Вам нужно обрабатывать большие и тяжелые детали, и вы задаетесь вопросом, какой станок с ЧПУ подойдет для этой задачи. Вертикальный обрабатывающий центр (VMC) кажется универсальным, но тяжелые работы заставляют вас задуматься. Есть ли лучший вариант для серьезной обработки металла и больших объемов работ?

Горизонтальные обрабатывающие центры (ГОЦ), как правило, лучше подходят для тяжелых режимов обработки благодаря прочной конструкции, превосходному отводу стружки, большей мощности, а также присущей конструкции, которая обеспечивает большую стабильность при обработке крупных и тяжелых деталей. Это часто приводит к значительному повышению коэффициента использования шпинделя.

Конструкция HMC с горизонтальным шпинделем и зачастую более массивной, жесткой конструкцией с укороченным контуром сводит к минимуму вибрацию и прогиб. Это очень важно для тяжелой резки. И дело не только в шпинделе - на это влияет вся конструкция станка. Например, станки HMC часто имеют большую несущую способность, поскольку их рабочий стол расположен горизонтально и рассчитан на значительный вес. Это позволяет им обрабатывать массивные заготовки с высокой точностью, что для VMC может оказаться затруднительным из-за таких ограничений, как высота колонны.

Чем отличается эвакуация стружки и управление ею на горизонтальных и вертикальных обрабатывающих центрах?

Вы выполняете тяжелые резы, и стружка летит отовсюду. На некоторых станках она скапливается, вызывая такие проблемы, как повреждение инструмента или плохое качество обработки. Действительно ли ориентация станка имеет значение для сохранения чистоты зоны резания?

Отвод стружки, естественно, более эффективен на HMC, поскольку сила тяжести помогает стружке падать в сторону от заготовки и инструмента, уменьшая повторное резание. VMC часто сталкиваются с проблемой накопления стружки, что может потребовать большего количества охлаждающей жидкости или специализированных фрез.

Это одно из первых практических отличий, которое я заметил, и оно очень важно для работы в тяжелых условиях.

• Гравитация помогает HMC:
  В станках HMC шпиндель расположен горизонтально. Большая часть стружки просто падает вниз и в сторону от зоны резания, часто на конвейер. Это особенно эффективно при обработке полостей или вогнутых профилей и приводит к улучшению качества обработки поверхности и увеличению срока службы. срок службы инструмента¹.
• Нелегкая битва за VMC:
  В VMC шпиндель расположен вертикально. Стружка обычно падает на заготовку или скапливается в карманах, особенно в глубоких отверстиях. Чтобы очистить их, часто требуется охлаждающая жидкость под высоким давлением или воздушная струя, а иногда стружка все равно попадает на заготовку, что плохо сказывается на сроке службы инструмента и чистоте поверхности.
• Влияние на обработку:
  Лучше эвакуация микросхем² на HMC означает меньший нагрев, более длительный срок службы инструмента и более стабильное качество обработки поверхности, что иногда снижает необходимость последующей обработки.

Для тяжелых работ, где объем стружки велик, естественное преимущество HMC в управлении стружкой является значительным преимуществом.

При обработке каких типов деталей или операций HMC обычно предпочтительнее VMC?

У вас есть конкретная деталь - может быть, она большая, призматическая или имеет элементы с нескольких сторон. Вы задаетесь вопросом, является ли VMC правильным выбором или HMC справится с ним лучше. В каких случаях HMC действительно эффективен?

HMC, как правило, предпочтительны для обработки крупных, тяжелых и сложных по форме поверхностей деталей, таких как блоки двигателей, аэрокосмические компоненты или детали коробчатой формы. Они отлично справляются с тяжелой резкой, обработкой нескольких поверхностей за один установ и крупносерийным производством.

Исходя из моего опыта и ваших соображений, HMC в основном используются для обработки деталей, которые:

• Большой и тяжелый:
  Вспомните блоки цилиндров автомобильных двигателей, корпуса авиационных двигателей или гигантские корпуса станин прессов. Горизонтальный рабочий стол и прочная конструкция HMC обеспечивают высокую точность обработки этих массивных деталей. Они могут обрабатывать такие металлические материалы, как сталь, чугун, медь и алюминий.
• Сложные, многогранные детали (призматические/коробкообразные):
  Если деталь требует обработки нескольких поверхностей (например, четырех поверхностей за один зажим или даже пятисторонней обработки с помощью угловой головки), лучше всего использовать HMC с поворотным столом. Это идеальный вариант для деталей, установленных на надгробных плитах.
• Крупносерийное производство с несколькими деталями³:
  HMC часто оснащаются устройствами смены паллет и могут использовать приспособления с надгробным камнем. Это позволяет загружать несколько заготовок, повышать эффективность производства и добиваться более высокой загрузки шпинделя. По моим наблюдениям, HMC могут обрабатывать несколько заготовок одновременно, повышая эффективность производства.
• Операции, требующие Сильная резка⁴:
  Благодаря большей жесткости и устойчивости HMC может выдерживать большие усилия резания, что делает его пригодным для удаления тяжелых материалов.

В то время как VMC хороши для небольших, легких деталей, таких как диски, втулки, пластины или формы с большим количеством полостей, особенно для выполнения одноразовых операций, HMC справляются с большими, сложными работами.

Как обычно различаются стратегии зажима и сложность настройки в HMC и VMC?

Подготовка к работе занимает время, а сложные детали часто требуют нескольких настроек. Вы стремитесь к эффективности. Чем отличаются HMC и VMC, когда речь идет о фиксации заготовки и подготовке ее к обработке?

В HMC часто используются приспособления для установки надгробий на поворотных столах (часто встречаются решетчатые винтовые отверстия), позволяющие одновременно устанавливать несколько деталей или несколько граней детали. В VMC обычно используются более простые столы с Т-образными пазами для прямого зажима, что проще для одиночной установки, но менее эффективно для многосторонней работы.

Зажимные приспособления - это совсем другое, влияющее на общую эффективность.

• HMC Workholding - надгробные плиты и поддоны⁵:
  В станках HMC используются приспособления, установленные на поворотных столах. На них можно загружать несколько заготовок или разные стороны сложных деталей. Это сокращает время установки каждой детали. При использовании сменных паллет загрузка шпинделя увеличивается, поскольку одна паллета обрабатывается, а другая загружается. Первоначально настройка может быть более сложной, иногда требуются точные измерения для приспособлений.
• Зажимные приспособления VMC - прямые и более простые⁶:
  В VMC используются столы с Т-образными пазами для прямого зажима с помощью тисков или специальных приспособлений. Это быстрее для отдельных, простых деталей и, как правило, проще в эксплуатации и отладке благодаря лучшему обзору.
• Сложность установки в сравнении с общей эффективностью⁷:
  Для изготовления разовых простых деталей быстрее использовать VMC. Но для сложных деталей или серийных изделий стратегии HMC, такие как обработка нескольких граней на одном верстаке, сокращают время загрузки/разгрузки и трудозатраты, что приводит к повышению общей эффективности.

Мои первые открытия показали, что некоторые HMC также имеют функцию вращения, что полезно для круглых деталей, таких как коленчатые валы и ступицы.

В каких случаях возможности многосторонней обработки в HMC более выгодны, чем в VMC?

Ваши детали имеют многостороннюю обработку. Постоянная повторная обработка на VMC отнимает время и приводит к потенциальным ошибкам. Есть ли более эффективный способ обработки таких сложных геометрических форм?

Многосторонняя обработка на HMC благодаря встроенному поворотному столу (ось B) очень выгодна для деталей, требующих обработки 3, 4 или 5 граней за один зажим. Это сокращает время установки, повышает точность и идеально подходит для крупносерийного производства сложных деталей.

Эта возможность является огромным преимуществом для HMC.

• Сайт Встроенный поворотный стол⁸:
  Большинство HMC оснащены стандартным поворотным столом (ось B), позволяющим поворачивать заготовку или надгробный камень. Это означает, что вы можете обрабатывать несколько сторон детали за один зажим, эффективно обрабатывая большее количество смещений.
• Меньше настроек, выше точность, меньше времени⁹:
  Обработка нескольких сторон за один проход на станке HMC снижает суммарные ошибки при повторном зажиме и значительно сокращает время наладки. Для обработки шестисторонней детали на VMC может потребоваться семь или более перемещений, в то время как HMC выполняет большинство операций с минимальными затратами.
• Эффективность при работе со сложными геометриями¹⁰:
  Для деталей со сложными элементами на многих гранях такой многосторонний доступ неоценим. В то время как VMC могут иметь дополнительные поворотные столы, встроенная ось B в HMC обычно более надежна и способна постоянно использоваться для обработки контуров и многосторонних операций. Мой опыт подтверждает, что HMC могут выполнять обработку нескольких граней на одном рабочем столе, что сокращает время и трудозатраты.

Тенденция развития HMC включает в себя повышение скорости, более адаптивное управление для повышения интеллектуальности и эффективности, а также повышение уровня автоматизации (автоматическая смена инструмента, загрузка/выгрузка) для дальнейшего роста производства.

Заключение

Для тяжелых условий обработки больших, сложных, многогранных деталей, особенно в условиях больших объемов, HMC обеспечивают превосходную стабильность, управление стружкой и многоосевые возможности. Это обеспечивает более высокую точность, производительность и общую эффективность по сравнению с большинством VMC для таких сложных задач.

---