Vertikale Bearbeitungszentren entmystifiziert:Ein professioneller CNC-Leitfaden

Das vertikale Bearbeitungszentrum gibt es schon seit vielen Jahren und ist nach wie vor ein fester Bestandteil moderner CNC-Technik. Die CNC-Vertikalbearbeitungszentren eignen sich effektiv für die Bearbeitung verschiedener Industrieteile. Diese Maschinen sind vielseitig und effizient. Sie entfernen Materialschichten von einem Substrat, um das gewünschte Teil mit verschiedenen Merkmalen herzustellen.

In diesem Artikel geht es um das vertikale Bearbeitungszentrum, seine Funktionsprinzipien, Komponenten, Anwendungen und alles, was Sie zur Auswahl des richtigen Bearbeitungszentrums für Ihr Projekt benötigen. Lass uns eintauchen!

Die vertikale Bearbeitungstechnologie ist eines der produktivsten Werkzeuge in der CNC-Maschinenwerkstatt. Der Wechsler verfügt über verschiedene Werkzeuge und andere Optionen, die die Produktivität steigern und anpassen. CNC-Vertikalbearbeitungszentren sind flexible Multifunktionswerkzeuge, die bei der Bearbeitung von Löchern und anderen Eigenschaften in Bauteilen mit flacher Oberfläche helfen. Der Betrieb erfolgt in vertikaler Richtung mithilfe einer Spindel, die in einem steilen Winkel arbeitet.

Die computergesteuerten Steuerungen der Vertikalfräsen ermöglichen Automatisierung, Werkzeugauswahl/-drehung, Wiederholgenauigkeit und Konturkontrolle. Diese modernen CNC-Maschinen haben die Produktivität der Fräsmaschinen auf das höchste Niveau gesteigert und so die CNC-Vertikalfräszentren hervorgebracht. Diese Bearbeitungszentren unterscheiden sich je nach Achse, Funktion und anderen verfügbaren Optionen.

Sie können das vertikale Bearbeitungszentrum als industrielles Arbeitstier bezeichnen, da es Teile mit außergewöhnlicher Genauigkeit und kürzeren Vorlaufzeiten liefern kann. Seine Komponenten verfügen über ein robustes Design, um ein überlegenes Drehmoment, eine hervorragende Leistung und eine hervorragende Bearbeitungsgeschwindigkeit zu liefern. Der Automatisierungsgrad vertikaler Fräszentren ermöglicht es ihnen auch, verschiedene Materialien zu schneiden und die Gesamtherstellungskosten zu senken.

Funktionsprinzip vertikaler Bearbeitungszentren

Die vertikalen Bearbeitungszentren arbeiten nach dem Konstruktionsmodell von Komponenten. Die zahlreichen Werkzeugmaschinen und die für die Teile benötigten Parameter werden in Informationscodes umgewandelt, die allgemein akzeptabel und von der numerischen Steuerung der Maschine lesbar sind.

Das Bearbeitungsprogramm hilft dabei, das CNC-Programm des Bauteils automatisch abzuarbeiten. Diese Befehlscodes werden normalerweise auf Informationsträgern wie Disketten oder Lochbändern gespeichert, während diese Träger an das Eingabegerät gesendet werden. Sie können diese Informationen auslesen und an das numerische Steuergerät übertragen. Außerdem können Sie den Computer und das Bearbeitungszentrum verwenden, um Informationen direkt zu senden, um die Ein- und Ausgabe des Komponentenprogramms zu erreichen.

Das vertikale Bearbeitungszentrum verfügt im Allgemeinen über drei lineare Bewegungskoordinaten. An seinem Arbeitstisch ist außerdem ein Drehtisch mit horizontaler Achse angebracht. Dies erleichtert die einfache Herstellung runder Werkstücke.

Komponenten eines vertikalen Bearbeitungszentrums

Das vertikale Bearbeitungszentrum besteht aus vielen wichtigen Komponenten. Diese Komponenten werden kombiniert, um Teile gemäß ISO-Fertigungsstandards herzustellen. Die Komponenten umfassen Folgendes:

Rotierende Spindel

Die Frässpindel steht in der Regel senkrecht/senkrecht zum Arbeitstisch. Dabei handelt es sich um eine rotierende Welle mit einer Einheit zur Aufnahme eines Werkzeugs oder Werkstücks. Im Allgemeinen dient die Spindelwelle als Positionierungs-, Stütz- und Drehantrieb für Werkstücke.

Arbeitstisch

Der Tisch ist flach und ermöglicht das direkte Auflegen des Werkstücks oder die Verwendung mehrerer Vorrichtungen wie Hartspannstöcke oder gefräste Aluminiumteile. Der Tisch verfügt über eine X-Achse, die eine Bewegung nach links und rechts ermöglicht, während die Y-Achse eine Bewegung nach vorne und hinten ermöglicht. Mit diesen Achsen und der Z-Achse können Sie Werkstücken über die Bewegungsebenen hinweg unbegrenzte Funktionen hinzufügen.

Werkzeugwechsler

Der Werkzeugwechsler erhöht die Produktivität des vertikalen Bearbeitungszentrums, indem er die automatische Auswahl von Werkzeugen für verschiedene Aufgaben vom Grobschneiden bis zum Feinlochbohren ermöglicht.

Rotierende Tische

Das Hinzufügen zusätzlicher Achsen zu den Vertikalfräsmaschinen kann die Produktivität erheblich steigern, indem eine einfache 3-Achsen-Fräsmaschine in eine 4-Achsen- oder 5-Achsen-Maschine umgewandelt wird, die in der Lage ist, komplexe Komponenten mit unterschiedlichen Oberflächen wie Turbinenschaufeln herzustellen.

Kühlmittelsystem

Die meisten CNC-Vertikalfräszentren verwenden nachrechnende Kühlmittelsysteme, um sicherzustellen, dass Teile und Schneidwerkzeuge gut geschmiert sind. Dieses Kühlmittelsystem verwendet neben verschiedenen Flüssigkeiten häufig auch Wasser und lösliches Öl.

Gehäuse/Vollabdeckungen

Diese Abdeckungen tragen dazu bei, die beim Fräsen entstehenden Spritzer zu reduzieren. Ebenso schützt es die Maschinisten und die Umwelt vor dem Bearbeitungsvorgang.

Schnellladelader

Wechseltische oder andere automatisierte Teileladesysteme tragen dazu bei, die Produktivität des CNC-Vertikalbearbeitungszentrums zu steigern und gleichzeitig Ausfallzeiten zu reduzieren.

Schnecken-/Späneförderer

Späneförderer oder Schnecken können dabei helfen, Späne aus dem Arbeitsbereich zu transportieren, um die Produktivität zu steigern und Ausfallzeiten durch manuelles Schaufeln von Abfallspänen zu vermeiden.

Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten von vertikalen Bearbeitungszentren

CNC-Vertikalbearbeitungszentren können mehrere Teile und Produkte für verschiedene Branchen und Anwendungen bearbeiten. Branchen wie die Luft- und Raumfahrt, die verarbeitende Industrie, der Maschinenbau und die Medizin nutzen diese CNC-Bearbeitungstechnologie aufgrund ihrer hohen Genauigkeit, hohen Präzision und Massenproduktionsanwendungen.

Hier sind einige der bearbeiteten Teile:

Teile mit ungewöhnlichen Formen

Strukturen wie ein Korb oder eine Basis haben unregelmäßige Formen. Die meisten dieser bearbeiteten Teile erfordern eine gemischte Mehrpunktbearbeitung von Punkt, Linie und Fläche. Vertikale Fräszentren mit automatischer Bearbeitungsfunktion ermöglichen Ihnen die Bearbeitung dieser komplexen Komponenten, die mit herkömmlichen Techniken oft nur schwer herzustellen sind.

Kastenförmiges Teil

Kastenförmige CNC-Teile sind solche mit einem Ein-Loch-System und mehreren darin befindlichen Hohlräumen. Diese kastenförmigen Teile sind in Autos und Flugzeugen üblich. – Motorblock, Spindelkasten, Zahnradpumpengehäuse, Dieselmotorblock. Mit einem vertikalen Bearbeitungszentrum können Sie 60 – 95 % der Arbeitsgänge von Standard-Werkzeugmaschinen in einer einzigen Aufspannung ausführen.

Darüber hinaus verfügen die Vertikalzentren über eine hohe Genauigkeit, Effizienz, Steifigkeit und einen automatischen Werkzeugwechsler. Vorausgesetzt, der Prozessablauf ist gut programmiert und Sie verwenden die richtigen Vorrichtungen und Werkzeuge, können die schwierigen Probleme der Bearbeitung kastenförmiger Teile gelöst werden.

Komplexe Teile mit vielen Kurven

Komponenten wie Propeller, Nocken und Laufräder mit komplexen Kurven sind in der Luftfahrt und im Transportwesen Standard. Bei herkömmlichen Werkzeugmaschinen ist es schwierig, diese Komponenten mit gekrümmten Teilen, Oberflächenkonturen und Kasten/Gussteilen mit geschlossenen Innenhohlräumen mit der gewünschten Bearbeitungsgenauigkeit herzustellen.

Mehrachsige vertikale Bearbeitungszentren mit integrierter CNC-Maschinentechnologie tragen jedoch dazu bei, gebogene Teile mit höchster Präzision und Genauigkeit effizient und in kürzerer Zeit herzustellen.

Neue Teile in der Testproduktion

Vertikales Bearbeitungszentrum bietet hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Wenn Sie das bearbeitete Objekt ändern, können Sie neue Programme erstellen und eingeben, einige Programmsegmente ändern oder bestimmte spezielle Anweisungen verwenden.

Mit der Zoomfunktion können Sie beispielsweise Teile mit gleicher Form, aber unterschiedlichen Größen erstellen. Es bietet hervorragenden Komfort für die Kleinserienproduktion, den Versuch neuer Produkte oder die Produktion mehrerer Sorten. Außerdem wird der Produktionsvorbereitungs- und Testfertigungszyklus verkürzt.

Unterschiede zwischen vertikalen und horizontalen Bearbeitungszentren

CNC-Bearbeitungszentren sind hochentwickelte Werkzeugmaschinen mit integrierter Automatisierung, Verbundbearbeitung, Vielseitigkeit und hoher Geschwindigkeit. Horizontale und vertikale Bearbeitungszentren sind die Standard-CNC-Fräsmaschinen. In diesem Abschnitt werden die Unterschiede zwischen den strukturellen Fähigkeiten und der technischen Leistung dieser Werkzeugmaschinen erörtert.

Die Ausrichtung der Spindel

Beide Maschinen verfügen über unterschiedliche Ausrichtungen, sodass Sie die Tiefe genießen können, die horizontale Bearbeitungszentren bieten, oder die Präzision, die vertikale Bearbeitung mit sich bringt. Dies ist ein Hauptunterschied zwischen diesen beiden Maschinen. Die Ausrichtung oder Struktur der Spindel bestimmt, wie der Fräser mit dem Werkstück interagiert bzw. sich darauf bezieht.

Werkzeuggeometrie

Die Geometrie eines Werkzeugs beeinflusst häufig die Schnittspezifikationen und -ergebnisse. Die horizontalen Bearbeitungszentren sind kürzer und dicker, was bedeutet, dass sie über die nötige Stabilität verfügen, um dem Widerstand bei der Bearbeitung tieferer Schnitte standzuhalten.

Andererseits ist die vertikale Bearbeitung präziser und ideal für kleinere Werkstücke. Dies hat jedoch seine Nachteile. Aufgrund der Vibration ist die Bearbeitung tieferer Schnitte nicht möglich, was zu Abweichungen vom Design führt.

Schnittspezifikationen und -genauigkeit

Die horizontalen Zentren schneiden im Hinblick auf ihre Abtragsraten besser ab als vertikale Zentren. Sie haben eine sehr hohe Stabilität und können tiefere Schnitte erzeugen. Im Allgemeinen werden Vertikalmaschinen häufig für begrenzte Vorgänge wie Nuten und Planfräsen eingesetzt. Aber sie können bei den Schnitten und der Endbearbeitung der Oberfläche sehr präzise vorgehen. Diese begrenzte Schneidfähigkeit führt also zu einer geringeren Abtragsrate.

Anzahl der zu bearbeitenden Seiten

Vertikale Bearbeitungszentren, insbesondere 5-Achs-Fräsmaschinen, eignen sich besser für die Bearbeitung mehrerer Seiten von Werkstücken. Sie werden oft mit integrierten Paletten mit befestigten Vorrichtungen oder Grabsteinen geliefert. Auch die Spindelauslastung in vertikalen Bearbeitungszentren wird deutlich verbessert. Dadurch ist der Zugang zur Vorder- und Seitenfläche der Werkstücke einfacher. Dies verbessert die Produktivität und reduziert menschliche Fehler. Diese Möglichkeiten sind jedoch auf horizontale Bearbeitungszentren beschränkt.

Kosten jeder Maschine

Horizontale Maschinen sind in der Anschaffung und Wartung deutlich teurer. Außerdem benötigen sie professionelle Maschinisten, die ihre Arbeiten erledigen. Dadurch steigen die gesamten Herstellungskosten.

Vertikale Maschinen hingegen kosten weniger als horizontale Maschinen. Ebenso sind die Bedienung und Wartung der vertikalen Dreh- und Fräszentren im Vergleich zu horizontalen Maschinen viel einfacher. Dadurch eignen sie sich für alle Produktionen im kleinen Maßstab.

Wie wählen Sie das richtige Bearbeitungszentrum für Ihr Projekt aus?

Es besteht kein Zweifel, dass das vertikale Bearbeitungszentrum eine weit verbreitete Werkzeugmaschine ist, die in mehreren professionellen Maschinenwerkstätten eingesetzt wird. Dennoch ist es wichtig, die enormen Möglichkeiten vertikaler Bearbeitungszentren zu berücksichtigen, wenn Sie eines für Ihr Projekt auswählen.

Mehrere vertikale Bearbeitungszentren können unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge durchführen, während andere für spezifische Spezialaufgaben geeignet sind. VMCs bieten vielfältige Einstellmöglichkeiten und Vielseitigkeit und sind ziemlich langlebig. Noch wichtiger:Führen Sie eine kritische Bewertung Ihrer Projektspezifikationen und der Fähigkeiten des vertikalen Bearbeitungszentrums durch, um herauszufinden, ob es für Ihr Projekt am besten geeignet ist.

WayKens One-Stop-Bearbeitungszentrum

Der Kauf eines vertikalen Bearbeitungszentrums kann mit hohen Kosten verbunden sein, und Sie können Ihr Bearbeitungsprojekt an eine professionelle CNC-Maschinenwerkstatt auslagern. Bei WayKen bieten wir CNC-Bearbeitungsdienstleistungen aus einer Hand. Ausgestattet mit fortschrittlichen vertikalen Bearbeitungszentren und 3-, 4- und 5-Achsen-Fräsmaschinen sind wir in der Lage, alle Ihre Bearbeitungsprojekte zu erfüllen.

Von der Produktion von 1 bis 10.000 Teilen garantieren wir Ihnen eine Lieferung zu wettbewerbsfähigen Preisen und hohen Qualitätsstandards. Möchten Sie die besten Ergebnisse mit Ihrem Projekt erzielen, kontaktieren Sie uns noch heute und lassen Sie uns Ihre Ideen zum Leben erwecken!

Schlussfolgerung

Das vertikale Bearbeitungszentrum ist eine vielseitige und robuste Maschine, die komplexe Bearbeitungsvorgänge bewältigt. Die fortschrittlichen Modelle der CNC-Vertikalbearbeitungszentren verfügen über eine ausgefeilte Technologie, die es ermöglicht, Teile mit engsten Toleranzen zu bearbeiten. Darüber hinaus erhöht es die Betriebszeit und ist in der Regel anpassbar, um die Spezifikationen Ihres Teils zu erfüllen. Vertikale Bearbeitungszentren zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeit und hervorragende Qualität aus.

FAQs

Was sind die Einschränkungen von CNC-Fräsmaschinen?

CNC-Fräsmaschinen unterliegen im Allgemeinen zahlreichen Einschränkungen aufgrund der Achsbewegung, der Größe, der Werkzeugfähigkeiten und des Freiheitsgrads. Auch die Gesamtkosten für die Wartung von CNC-Fräsmaschinen stellen eine weitere große Einschränkung dar.

Wie hoch ist der Vorschub im vertikalen Bearbeitungszentrum?

Unter Vorschub versteht man die Geschwindigkeit, mit der das Schneidwerkzeug während seiner einzelnen Drehung am Werkstück entlangarbeitet.

Wofür werden vertikale Bearbeitungszentren eingesetzt?

Vertikale Bearbeitungszentren werden häufig für hochpräzise Massenproduktionsprojekte in verschiedenen Branchen eingesetzt. Aufgrund ihrer Effizienz und Fähigkeit zur Herstellung komplizierter und hochpräziser Komponenten werden sie häufiger in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt.