Вертикальная обработка и ЦНЦ ВМЦ: подробное введение

Резак закреплен и вращается в корпусе, называемом «шпиндель». Благодаря остроте инструмента и силе стола, вталкивающего материал в резак, материал деформируется и правильно режется или соскабливается. Ось силы может быть направлена вверх/вниз (ось Z), влево/вправо (ось X) или от передней к задней (ось Y).

ВМЦ могут оснащаться множеством настроек. Много углов подхода, вращающие и другие позиционирующие устройства на столе. Поздние версии добавили силовую и гидравлическую подачу для автоматизации, затем — компьютерное управление для большей автоматизации, повторяемости, выбора/смены инструмента и контурного контроля. Эти новые ЦНЦ-станки вывели «фрезерный станок» на новый уровень эффективности — родился термин ВМЦ (Вертикальный Обработческий Центр).

ЦНЦ ВМЦ: основы процесса

ВМЦ в основном (хотя не исключительно) — металлорежущие станки, удаляющие сталь, алюминий или другие твердые материалы — формируя сырой брусок в точно обработанную или «обработанную» поверхность.

ВМЦ не только для резания, но и для сверления, высечки, гравировки, нарезания резьбы, зажимных отверстий, фасок и многого другого. Благодаря универсальности и относительно низкой цене — экстремально популярные станки в мастерских по всему миру. Скорее всего, станок работает всего в нескольких километрах от вас.

Все пульты ВМЦ используют общие компоненты:

• Вращающийся шпиндель: перпендикулярен рабочей поверхности/столу, принимает разные резаки (или фрезы). Картридж шпинделя в корпусе, движущемся вверх-вниз — направление Z.
• Стол: платформа для заготовок — прямо или через приспособления: фрезерованные алюминиевые пластины или твердые тиски. Стол движется влево/вправо (ось X) и вперед/назад (ось Y). Эти две оси + Z позволяют практически неограниченное контурирование в плоскостях движения.

Дополнительные общие элементы

• Широкий спектр вертикальных обработческих центров
• Сменщик инструмента (Tool changer): значительно повышает производительность ВМЦ — автоматический компьютерный выбор инструмента для задач от черновой до тонкого сверления.
• Система охлаждения (Cooling system): для охлаждения и смазки деталей и резаков большинство ВМЦ используют рециркулирующую систему — обычно растворимое масло в воде, но может быть разной жидкостью.
• Конвейер/винт для стружки (Chip/screw conveyor): для удаления стружки из рабочей зоны — различные конвейеры и винты повышают эффективность, снижают простой от ручной уборки.
• Полные обтекатели/корпуса: снизают брызги/распыление при фрезеровании, защищают операторов и среду.
• Вращающиеся столы (Rotary tables): добавление осей превращает 3-осевой станок в 4- или 5-осевую систему для сложных элементов с разными поверхностями (лопасти турбин).
• Быстрая загрузка паллет (Quick charging of chargers): مكоковые столы или автоматические системы загрузки деталей. Снижают простой, значительно увеличивают время работы шпинделя в большинстве систем ВМЦ.

Типичные применения ВМЦ: детали для сборки, отливки, автопром, формообразование/штамповка и многие другие металлорезающие задачи.

ВМЦ с передовыми функциями набирают популярность как более продуктивные члены арсенала ЦНЦ-станков цехов. Современные ВМЦ оспаривают мнение, что их нужно отправлять в редко посещаемые темные углы цеха или ограничивать доводкой. Традиционно ВМЦ дешевле горизонтальных центров, но без производственных возможностей.

Новые передовые технологии позволили ВМЦ сократить разрыв в производительности и дать конкурентное преимущество в быстрых и точных приложениях: авиация, медицина, энергетика и аналогичные требовательные отрасли. Функциональность ВМЦ значительно расширена: стол и конфигурация шпинделя для 4-й и 5-й осей, множественные паллет-ченджеры, больше инструментов, высокоскоростные шпиндели. ВМЦ способны обрабатывать самые сложные компоненты: лопасти реактивных роторов, турбинные лопасти для энергетики, крупные авиакомпоненты, точные формы и штампы.

Продвинутые функции некоторых станков гарантируют кратчайшие возможные циклы обработки, особенно в точных инкрементальных программах для одновременных 5-осевых операций и свободного формообразования. Включают: управление подачей с высоким усилением, высокие скорости вращательных осей, переменное управление ускорением, интеллектуальное карманное фрезерование. Спец. ПО для шестерен и метрологические блоки интегрируются в замкнутый цикл обработки.

Продвинутые осевые смещения ВМЦ принимают детали до 505 мм (19,88 дюйма) диаметром и 305 мм (12 дюймов) высотой. Быстрые скорости для трех линейных осей — 30 м/мин (1181 ipm). Некоторые модели с высокопроизводительным CAT-40 шпинделем 12 000 об/мин для всех обычных материалов (сталь, алюминий, чугун). Опционально 15 000 и 20 000 об/мин.

АТС на 60 инструментов сокращает наладку, позволяет избыточное оснащение и увеличивает беспилотные непрерывные операции. Процесс дает мастерским высокоточный и экономичный вариант фрезерования малых/средних партий шестерен стандартным инструментом.