Что выбрать: горизонтальный или вертикальный обрабатывающий центр?
Как и многие другие вещи, ответ на эти вопросы сложен. Давайте начнем с рассмотрения того, как устроен каждый из них. На приведенной выше схеме мы можем увидеть схему оси для VMC (Вертикальный обрабатывающий центрили вертикальный фрезерный станок) слева, а макет для HMC (как вы уже догадались: горизонтальный обрабатывающий центр) справа. Тонкий серый прямоугольный блок — это стол станка, цилиндр — это шпиндель станка, а в случае с HMC серый куб — это надгробная плита. «Что такое надгробие?» — спросите вы. Это большой чугунный блок, который находится на вершине оси для вращения. Вы прикрепляете заготовки к боковым сторонам надгробия. Вы можете думать обо всем этом как о 4-й оси для HMC, и у них много общего с 4-й осью VMC, но они гораздо более распространены. В настоящее время можно увидеть много VMC, у которых нет 4-й оси, но большинство HMC используют их постоянно.
Плюсы HMC
Со всеми этими минусами, должна быть какая-то причина, по которой люди все еще покупают HMC, и она есть. Некоторые из ключей к пониманию причин очевидны из некоторых «проблем высокого качества», описанных для HMC. Проще говоря, для типов рабочих мест HMC могут быть гораздо более продуктивными, чем VMC, и будут более чем окупать себя. Большинство HMC имеют несколько фундаментальных преимуществ по сравнению с VMC.
Во-первых, эвакуация стружки обеспечивается под действием силы тяжести. На вертикальном обрабатывающем центре стружка в глубоких отверстиях и карманах находится на дне, и ее приходится вытаскивать с помощью охлаждающей жидкости или спирали фрезы. В HMC предметы переворачиваются на бок, и сила тяжести помогает вытащить чипсы. По крайней мере, это означает значительно меньшее повторное резание стружки, что приводит к увеличению стойкости инструмента и улучшению качества поверхности. Качество поверхности часто настолько лучше, что требуется меньше последующей обработки — многие детали имеют приемлемую отделку сразу после станка.
Во-вторых, эти машины более жесткие. Они имеют более прочную конструкцию, потому что предназначены для более крупносерийного производства, а структурная петля от шпинделя через держатель инструмента, к инструменту, через заготовку и обратно по колонне к шпинделю короче, а силы действуют более благоприятно на геометрию. Они меньше вибрируют, меньше отклоняются и реже болтают, чем VMC.
Наконец, и, возможно, самое важное, HMC обычно оснащаются опциями, которые значительно повышают производительность. Большинство HMC будут иметь возможность надгробия по 4-й оси. Многие также интегрируют его с устройством смены поддонов. Другим распространенным вариантом является высокое давление через подвод СОЖ шпинделя. Вы можете купить VMC с 4-й осью, вставить надгробную плиту в 4-ю ось, добавить смену поддона и добавить охлаждающую жидкость через шпиндель, но большинство VMC не настроены таким образом, и даже когда они сконфигурированы, все работает не так хорошо, как на HMC. Возьмем, к примеру, идею крепления заготовки 4th Axis на вертикальном обрабатывающем центре. Зазор представляет собой реальную проблему, потому что он должен помещаться между столом и шпинделем:
Для каждой детали можно получить доступ к 3 сторонам, но на надгробную плиту можно установить гораздо больше деталей. В довершение всего, надгробная плита HMC находится на сменном поддоне. В то время как одна полная надгробная плита с деталями обрабатывается, другая находится снаружи корпуса, где устанавливается или загружается/выгружается. Таким образом, HMC достигают 85% использования шпинделя по сравнению с 25% в среднем у VMC. Это означает, что шпиндель HMC работает более чем в 3 раза чаще и может легко производить более чем в 3 раза больше деталей, чем эквивалентный вертикальный обрабатывающий центр.
Раз уж мы заговорили о стоимости и производительности, давайте поговорим об операторах машин. Учитывая, что HMC может выполнять работу 3 VMC, это означает, что требуется меньше операторов. Это представляет собой большую часть дополнительной экономии, которая ставит HMC впереди VMC с точки зрения окупаемости инвестиций, если учесть все факторы и получить подходящие виды заданий для горизонтальной работы. При правильном креплении (которое может быть более сложным в проектировании и более дорогим в создании) многие мастерские утверждают, что для их операторов HMC требуется меньше обучения.
Чтобы завершить обсуждение профессионалов HMC, я хочу привести цитату от одного магазина, который утверждает, что они могут предлагать на 25% более низкие цены в своей HMC, чем в VMC, и при этом сохранять ту же норму прибыли. Они твердо верят, что в результате их HMC приносит им больше бизнеса. Учитывая большие объемы производства, более низкие котировки и возможность выполнять более сложную обработку, владение горизонтальным оборудованием может перевести цех в совершенно новую категорию, где он может участвовать в торгах за работы, которые он не мог выполнять раньше.
Лучшие возможности для HMC
Для тех мастерских, которые должны быть наиболее конкурентоспособными, иметь лучший опыт, иметь капитал для инвестиций и действительно могут позволить себе производить детали в больших объемах, HMC имеют большой смысл. Инвестиции действительно являются ключевым фактором для магазина, рассматривающего возможность создания HMC. Инвестиции в навыки, более дорогие обрабатывающие центры, а иногда и модернизированную оснастку. Из-за особенностей настройки инструмента и повышения точности, на которые им позволяют участвовать в торгах HMC, в другом магазине обнаружили, что им нужно инвестировать в CMM, потому что высотомеры и микрофоны просто не справлялись с этой задачей.
Лучшие возможности для VMC
Если инвестиционный капитал ограничен, если вы только начинаете и еще не накопили навыков и опыта, если вам нужна простота, если вы часто меняете работу и у вас очень мало машин, если вам редко нужно рассматривать работу по 4-й оси, и если вы выполняете много работы с большими пластинами, придерживайтесь VMC. Горизонтальные обрабатывающие центры редко являются первыми станками, которые покупает магазин. Приобретите первый VMC, перейдите ко второму, а затем рассмотрите HMC. Он может более чем удвоить емкость ваших 2 вертикальных обрабатывающих центров.