CNC HMC-Bearbeitung und Bearbeitungszentren

CNC-Bearbeitungsgeräte ermöglichen es Unternehmen, komplexe Teile in einem benutzerfreundlichen Bearbeitungsprozess mit einer einzigen Aufspannung herzustellen. Dieses Design bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf die Produktivität – es senkt die Arbeitskosten, verbessert die Teilequalität und die Arbeitszeit.

Horizontale Bearbeitungszentren (HMC)

Die HMC-Version des CNC-Drehzentrums enthält eine horizontale Spindel, mit der Sie den Fertigungsprozess beschleunigen und sicherstellen können, dass Sie nicht unterbrochen werden. Beispielsweise ermöglicht die Ausrichtung des HMC, dass die Chips auf natürliche Weise herausfallen, sodass Sie keine Zeit damit verschwenden müssen, sie vom Tisch zu entfernen. Für maximale Effizienz können Sie die HMC sogar auf einer Palette positionieren, während Sie die Arbeit auf eine separate Palette laden.

Fünf-Achs-Bearbeitungszentren

Ein beliebter Maschinentyp ist das fünfachsige Bearbeitungszentrum, das am häufigsten in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt wird. Die Fünf-Achs-Maschine hat die Möglichkeit, Teile entweder zu kippen oder nur zu kippen. Diese Funktion ermöglicht es der Maschine, der konturierten Oberfläche reibungslos zu folgen und das Werkzeug einfach in verschiedenen Ausrichtungen zu positionieren.

Vertikale Bearbeitungszentren (VMC)

VMCs sind mit vertikal wirkenden Spindeln ausgestattet, um Werkstücke von oben zu greifen, und werden am häufigsten in 2,5- oder 3-Achsen-Bearbeitungsvorgängen ausgeführt. Sie sind billiger als HMC-Konsolen und besonders für kleine Unternehmen attraktiv. Im Laufe der Jahre wurden VMCs immer fortschrittlicher und umfassen Hochgeschwindigkeitsspindeln und Dialogsteuerungsprogrammierung.

Siehe Produkte:Vertikale Bearbeitungszentren

Warum eine Horizontale kaufen?

Die einfache Antwort lautet Produktivität und Gewinn. Horizontals kann leicht die dreifache Arbeit eines vergleichbaren VMC leisten. Diese Anweisung geht davon aus, dass die Last, die den Computer beschäftigt hält, verfügbar ist. Ohne Zweifel können Sie mit der HMC in viel kürzerer Zeit mehr erreichen. Mit zunehmender Produktion verbessert sich die Effizienz der Werkstatt erheblich. Da mehrere Vorgänge auf der HMC in einem einzigen Setup durchgeführt werden können, müssen weniger laufende Arbeiten in der Werkstatt bewegt werden, was die Produktivität erhöht.

Die HMC-Konsole kann in vielen Anwendungen problemlos drei bis vier Tragegurte ersetzen. Dies bedeutet, dass ein HMC-Bediener die Arbeit von drei VMC-Bedienern ausführen kann, wodurch die Arbeitskosten gesenkt werden. Während die monatliche finanzielle Zahlung für eine HMC 4.800 USD höher sein kann als für VMC, können die monatlichen Arbeitskosten für eine einzelne HMC 7.200 USD niedriger sein als für die gleiche Produktionsmenge auf VMCs. Da HMCs in der Regel über eine stärkere Automatisierung verfügen, kann der Bediener dieser weniger Aufmerksamkeit widmen, wodurch er oder sie in die Lage versetzt wird, eine andere Zelle zu betreiben, andere Geräte zu bedienen oder eine Inspektion durchzuführen.

Spindelauslastung

Um mit einer CNC-Maschine Geld zu verdienen, muss die Spindel so laufen, dass sie mit so wenig Bedienereingriff wie möglich Späne produziert. Eine Studie von Forschern der Universität ergab, dass „die durchschnittliche VMC-Auslastung, gemessen an der Spindellaufzeit, 25 % beträgt. Die HMC-Auslastung beträgt routinemäßig 85 Prozent.“ Eine Werkstatt, die ihre VMCs beherrscht, kann eine Auslastung von 30 bis 35 Prozent haben, aber das ist es immer noch deutlich unter der HMC-Nutzungsrate.

Während einer typischen Acht-Stunden-Schicht schneidet das HMC ungefähr sieben Stunden lang, während das VMC ungefähr zwei Stunden pro Schicht schneidet. An fünf Tagen in der Woche hat das HMC 35 zusätzliche Stunden pro Woche einzusparen, wenn es in der nächsten Schicht pro Tag arbeitet, und sogar noch mehr, wenn es an sechs Tagen in der Woche arbeitet. Zeit kann 1.200 Stunden pro Jahr überschreiten. Die zusätzlichen Kosten für die Horizontale werden fast unbedeutend, vorausgesetzt, Sie haben die Arbeit, die Maschine voll geladen zu halten.

Teile umdrehen

Wann immer ein Bediener eine VMC-Tür öffnen muss, um ein Teil zu laden oder zu entladen, Späne zu entfernen, eine Qualitätskontrolle während des Prozesses durchzuführen oder das Teil umzukehren, muss die Spindel anhalten. Wenn dieses Teil sechs Seiten bearbeitet werden muss, muss der Bediener das Teil insgesamt sieben Mal bewegen (laden, fünf Mal bewegen, entladen). Wenn das gleiche Teil auf der HMC bearbeitet wird, berührt der Bediener das Teil nur dreimal (Laden, Neupositionieren, Entladen). Produktivität und Effizienz haben sich verbessert. Dank des automatischen Palettenwechslers kann der Bediener diese Vorgänge außerdem ausführen, während die Spindel weiterhin die Teile auf der Palette im Arbeitsbereich schneidet. Dies kann auch zu einer verbesserten Qualität führen, da die HMC weniger Bedienereingriffe erfordert, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Ladefehlern oder anderen Fehlern verringert wird.

Überlegungen zum Maschinendesign

Ob Kasten- oder Linearführungen besser sind, wird seit langem diskutiert. Bei der Erörterung von VMC kann argumentiert werden, dass es nicht genug Unterschiede gibt, damit diese Wahl eine Rolle spielt. Anders sieht es bei der HMC aus. Im Fall von HMC haben sich Linearführungen für höhere Achsverfahrgeschwindigkeiten auf Materialien wie Aluminium als besser erwiesen, da Beschleunigungs- und Verzögerungsgeschwindigkeiten höher sein können. Dadurch können Zykluszeiten deutlich reduziert werden. Einige HMC mit einer Linearführung erreichen eine Beschleunigung von 1 G, ohne die Steifigkeit der Maschine zu beeinträchtigen und ohne übermäßige Wärme zu erzeugen.

Für einige HMC-Anwendungen können Boxed-Methoden jedoch besser sein. Obwohl HMCs mit Kastenführungen langsamere maximal programmierbare Vorschubgeschwindigkeiten haben, ist die Leistung bei Operationen besser, bei denen hohe Schnittkräfte auftreten können. Winkelführungen werden für schwere Schnitte in harten Materialien wie Titan, Superlegierungen und Werkzeugstahl empfohlen. HMC mit Kastenführungen sorgen auch bei schwereren Schnitten in harten Materialien für ein perfektes Finish. Das Spindelkopfdesign der HMC ist im Allgemeinen sehr steif. Diese Konstruktion widersteht der Durchbiegung durch Schnittkräfte und ermöglicht so höhere Spanlasten und verlängert die Standzeit des Werkzeugs. Einige HMCs mit größeren Arbeitsbereichen haben doppelte Kugelumlaufspindeln auf der Y-Achse, die den Y- und X-Achsen proportional mehr Gewicht verleihen.

HMC-Konsolen sind auf Steifigkeit ausgelegt, daher sind sie normalerweise viel schwerer als VMCs derselben Größe. (Eine durchschnittliche 40 x 20 Zoll große VMC kann 16.000 Pfund wiegen, während eine HMC derselben Größe über 40.000 Pfund wiegen kann.) Aufgrund des größeren Gewichts der HMC ist das Fundament für diesen Maschinentyp kritischer. als bei VMC. Das Fundament muss den Vorgaben des HMC-Konstrukteurs entsprechen und die Maschine muss ordnungsgemäß aufgestellt und gesichert werden. Dadurch wird verhindert, dass die Maschine bei schweren Schnitten „hüpft“.

Weitere Informationen zum horizontalen Bearbeitungszentrum

1. Die horizontale Bearbeitungsausrüstung, die Sie möglicherweise benötigen

2. Horizontales Bearbeitungszentrum und vertikale Bearbeitung

3. Warum horizontale Bearbeitungszentren in bestimmten Fällen gewinnen