На рынке представлено множество различных типов кинематик 5-осевых фрезерных обрабатывающих центров с ЧПУ, и выбор лучшего для ваших операций может оказаться непростой задачей. По расположению шпинделя эти станки делятся на два вида, а именно вертикальные обрабатывающие центры и горизонтальные обрабатывающие центры. В этой статье мы подробно посмотрим на вертикальные и горизонтальные 5-осевые обрабатывающие центры, чтобы прояснить некоторые из их ключевых различий.
Вертикальный обрабатывающий центр — это наиболее распространенная конфигурация 5-осевого станка с ЧПУ. Шпиндельный узел перемещается по осям X, Y, Z и контактирует с заготовкой, расположенной на наклонно-поворотном столе. Наклон стола по оси A/В и вращение стола по оси С осуществляется от серводвигателей.
Этот тип станков является самым популярным на рынке — и не зря. Вертикальные обрабатывающие центры предлагают широкий спектр преимуществ, перечисленных ниже:
Более короткий инструмент. Вертикальные обрабатывающие центры обычно имеют минимальное расстояние от торца шпинделя до центра планшайбы, наклоненной на 90 градусов, чем горизонтальные центры. Это позволяет устанавливать более короткий и жесткий инструмент. Такой инструмент позволяет улучшить качество обработки поверхности.
Видимость. Вертикальный обрабатывающий центр обеспечивает отличную видимость во время обработки. Операторы могут следить за инструментом и заготовкой, на случай если что-то пойдет не так. В отличие от горизонтальных обрабатывающих центров, которые имеют плохую видимость.
Простота обучения. Вертикальные обрабатывающие центры являются наиболее часто используемыми 5-осевыми станками, и их можно найти практически в каждом цехе. Поскольку основы работы одинаковы, обучение операторов работе на новых станках не занимает много времени.
Доступность. При сравнении цен на вертикальные 5-осевые станки и горизонтальные 5-осевые станки предпочтение отдается первым: вертикальные обрабатывающие центры намного дешевле, чем горизонтальные. Это обеспечивает более низкий барьер для входа на рынок и в конечном итоге приводит к сокращению сроков окупаемости.
Малая занимаемая площадь. Вертикальные обрабатывающие центры занимают небольшую площадь по сравнению с горизонтальными, и могут быть легко вписаны в существующий цех.
Высокая точность. Вертикальные обрабатывающие центры хорошо подходят для обработки деталей с высокой точностью. Например, нередко они используются для создания инструментальных штампов для литья под давлением или изготовления сверхточных деталей приборостроения и медицины.
После преимуществ полезно привести конкретный пример такого оборудования, демонстрирующего эти преимущества на практике. Рассмотрим обрабатывающий центр V-650U от компании Stanza. Станок предназначен для многокоординатной обработки средних и мелких корпусных деталей, криволинейных поверхностей и форм изделий из различных материалов. Благодаря своей конструкции, V-650U особенно эффективен в производстве автозапчастей, пресс-форм, компонентов для строительной техники, медицинского и IT-оборудования, а также в аэрокосмической промышленности.
V-650U Stanza, Китай
Габариты станка: 4900х4200х3300 мм
Масса станка: 15 000 кг
Емкость инструментального магазина: 40 шт
Мощность привода шпинделя (15 мин/60 мин): 30 / 35.4 кВт
Крутящий момент (пост./30 мин): 72/85 Нм
Подробнее о станке | Читать о бренде
Ниже перечислены основные недостатки использования 5-осевого вертикального обрабатывающего центра.
Длительное время наладки. Для изготовления конструктивно сложных деталей требуется большое количество режущего инструмента, что увеличивает время наладки/ переналадки.
Эвакуация стружки. Из-за геометрии вертикального обрабатывающего центра стружка снятого материала обычно скапливается на заготовке или в глубоких отверстиях. Для увеличения срока работы режущего инструмента и улучшения качества обрабатываемой поверхности нужно использовать СОЖ через шпиндель под высоким давлением.
В горизонтальном обрабатывающем центре шпиндель представляет собой фрезерную головку, наклоняемую по оси B. Шпиндель перемещается по линейным осям X и Z. Поворотный стол (ось С) перемещается по оси Y. Горизонтальные станки обычно используются для тяжелой обработки, требующей большого съема материала.
Ниже перечислены некоторые из основных преимуществ 5-осевых горизонтальных обрабатывающих центров:
Эвакуация стружки и СОЖ. При горизонтальном расположении фрезерной головки происходит эффективная эвакуация стружки. Большая часть стружки с детали падает в нижнюю часть станка, где она может быть удалена с помощью транспортера стружки.
Скорость обработки. Большинство 5-ти осевых горизонтальных обрабатывающих центров оснащены инструментальным магазином на 60 и более позиций. Это позволяет выполнять несколько операций за одну установку без переналадки.
Грузоподъемность. Стол 5-ти осевого горизонтально станка имеет более жесткую конструкцию, за счет отсутствия наклонной оси. Это позволяет увеличить грузоподъемность стола и исыпользовать тяжелые детали, что в свою очередь расширяет номенклатуру обрабатываемых деталей.
Сокращение простоев. Хотя сам обрабатывающий центр обычно стоит дороже вертикальных аналогов, он позволяет повысить производительность и снизить простои производства. Тот простой факт, что на станке можно выполнять несколько операций за одну установку без переналадки, позволяет сократить время простоя оборудования и предоставить операторам больше возможностей для выполнения других задач.
Аналогично, после обсуждения преимуществ, представим пример станка, который иллюстрирует эти качества в действии. Обрабатывающий центр FH80, идеально подходит для работы с крупными изделиями. Этот станок востребован в производстве крупных корпусных деталей, криволинейных поверхностей, пресс-форм и компонентов для нефтегазовой промышленности, медицинского оборудования и аэрокосмической отрасли. Его высокая грузоподъемность и способность к выполнению сложных задач в одной установке делают FH80 незаменимым инструментом для увеличения производительности и снижения простоев.
FH80 Stanza, Китай
Габариты станка: 5610х3600х3350 мм
Масса станка: 18 500 кг
Мощность привода шпинделя (15 мин/60 мин): 34/42 кВт
Крутящий момент (15 мин/60 мин) 185/132 Нм
Конечно, у горизонтальных обрабатывающих центров есть и недостатки. К основным относятся:
Занимаемая площадь. Горизонтальные обрабатывающие центры занимают значительную площадь по сравнению с вертикальными центрами. Однако следует отметить, что это увеличение площади прямо пропорционально увеличению объема станины и потенциала производительности.
Стоимость. Горизонтальные 5-ти осевые обрабатывающие центры обычно дороже вертикальных из-за их размеров и высоких требований к жесткости.
Каждый из видов 5-осевых станков подходит для определенного типа работ. Горизонтальные обрабатывающие центры отлично подходят для крупносерийного производства и обработки тяжелых деталей, в то время как вертикальные хорошо работают с относительно небольшими деталями, требующими высокой точности. Оба типа станков имеют широкий набор опций автоматизации, которые могут быть как встроенными, так и отдельными решениями. Благодаря этому оба станка способны достигать оптимальной производительности и максимального времени работы шпинделя. В заключение мы подготовили полную сравнительную таблицу:
Характеристика
Вертикальные 5-осевые станки
Горизонтальные 5-осевые станки
Расположение шпинделя
Вертикальное
Горизонтальное
Преимущества
- Более короткий инструмент
- Лучшая видимость
- Простота обучения
- Ниже стоимость
- Малая занимаемая площадь
- Высокая точность
- Эффективная эвакуация стружки
- Высокая скорость обработки
- Большая грузоподъемность
- Сокращение простоев
Недостатки
- Длительное время наладки
- Проблемы с эвакуацией стружки
- Большая занимаемая площадь
- Высокая стоимость
Идеальное применение
- Обработка небольших и средних деталей с высокой точностью
- Широкий спектр применений, включая инструментальные штампы, детали приборостроения и медицинские изделия
- Крупносерийное производство
- Обработка тяжелых и крупногабаритных деталей
Автоматизация
Широкий набор опций, включая роботизированные загрузочно-разгрузочные системы
Широкий набор опций, часто включают в себя решения для максимизации времени работы без вмешательства оператора