Gründe für Vertikaldrehzentren in der Präzisionsbearbeitung

Was sind Vertikaldrehzentren?

Vertikaldrehzentren werden auch Vertikaldrehbänke, VTLs und vertikal montierte CNC-Drehbänke genannt. Sie sind in der Lage, eine breite Palette von Bearbeitungstechniken auf derselben Maschine abzudecken, was die Veredelung von Oberflächen an Produkten ermöglicht, die bereits mit Bohren und Fräsen vorbearbeitet wurden. Sie können besser auf maßgeschneiderte Anforderungen hinsichtlich der Produktkonfigurationen eingehen.

Wie ein Vertikaldrehzentrum zu seinem Namen kommt, lässt sich auf die Anordnung der Spindeln zurückführen. Die Spindeln an einer CNC-Drehbank umfassen die eine am Hauptspindelstock und die andere am Reitstock, die zum Spannen der Werkstücke und zur Erleichterung der Schnittbewegungen von den Schneidwerkzeugen zu den rotierenden Werkstücken verwendet werden.

Die Spindel am Hauptspindelstock, also die Hauptspindel, ist die üblicherweise verwendete. Sie ist auf dem Maschinenbett montiert und steht senkrecht zum Bett oder zum Horizont. Die vertikale Spindel dringt durch die Mitte der Werkstücke und treibt diese während des Betriebs zur gemeinsamen Rotation an. Was die andere Spindel betrifft, die Nebenspindel, so ist sie am oberen Reitstock montiert, der der Hauptspindel gegenüberliegt. Diese Spindel wird nicht bei jedem Maschinenbetrieb verwendet, es sei denn, es handelt sich um ein langes Werkstück, das zusätzliche Unterstützung auf der anderen Seite erfordert.

Da Vertikaldrehzentren auch als vertikale CNC-Drehbänke bekannt sind, verfügen sie über Merkmale, die man an CNC-Drehbänken sieht. Eine Drehmaschine bezieht sich auf das Arbeitsprinzip eines rotierenden Werkstücks, das mit einem stationären Schneidwerkzeug bearbeitet wird, während sich das Werkzeug auf seiner Achse bewegt. Wenn die Drehbank horizontal montiert ist, bewegt sich das Schneidwerkzeug auf der Y-Achse. Wenn die Drehbank vertikal montiert ist, bewegt sich das Schneidwerkzeug auf der Z-Achse.

Wenn eine Drehbank ein computergesteuertes System übernimmt, wird sie normalerweise als CNC-Drehbank bezeichnet. Diese computergesteuerten Systeme umfassen das Design der Produkte und die Steuerung der Bearbeitungsprozesse. Sobald all diese Arbeiten mit Unterstützung des Computers statt statt der Bediener durchgeführt werden, einschließlich automatischem Werkzeugwechsel und automatischer Werkzeug- oder Tischpositionierung, ist die Komplexität der Produkte, die die Maschine erreichen kann, sogar größer als bei manueller Bedienung. Darüber hinaus kann sie die Präzision der Bearbeitungstechniken sicherstellen und die Effizienz und Produktivität dieser Maschine steigern.

Das Design eines Vertikaldrehzentrums

Das Design einer Vertikaldrehzentrum-Konfiguration kann von einem horizontalen Drehzentrum abgeleitet werden, ist aber die invertierte Form der horizontalen Einheit. Das horizontale Drehzentrum enthält eine horizontal montierte Spindel, die laterale Bewegungen vom Zentrum der Maschine zu den rotierenden Werkstücken am Hauptspindelstock oder an beiden, Hauptspindelstock und Reitstock, ausführt.

Im Vergleich dazu sitzt beim Invertieren des horizontalen Drehzentrums der Hauptspindelstock auf der horizontalen Fläche, und die vertikal montierte Spindel und das Werkstückaufnahmegerät sind an den Werkstücken befestigt. Der Unterschied besteht darin, dass die Werkstücke am Vertikaldrehzentrum weniger Spannkraft benötigen als die horizontale Einheit, da die Schwerkraft einen Teil der Unterstützung unter den Werkstücken übernimmt.

Außerdem ermöglicht das Werkzeughaltegerät, der Schlitten, dem Werkzeugrevolver, die Schneidwerkzeuge vertikal zu halten. Wenn man vor den Drehzentren steht, wird die Konfiguration der Komponenten an dieser Maschine als eine lange Maschinenlinie von links nach rechts präsentiert. Im Gegensatz dazu wäre die Gesamtbreite des Vertikaldrehzentrums von der Vorderseite der Maschine aus betrachtet viel geringer als die der horizontalen Einheit.

Was sind die Komponenten eines Vertikaldrehzentrums?

● Hauptspindelstock

Der Hauptspindelstock befindet sich am unteren Teil der Maschine und enthält den Mechanismus der Bewegungsübertragung. Dazu gehören der Servomotor, das Getriebesystem, die Spindel am Hauptspindelstock, das Werkstückaufnahmegerät, und dieser Mechanismus ist mit einem Gehäuse abgedeckt und auf der horizontalen Fläche montiert.

● Reitstock

Der Reitstock ist auf der gegenüberliegenden Seite des Hauptspindelstocks montiert, also am oberen Teil des Vertikaldrehzentrums. Er wird verwendet, wenn es notwendig ist, das längere Werkstück auf beiden Seiten zu halten, und ist auch mit einer Nebenspindel ausgestattet, die es dem Werkstück ermöglicht, sich zu drehen.

● Werkstückaufnahmegerät

Das Werkstückaufnahmegerät kann ein Spannfutter oder eine Spannzange sein, abhängig von den Größen und Formen der Werkstücke. Es ist an der Spindel am Mechanismus des Hauptspindelstocks befestigt, um die Spindel in die Lage zu versetzen, die Werkstücke zur Rotation anzutreiben.

● Werkzeughaltegerät

Das Werkzeughaltegerät an einer CNC-Maschine muss die Funktion des automatischen Werkzeugwechsels haben, was sich auf den Werkzeugrevolver am Schlitten bezieht. Dort wären mehrere Schneidwerkzeuge gespeichert, die auf den Patronen des Werkzeugrevolvers aufbewahrt werden. Es erfordert nur das Drehen des Revolvers, damit das gewünschte Werkzeug an der Arbeitsstelle präsentiert wird.

● Spindeln

Die Spindeln sind die beweglichen Teile des Drehzentrums. Sie sind am Hauptspindelstock und Reitstock angeordnet, dringen durch die Werkstücke und erleichtern die Drehbewegung der Werkstücke für die Bearbeitung.

● Kühlsystem

Wenn ein Schneidprozess eingesetzt wird, muss ein Kühlsystem vorhanden sein, das Kühlmittel an der Arbeitsstelle bereitstellt, einschließlich der Kontaktfläche und des Bereichs, der das Werkzeug und das Werkstück umfasst. Da wenn Werkzeug und Werkstück unter dem Druck schneller Drehbewegung aufeinander treffen, dort Wärme entsteht. Das Kühlsystem wird verwendet, um die Kontaktfläche abzukühlen, um eine Überhitzung der Arbeitsstelle und Gefahren in der Arbeitsumgebung zu verhindern.

● Servomotor

Der Servomotor ist der Ort, an dem die Energie für die beweglichen Teile an der CNC-Maschine bereitgestellt wird. Die Energiequelle ist Elektrizität, und wenn Strom bereitgestellt wird, wird die elektrische Energie durch das Getriebesystem übertragen. Während des Übertragungsprozesses wird die elektrische Energie in kinetische Energie umgewandelt und dann an die Spindel mit Drehbewegung geliefert, was die Spindeln zum Drehen veranlasst.

Was kann ein Vertikaldrehzentrum tun?

In der Metallbearbeitungsindustrie umfassen die Bearbeitungsarbeiten an Metallwerkstücken ein breites Spektrum der Produktfertigung. Von der Trennung eines großen Werkstücks in kleine Teile, der Ersteinrichtung der Werkstücke bis hin zur endgültigen Veredelung der Oberflächen. Im Allgemeinen sollten diese Prozesse auf mehreren Maschinen abgeschlossen werden, einschließlich Dreh- und Fräsmaschinen, was Zeit, Aufwand und erhebliche Kosten erfordert.

Wenn jedoch ein Vertikaldrehzentrum eingesetzt wird, kann der Platzbedarf für das Aufstellen mehrerer Maschinen auf nur eine Maschine reduziert werden, die sogar weniger Platz einnimmt als die horizontale Einheit. Zusätzlich können alle oben genannten Bearbeitungsarbeiten in einem Drehzentrum durchgeführt werden, was den Herstellern viel Zeit, Aufwand und Kosten spart.