Горизонтальный обрабатывающий центр с ЧПУ (HMC) определяется горизонтальным шпинделем и, в большинстве случаев, поворотным столом с осью B. Такая компоновка дает ему три преимущества перед вертикальной машиной. Во-первых, поворотный стол позволяет обрабатывать заготовку с четырех боковых сторон и верхней за один установ — без повторного зажима, повторной индикации и ошибок при укладке. Во-вторых, горизонтальный шпиндель направлен в сторону детали, что является естественным направлением для растачивания глубоких отверстий и фрезерования глубоких карманов. В-третьих, стружка выпадает из зоны резания под действием силы тяжести, а не скапливается на детали, что обеспечивает охлаждение инструментов, уменьшает повторное резание стружки и делает обработку глубоких полостей намного более надежной. Эти три характеристики определяют, для каких частей создан HMC.
Корпусные детали и детали корпуса
Компоненты коробчатого типа и корпуса являются классической заготовкой HMC, и на это есть веские причины. Корпус коробки передач, корпус редуктора, корпус двигателя или корпус насоса имеют отверстия для подшипников, монтажные поверхности и отверстия для болтов с нескольких сторон, и эти отверстия часто необходимо совместить поперек детали. HMC с поворотным столом обрабатывает все четыре стороны и верхнюю часть за один установ, поэтому соотношение между отверстием на передней поверхности и отверстием на боковой стороне остается верным чертежу. Горизонтальный шпиндель также позволяет выполнять глубокую расточку, необходимую для гнезд подшипников, а жесткая конструкция станка выдерживает допуски при черновой обработке чугуна или литой стали. Для любой детали, которая выглядит как коробка с отверстиями, обычно лучшим выбором является HMC.
Компоненты автомобильной трансмиссии
Автомобильная промышленность является одним из крупнейших пользователей HMC, и ее детали знакомы: блоки двигателей, головки цилиндров, корпуса трансмиссии, корпуса сцепления и корпуса дифференциалов. Это крупногабаритные чугунные или алюминиевые детали с глубокими отверстиями цилиндров, седлами клапанов, туннелями распределительного вала и несколькими монтажными поверхностями. HMC может выполнить черновую обработку верхней и нижней поверхностей большой торцевой фрезой, а затем выполнить чистовую расточку отверстий цилиндров до допуска IT6 с цилиндричностью менее 0,01 мм — и все это без перемещения детали. В транспортных средствах, работающих на новых источниках энергии, одни и те же машины обрабатывают корпуса двигателей, корпуса редукторов, аккумуляторные ящики и корпуса блоков управления двигателем, которые часто представляют собой большие отлитые под давлением алюминиевые детали с охлаждающими каналами и несколькими уплотнительными поверхностями. Сочетание многосторонней обработки, высокого крутящего момента шпинделя и автоматической смены инструмента делает HMC стандартом для производства силовых агрегатов.
Корпуса гидравлических и пневматических клапанов
Блоки гидравлических клапанов, коллекторы с интегральными схемами, корпуса насосов и торцевые крышки цилиндров — еще одно естественное решение. Эти детали обычно изготавливаются из чугуна, стали или нержавеющей стали и имеют глубокие поперечно-сверленные отверстия, отверстия под катушки и монтажные полости — именно тот вид работ с глубокими отверстиями и глубокими полостями, при которых окупается эвакуация стружки HMC. Вертикальная машина, просверливающая глубокое поперечное отверстие в блоке клапанов, может оставить стружку в отверстии, что приведет к поломке инструмента и ухудшению качества поверхности; HMC позволяет стружке выпадать во время сверления отверстия. Поворотный стол также означает, что блок клапанов с портами с четырех сторон можно просверлить, расточить и нарезать резьбу за один установ, сохраняя совмещенные положения поперечных отверстий. В частности, для корпусов клапанов из нержавеющей стали жесткая конструкция из HMC и шпиндель с высоким крутящим моментом позволяют без вибраций выполнять тяжелую резку.
Аэрокосмические и оборонные структуры
Детали аэрокосмической отрасли часто большие, тонкостенные и изготовлены из титана или жаропрочных сплавов, которые медленно удаляют материал и разъедают инструменты. Жесткая конструкция станка HMC и шпиндель с высоким крутящим моментом хорошо подходят для этой работы, а поворотный стол позволяет обрабатывать большую конструкционную раму или переборку со всех доступных сторон за один установ. Некоторые аэрокосмические переборки состоят из цельного титанового или алюминиевого блока, из которого удалено до 80% материала; Хорошая эвакуация стружки HMC и высокая скорость съема металла делают это практичным. Компоненты шасси, рамы фюзеляжа, корпуса двигателей и секции корпуса ракеты — все они выигрывают от универсальности и способности соблюдать жесткие допуски на больших и дорогих деталях, где бракованная заготовка является основной статьей затрат.
Основы пресс-форм и крупные инструменты
Основания пресс-форм, комплекты штампов и большие крепежные пластины часто обрабатываются на станках HMC, поскольку они большие, тяжелые и требуют выполнения функций на нескольких сторонах. Типичная основа формы имеет отверстия для направляющих штифтов, отверстия для направляющих штифтов, каналы охлаждения и монтажные отверстия сверху, снизу и по бокам, причем отверстия должны быть квадратными и выровненными. HMC с поворотным столом сверлит и растачивает все это за один установ, а горизонтальный шпиндель обрабатывает глубокие отверстия канала охлаждения без упаковки стружки. Большие опорные плиты, отливки станин и прецизионные приспособления также попадают в эту категорию — они не всегда имеют сложную форму, но они большие, тяжелые и требуют постоянной точности по нескольким сторонам, а это именно то, что обеспечивает HMC.
Энергетика, тяжелая промышленность и крупное литье
Для самых масштабных и тяжелых работ HMC часто являются единственным практическим выбором. Корпуса редукторов ветряных турбин, корпуса редукторов горнодобывающей техники, корпуса паровых турбин, компоненты генераторов, блоки судовых дизельных двигателей и детали конструкций крупных кораблей — все это литые или кованые компоненты весом в сотни или тысячи килограммов, с отверстиями под подшипники, уплотнительными поверхностями и расположением болтов с нескольких сторон. HMC с большим ходом обрабатывает эти детали с помощью расширенных осей X/Y/Z, высоконагруженных поворотных столов и шпинделей, способных выполнять глубокое растачивание до 1,5 метров и более. Поворотный стол устраняет необходимость переворачивать многотонную отливку с помощью крана между операциями, что экономит время на настройку и устраняет основной источник ошибок позиционирования. Для тяжелой промышленности HMC является не роскошью, а необходимостью.
Что делает эти детали подходящими
Во всех этих отраслях детали, входящие в состав HMC, имеют несколько общих черт. Им требуется обработка более чем с одной стороны — в идеале с четырех сторон плюс верхняя — поэтому поворотный стол экономит настройки. Они часто имеют глубокие отверстия, глубокие отверстия или глубокие карманы, где важна эвакуация стружки. Они, как правило, большие и тяжелые, поэтому жесткая конструкция машины и стол с высокой нагрузкой являются преимуществом. Они часто производятся в достаточном объеме, чтобы экономия времени цикла за счет обработки за один установ окупала станок. И они часто изготавливаются из чугуна, литой стали, нержавеющей стали или титана — материалов, для которых требуется жесткая машина с высоким крутящим моментом. Плоские, односторонние или небольшие и легкие детали обычно лучше обслуживаются вертикальным обрабатывающим центром; все, что указано в приведенном выше списке, — это то, чем HMC зарабатывает.
Заключение
Горизонтальный обрабатывающий центр с ЧПУ создан для деталей, требующих многосторонней обработки, глубоких отверстий и карманов, тяжелой резки и больших объемов обработки. Его поворотный стол обрабатывает четыре стороны и верхнюю часть за один установ, его горизонтальный шпиндель растачивает глубокие отверстия и фрезерует глубокие полости без набивки стружки, а его жесткая конструкция позволяет обрабатывать чугун, сталь, нержавеющую сталь и титан с высокой скоростью съема металла. Это делает его естественным выбором для корпусов коробок передач, блоков двигателей, корпусов трансмиссий, корпусов гидравлических клапанов, аэрокосмических конструкций, основ форм, корпусов ветряных турбин, а также крупных отливок для горнодобывающей и морской промышленности. Если деталь имеет коробчатую форму, тяжелую, многогранную или полную глубоких отверстий, она почти наверняка принадлежит горизонтальному обрабатывающему центру.
