Главная / Новости / Новости отрасли / 4-осевой вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ: как выбрать подходящий станок для вашего цеха

4-осевой вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ: как выбрать подходящий станок для вашего цеха

Четыре оси, один шпиндель: выбор 4-х осей Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ

Четвертая ось редко делает машину быстрее. Он удаляет установку, при которой ваша терпимость была потеряна, и это единственная веская причина платить за это.

Корпус клапана доходит до стола с отверстиями на трёх гранях и позиционной выноской 0,02 мм между двумя из них. На трехосном вертикальном обрабатывающем центре это три настройки и три сброса исходной точки. На 4-осном вертикальном обрабатывающем центре с ЧПУ это одна установка и одна точка отсчета. Именно эта разница, а не скорость шпинделя в брошюре, и является тем, ради чего покупается четвертая ось.

Итак, первый вывод: четвертая ось окупается, когда семейство деталей имеет обработанные элементы более чем на двух гранях, заготовку можно захватить вокруг оси вращения, а партия повторяется достаточно часто, чтобы поглотить вращающийся блок, заднюю бабку, постпроцессор CAM и обучение оператора. Если какое-либо из этих трех условий не выполняется, трехосный станок с лучшим креплением заготовки обычно изготовит ту же деталь за меньшие деньги.

Эмпирическое правило: если перемещение детали между наладками занимает более 10 процентов времени цикла и патрон или центр могут его выдержать, проведите расчеты по четырем осям, прежде чем заказывать еще один трехосный станок.

Что на самом деле добавляет четвертая ось

В вертикальном обрабатывающем центре четвертая ось почти всегда представляет собой поворотный стол, установленный на стандартном столе, вращающий заготовку вокруг оси X, которая является осью A. Шпиндель по-прежнему перемещается по осям X, Y и Z. Изменения заключаются в том, что деталь можно подавать к инструменту под углом, а не разжимать и поворачивать вручную.

Индексированное (3 1) и одновременное движение

В индексированном режиме поворотный стол позиционирует деталь под фиксированным углом, зажимает и резка возобновляется; система управления рассматривает ее как дополнительную ось позиционирования. Стандартные выходные данные CAM обычно покрывают эту проблему, а поворотному блоку требуется только высокая точность позиционирования.

В одновременном режиме ось А перемещается, пока инструмент находится в резке, таким образом за один непрерывный проход создаются обернутые профили, спиральные отверстия и кулачковые формы. Для этого необходим постпроцессор, понимающий кинематику вращения, система управления со встроенным приводом вращения, а не добавленным позже, и программист, который раньше выполнял четырехосные работы.

Вертикальная или горизонтальная компоновка

Четвертая ось вертикального станка удерживает деталь на горизонтальной оси вращения под вертикальным шпинделем: крепление остается видимым, стружка выпадает, а оснастка является стандартной. Горизонтальный станок с поворотным паллетом обрабатывает большее количество граней за проход и лучше удаляет стружку из глубоких отверстий, но он стоит дороже и обычно требует приспособления для надгробия. Ниже куба размером примерно 500 мм вертикальный вариант обычно является более дешевым вариантом для начала.

Конфигурации машин сравниваются по движению, настройкам и типичному приспособлению для многосторонней работы.
Конфигурация	Движение	Настройки для многогранной детали	Типичная посадка	Главный компромисс
Трехосный ВМК	Х, Ю, Я	От двух до четырех	Пластины, односторонняя работа, малый объем	Сброс данных между настройками
Индексировано 3 1	Х, Ю, Я plus A positioning	Один к двум	Элементы под фиксированными углами вокруг детали	Нет непрерывной вращательной интерполяции
Одновременный четырехосный	Х, Ю, Я plus interpolated A	Один	Обернутые профили, кулачки, спиральные порты	Почтовые и таможенные проверки CAM
Пятиосный	Три линейных плюс два поворотных	Один	Сложные контуры и подрезы	Более высокая стоимость машины, программирования и столкновений.

Где 4-осевой VMC зарабатывает себе на жизнь

Работа, оправдывающая четвертую ось, редко бывает экзотической. Это повторяется, и угловое соотношение между гранями должно сохраняться от одной части к другой. Четыре семьи всплывают снова и снова:

Цилиндрические детали с фрезерованными гранями, пазами и поперечными отверстиями.
Корпуса и коллекторы с портами на трех или четырех сторонах
Валы и втулки со шпоночными канавками и отверстиями под определенными углами.
Пакетные детали, которые в настоящее время проходят через два или три специальных приспособления.

Четвертая ось редко сокращает разрез. Он удаляет настройку, и именно в этой настройке исчезает большая часть допуска.

Автомобильная промышленность, новая энергетика, изготовление форм и обработка сапфиров — отрасли, где эта закономерность проявляется чаще всего. Объем — это то, что меняет арифметику: при производстве нескольких сотен деталей в месяц экономия времени на каждую деталь перевешивает гибкость ручной сборки.

Определение размеров станка: стол, поворотный блок и зазор между инструментами

Самая распространенная ошибка в спецификации — подобрать станок по длине детали и забыть о ее повороте. Для заготовки длиной 300 мм и шириной 220 мм требуется вращающийся блок, который может ее захватить, поворотный конверт, который освобождает колонну, и достаточный ход по оси Z влево, чтобы достичь верхней грани. Поворотный блок диаметром 250 мм может занять от 200 до 250 мм хода по оси Z еще до того, как деталь будет загружена.

Пять цифр, которые необходимо подтвердить перед заказом

Диаметр поворота наибольшей детали, включая любую крепежную пластину, которая вращается вместе с ней.
Полезная длина стола остается после установки поворотного узла и задней бабки
Оставшийся ход по оси Z при установленном поворотном блоке, измеренный до верха самой высокой части.
Нарушение взаимодействия между магазином инструментов, корпусом и поворотом детали, проверка при полной нагрузке инструмента.
Пути подачи СОЖ и стружки вокруг вращающегося корпуса, где собираются мелкие частицы и начинается температурный дрейф.

Станок класса 1270 мм с автоматическим устройством смены инструмента представляет собой золотую середину: достаточный ход по оси X для размещения рядом друг с другом поворотного стола и задней бабки, достаточный ход по оси Z, чтобы освободить вращающийся корпус, и достаточно глубокий магазин, чтобы без остановки завершить смешанную программу сверления и фрезерования.

Проверьте интерференционный рисунок, а не фотографию в каталоге. На многих вертикальных обрабатывающих центрах устройство смены инструмента и большой поворотный стол делят пространство, а максимальный ход при полном магазине меньше, чем у инструментов, которые вы используете сегодня.

Крепление, толерантность и затраты, которые никто не планирует в бюджете

Точность поворотной оси зависит от способа удержания детали. Между центрами устраиваются валы; для коротких цилиндров подойдет трехкулачковый патрон или самоцентрирующиеся тиски; лицевая панель с нестандартными гнездами подходит для неудобных отливок. Каждый выбор меняет, какая часть детали висит без поддержки, а неподдерживаемая длина отображается как дребезг.

Точность вращения измеряется в угловых секундах, и это преобразование стоит выполнять вручную. Ось вращения с точностью до 15 угловых секунд, измеренная на радиусе 300 мм, вносит тангенциальную погрешность примерно 0,02 мм без учета погрешности шпинделя, термического роста или износа инструмента. При выноске истинного положения 0,05 мм это уже большая доля бюджета.

Постоянное вращение также нагревает вращающийся блок. Таблица, которая индексируется несколько раз за цикл, остается близкой к окружающей среде; тот, который интерполирует двадцатиминутные дрейфы, и дрейф попадает в угловое соотношение между объектами. Машины, созданные для этой работы, имеют большую массу в основании и колонне, и история точности начинается под столом, как описано в жесткая базовая конструкция и точность обработки .

Не планируйте позже прикручивать поворотный стол к трехкоординатному станку. Для управления требуется привод четвертой оси и проводка, геометрия должна быть повторно проверена, а поворотные устройства вторичного рынка могут усложнить гарантию и обслуживание. Если семейство детали существует, закажите ось вместе со станком.

Что проверить у машиностроителя

Поскольку четырехосный вертикальный обрабатывающий центр — это конфигурация, а не элемент каталога, глубина проектирования имеет такое же значение, как и технические характеристики.

Откуда берутся отливки и есть ли литейный цех в доме
Как выравнивание основания, колонны и стола обрабатывается, измеряется и документируется
Установлен ли поворотный интерфейс, параметры проводки и управления на заводе
Кто поддерживает постпроцессор при первом одновременном выполнении четырехосного задания?
На что тестируется машина перед отправкой и какие записи сопровождают ее

Jiangsu Chuangjia Machinery — один из производителей с такой вертикальной интеграцией. Основанная в 2000 году как производитель плоскошлифовальных станков и в настоящее время являющаяся частью группы Nantong Zhongnan Intelligent Technology, она управляет производственным парком площадью около 100 000 квадратных метров, в котором работают более 380 сотрудников, в том числе 30 старших инженеров и 20 инженеров по исследованиям и разработкам, а также собственный литейный цех, цех обработки листового металла и цех покраски, а также механическая обработка и сборка.

Это серия вертикальных обрабатывающих центров охватывает модели ZNL1160, ZNL1270, ZNL1580 и ZNL1890, а также ZNV1160, ZNV850 и ZNV855, с автоматическими устройствами смены инструмента, указанными в ZNL1270 и ZNV855. Эта же группа также производит портальные и горизонтальные обрабатывающие центры, резьбонарезные центры и прецизионные плоскошлифовальные станки.

Полезный тест во время посещения завода: пройдите от литейного цеха к участкам механической обработки и к столам центровки, не покидая производственную площадку. Собственное литье и центровка позволяют четырехосной конфигурации соответствовать тем же стандартам геометрии, что и трехосная версия того же станка.

Решение в новой редакции

Купите четвертую ось, когда семейство деталей реально, партии повторяются и заготовку можно захватить вокруг оси вращения. Укажите его на этапе заказа вместе с поворотным блоком, задней бабкой и опциями управления, а не рассматривайте как аксессуар, который будет добавлен позже.

Затем приложите усилия к спецификации там, где это проявляется в детали: диаметр поворота, оставшийся ход по оси Z, зазор инструмента и жесткость всего, что находится под столом. Сделайте все правильно, и четвертая ось выполнит то, что должна была сделать: одну настройку, одну базу данных и допуск, который сохранится до второй грани.