Большинство призматических промышленных деталей — корпуса коробок передач, блоки гидравлических клапанов, блоки двигателей, корпуса насосов, основания пресс-форм — требуют механической обработки более чем с одной стороны. Вертикальный обрабатывающий центр может обрабатывать только верхнюю грань за одну установку; Чтобы обработать стороны, оператор отстегивает деталь, переворачивает ее, вставляет обратно и снова зажимает. Каждый повторный зажим увеличивает время настройки и, что более важно, новую порцию ошибок позиционирования. Отверстие, просверленное с одной стороны, и отверстие, пробуренное с другой, могут не совпадать, поскольку базовая точка перемещалась между установками. Для четырехсторонней коробчатой детали это означает три или четыре отдельных приспособления и три или четыре шанса выйти за пределы допуска.
Одна установка, четыре или пять лиц
Горизонтальный обрабатывающий центр (HMC) решает эту проблему с помощью горизонтального шпинделя в паре сПоворотный стол оси B. Деталь зажимается один раз, и стол поворачивается на 90 градусов за раз, поднося каждую из четырех боковых сторон к шпинделю. Имея доступ к верхней грани, за один установ можно обработать пять граней коробчатой детали — вне досягаемости находится только зажатая нижняя грань. Некоторые пятисторонние станки добавляют шпиндель, который поворачивается между горизонтальным и вертикальным положением, но даже стандартный HMC с поворотным столом сокращает количество установок с четырех до одной для типичного корпуса. Это означает сокращение затрат на установку и обработку на 75 %, а также устраняет ошибки, вызванные оператором, возникающие при каждом повторном зажиме.
Почему повышается точность исходных данных
Реальный выигрыш в точности заключается не просто в меньшем количестве установок, а в том, чтодатум никогда не перемещается. На вертикальном станке каждый раз, когда вы переворачиваете деталь, вы повторно указываете ее на новую кромку, и каждое показание имеет свой собственный допуск. В HMC деталь один раз привязывается к паллете и поворотному столу, и каждая грань обрабатывается в одной и той же системе координат. Позиционное соотношение между отверстием на передней поверхности и резьбовым отверстием на боковой поверхности гарантируется геометрией станка и точностью индексации поворотного стола, а не тем, насколько осторожно оператор касается тисков. Для деталей с поперечно-просверленными отверстиями, отверстиями под подшипники и сопрягаемыми поверхностями, которые должны оставаться перпендикулярными друг другу, этот подход с использованием одной исходной точки делает практичными жесткие геометрические допуски в объемах производства.
Поворотный стол делает свою работу
Компонентом, который делает возможной многостороннюю обработку, является сам поворотный стол. Производственные HMC используют либо ось B с сервоприводом и круговым энкодером для гибкой индексации, либоCurvic-coupling (муфта Хирта)индексатор, который фиксируется в отдельных положениях с очень высокой жесткостью и повторяемостью. Типичная точность индексации составляет около ±5 угловых секунд, с повторяемостью около ±3 угловых секунд, а в некоторых таблицах предусмотрено 360 000 импульсов индексации для почти непрерывного позиционирования. Нагрузка на стол варьируется от 500 кг на машине для поддонов шириной 400 мм до нескольких тонн на большой машине HMC. Стол также должен быть достаточно жестким, чтобы силы резания на боковой поверхности не отклоняли деталь. Именно поэтому столы и станины HMC изготовлены из чугуна с сильными ребрами и низким центром тяжести.
Устройство смены поддонов обеспечивает резку шпинделя
Многосторонняя обработка окупается только в том случае, если станок действительно режет, а не ждет оператора. Большинство производственных HMC поставляются савтоматический сменщик паллет (APC)- обычно два поддона на челночном или ротационном сменном механизме. Пока один поддон находится внутри обрабатываемого станка, оператор загружает и выгружает второй поддон на внешней станции. Когда цикл заканчивается, поддоны меняются менее чем за минуту, и шпиндель почти сразу же возобновляет резку. Это дублирует время настройки и время резки, сокращает время простоя на 50% и более и делает производство без освещения или без присмотра реалистичным. Для магазина, использующего несколько вариантов корпусов, поддон также становится платформой для быстросменных приспособлений: каждое задание остается на своем поддоне и заменяется без повторной индикации.
Удаление стружки и жесткость
Две конструктивные детали делают HMC более эффективным при многосторонней резке, чем вертикальный станок. Сначала при горизонтальном шпинделе стружка падаетот детали под действием силы тяжести, поэтому они не остаются в кармане и не подвергаются повторной резке, что защищает качество поверхности и срок службы инструмента. Большинство HMC используют двухшнековые конвейеры и цепной конвейер для непрерывного удаления стружки. Во-вторых, горизонтальная компоновка и Т-образная или поперечная станина обеспечивают станку низкий центр тяжести и высокую статическую/динамическую жесткость, поэтому тяжелые боковые резы (глубина стали 10 мм и более) остаются стабильными и не трясутся. Именно по этой причине шпиндель с высоким крутящим моментом BT50 или CAT50 входит в стандартную комплектацию серийных HMC.
Где HMC окупаются больше всего
HMC не подходит для каждой работы. Плоские пластины, простая обработка верхней поверхности и очень большие односторонние детали часто обходятся дешевле на вертикальном станке. HMC зарабатывает свои затраты надетали коробчатого и оболочечного типадля которых требуется обработка двух или более поверхностей с соблюдением позиционного допуска: корпуса трансмиссии, гидравлические коллекторы, блоки двигателей, корпуса компрессоров и большие основания пресс-форм. Он также выигрывает при средних и больших объемах работ, когда смена поддонов и автоматическая работа превращают время наладки в время резки. Для цеха, в котором используется несколько корпусов, HMC с APC может заменить два или три вертикальных станка, сохраняя при этом более жесткие допуски на поперечное сечение.
Заключение
Горизонтальный обрабатывающий центр улучшает многостороннюю обработку, помещая деталь на поворотный стол и вращая ее относительно шпинделя вместо того, чтобы разжимать и переворачивать ее. Одна установка охватывает четыре или пять граней, базовая точка остается фиксированной, поэтому точность поперечного позиционирования гарантируется станком, а не оператором, а устройство смены паллет перекрывает настройку с резкой, поэтому шпиндель работает продуктивно. Добавьте гравитационную эвакуацию стружки и жесткую станину с низким центром тяжести, и HMC станет естественной платформой для корпусных и корпусных деталей, для которых необходимы отверстия, отверстия и торцы с нескольких сторон. В результате получается меньше приспособлений, меньше отходов из-за смещения исходной точки и повышается производительность при обработке деталей, которые труднее всего изготавливать на вертикальном станке.
