árat kér, és fejlettebb programozási ismereteket igényel, de repülési, orvosi és penészes munkákhoz gyakran ez az egyetlen praktikus megoldás.
A tengely mozgási méretei határozzák meg a legnagyobb munkadarabot, amelyet a gép el tud fogadni. Egy átlagos, közepes méretű VMC körülbelül 800 mm-es X-úttal, 500 mm-es Y-úttal és 500 mm-es Z-úttal rendelkezik. Mindig igazítsa a munkaborítékot a tényleges alkatrészválasztékához, ne a maximális elméleti mérethez. A szükségesnél nagyobb asztallal rendelkező gép többe kerül az alapterület, a csúszda mozgása és a vágási levegő tekintetében, anélkül, hogy termelési előnyt jelentene.
Ugyanilyen kritikus a maximális asztalterhelés. A vágóerők és a leggyakoribb lámpatestek súlya egyaránt hatnak az asztalra. Egy 500 kg asztali terhelésre tervezett gép nem feltétlenül hajtja végre ugyanazt a vágási menetet teljes terhelés mellett, mint üresen. A nagyobb terhelés további terhelést jelent a lineáris vezetőkre és a golyóscsavarokra, ami befolyásolja a gyorsulást és a pontosságot. Ha a munkadarabok folyamatosan megközelítik a gép névleges maximumát, válasszon egy nagyobb teherbírású modellt.
Minden VMC specifikációs lap felsorolja a pozicionálási pontosságot és az ismételhetőségi adatokat. Ha eldönti, mit mondanak ezek a számok, elkerülheti a költséges hibákat a gépválasztás során. Az értékeket általában milliméterben adják meg, és a gép szélső pontjain mérik.
A pozicionálási pontosság a maximális eltérés a parancsolt pozíció és a gép által elért tényleges pozíció között. Az ismételhetőség a gép azon képességét írja le, hogy ismételten visszatérjen ugyanabba a pozícióba. A jó ismételhetőség sokkal fontosabb a gyártási konzisztencia szempontjából.
| Specifikáció | Szabványos VMC | Nagy pontosságú VMC |
|---|---|---|
| Pozícionálási pontosság | ±0,008 mm | ±0,003 mm |
| Ismételhetőség | ±0,005 mm | ±0,002 mm |
| Orsó kifutás | 0,005 mm | 0,002 mm |
A háromszoros árú, nagy pontosságú gép létfontosságú lehet a formázáshoz vagy a nagyon szorosan tűrhető autóalkatrészekhez. Az általános megmunkálásnál a szabványos gép sokkal elérhetőbb áron teljesíti a követelményeket. Az ajánlott megközelítés az, hogy azonosítsa a jelenlegi alkatrészportfóliójában a legszigorúbb tűréshatárt, majd válasszon egy olyan gépet, amelynek ismételhetősége ennek a tűrésnek legalább egyharmada. A szükségtelen precizitás vásárlása ugyanolyan pazarló, mint a nem megfelelő pontosság vásárlása.
A VMC sokoldalúsága számos iparágban a gépműhelyek gerincévé tette. A legelterjedtebb alkalmazások a gép természetes erősségeihez igazodnak: lemezszerű alkatrészek, összetett formák, valamint kis és közepes tételes gyártás.
A megmunkált anyagok egyformán változatosak. Az enyhe acél, az ötvözött acél és a rozsdamentes acél normál viteldíj az általános boltokban. Az öntöttvas feldolgozása naponta történik számtalan öntödében és megmunkáló üzemben. Az alumínium nagy orsó- és előtolási sebességgel működik, pontosan olyan gyors ciklusokat produkálva, amelyek a VMC-ket a magas termelékenység forrásává teszik. A magas hőmérsékletű ötvözetek a repülőgépiparban és az orvosi munkákban erős orsókkal és konzervatív vágási stratégiákkal rendelkező merev gépeket igényelnek.
Ennek az anyagnak és alkalmazási szélességnek köszönhetően a VMC általában az első gép, amit egy termesztőműhely vásárol egy alapmarógép után, és azután évekig az igásló a padlón.
A pusztán katalógusból meghozott vásárlási döntések ritkán élik túl az üzlettel való érintkezést. A kiválasztási folyamatot inkább az alkatrészekkel kell kezdeni, nem pedig a gép marketinganyagaival. A következő három lépésből álló megközelítés egy gyakorlati keret, amely valós gyártási körülmények között működött.
Ezeken a lépéseken túl a szolgáltatás és a támogatás fontosabb, mint bármely egyedi specifikáció. Ellenőrizze a gyártó hírnevét az alkatrészek elérhetősége, a gépdokumentáció minősége és az értékesítés utáni képzés tekintetében. A kezdeti árkülönbségnél jóval többe kerül egy gép, amely egy hetet vár alkatrészre.
A fröccsöntő, autóipari vagy új energetikai szektorban dolgozó üzleteknél érdemes lehet egy integrált gyártási lánccal rendelkező gépgyártót is keresni, vagyis a cég saját gépeinek öntését, megmunkálását, összeszerelését irányítja. A vertikális integráció ilyen szintje gyakran jobb minőség-ellenőrzést és rövidebb ellátási láncot jelent az alkatrészek számára.
A Jiangsu Chuangjia Machinery pontosan erre a megközelítésre építette hírnevét. A 2000-ben alapított felületcsiszoló-gyártó cég jelenleg CNC függőleges megmunkáló központ sorozatot kínál, beleértve a ZN-V850 függőleges megmunkáló központ nagy sebességű maráshoz Ezt a Chuangjia Machinery VMC-t precíziós maráshoz, fúráshoz és menetfúráshoz tervezték közepes sorozatú gyártásban, merev oszlopszerkezettel és hűtőrendszerrel a pontosság megőrzése érdekében. Termék megtekintése → ,
ZN-V855 függőleges megmunkáló központ fokozott merevséggel Nagy sebességű megmunkálóközpont összetett felület- és dobozrész-megmunkáláshoz, stabil alappal és alacsony súrlódású lineáris vezetőkkel a következetes, hatékony működés érdekében. Termék megtekintése → , és
ZN-L1165 függőleges megmunkáló központ nagyobb munkadarabokhoz Ez a modell nagy asztalméretet kínál a nagyobb alkatrészek kezelésére, kombinálva a fix oszlopos kialakítást és a nagy pontosságú orsóteljesítményt a megbízható többfolyamatos megmunkálás érdekében. Termék megtekintése → , amelyet saját öntöde és végső összeszerelési műveletek támogatnak egy 100 000 négyzetméteres gyártóüzemben. A teljes gyártási lánc látása gyakorlatias képet ad a gyártó kapacitásáról.
A VMC hosszú távú eszköz, és a karbantartási szokások határozzák meg, hogy tíz évre visszaadja-e az értéket, vagy négy év múlva válik kötelezettséggé. Ha még nem ismeri a VMC-műveletet, a következő pontok a helyes útra állítják.
Ellenőrizze a kenési rendszer szintjét, és ellenőrizze az olaj szállítását a vezetőpályákhoz. Minden műszak után tisztítsa meg a forgácsot a munkaterületről és az útburkolatokat. A hűtőfolyadék-keverék ellenőrzése is a napi gyakorlat része. Az elhasználódott vagy szennyezett vágófolyadék rossz felületminőséghez vezet, és lerövidíti a szerszám élettartamát.
Minden szerszámcsere előtt tisztítsa meg és enyhén zsírozza be az orsó kúpját. A szennyezett kúpos ülék veszélyezteti a szerszám koncentrikusságát, és a szerszám idő előtti kopásához és vibrációjához vezet. Időnként futtasson le egy orsó bemelegítési ciklust a hosszabb vágás előtt, hogy a csapágyak hőmérsékletét stabil állapotba hozza.
Idővel a golyóscsavarok mérhető játékot fejlesztenek ki. Számos vezérlő kínál holtjáték kompenzációs rutint, amely a vezényelt pozíciót a lazaság figyelembevételével állítja be. A helyes megközelítés az, hogy minden tengelyen meghatározott időközönként mérjük a holtjátékot, és ennek megfelelően állítjuk be a kompenzációs paramétereket. A túlzott kopás korai felismerése megakadályozza az alkatrészek elhasználódását és a drágább javításokat.
Az, ahogy a gép kezeli a forgácsot, közvetlen hatással van az alkatrészek minőségére és az üzemidőre. A jól megtervezett hűtőfolyadék-rendszer kiöblíti a forgácsot a vágási zónából, megakadályozza a forgácsok újravágását, és stabilan tartja a szerszám hőmérsékletét. Különösen a VMC-k hajlamosak chipeket felhalmozni a munkazónában. Válasszon egy olyan gépet, amely hatékony hűtőfolyadék-fúvókákkal és forgácsszállítóval rendelkezik, amely megfelel a forgácstérfogatnak.
A megfelelő működési megközelítés nem extravagáns, de következetes. Azok a kezelők, akik nyomon követik a szerszám élettartamát, rögzítik a gép riasztásait és követik a rögzített megelőző karbantartási ütemtervet, több termelést érnek el alacsonyabb életciklus-költséggel. A tulajdonodban lévő gép csak annyira jó, amennyire az emberek üzemeltetik.
Ahhoz, hogy megértsük, miért a VMC a megfelelő választás a megmunkálási technológiák között, őszintén meg kell vizsgálni a korlátait. A vízszintes megmunkálóközpont például kiválóan alkalmas a nagy öntvények és prizmás alkatrészek nehéz leforgácsolására, mivel a vízszintes orsó-tájolás lehetővé teszi, hogy a forgács leessen a vágási területről. De egy HMC lényegesen magasabb árat ír elő, speciális lámpatesteket igényel, és több alapterületet fogyaszt. A CNC router nagy munkaterületet kínál alacsonyabb költségek mellett, ugyanakkor könnyű szerkezete nem képes a VMC-hez közeli pontossággal megmunkálni a fémeket.
Jó ökölszabály, hogy ha az alkatrész nagyjából köbös, akkor egy függőleges orsós gép jól bírja. Ezzel szemben, ha az alkatrész hosszabb, mint a magas, vagy ha az alkatrész mély üregeket igényel, ahol a forgácselszívás problémát jelent, akkor a vízszintes gép jobban illeszkedik. A különbség ismerete megelőzheti a költséges téves vásárlást. A két megközelítés alapos összehasonlítása segíthet az értékelésben.
Az általános megmunkálási munkák többségénél a VMC képességeinek, könnyű használatának és beszerzési költségének egyensúlya teszi a referenciapontot kategóriájában.
Miután leszűkítette jelöltlistáját, a megrendelés aláírása előtt tegyen három tesztet:
Az itt bemutatott platformkövetelmények egyértelmű ellenőrzőlistát adnak. Tekintsük a megmunkáló központot egy termelési rendszer részének, ne elszigetelten. A megfelelő VMC zökkenőmentesen beépül a munkafolyamatba, több ezer órán keresztül fut, és olyan szintű konzisztenciát kölcsönöz a kimenetnek, amelyet a kézi készség önmagában nem biztosít.