В чем разница между вертикальной и горизонтальной обработкой?

Основное различие между вертикальной и горизонтальной обработкой

Принципиальное различие между вертикальной и горизонтальной обработкой заключается в ориентация шпинделя , который определяет, как режущий инструмент приближается к заготовке. В вертикальные обрабатывающие центры (VMC) шпиндель ориентирован вертикально, что означает, что инструмент перемещается вверх и вниз по оси Z, чтобы срезать верхнюю часть материала. И наоборот, в горизонтальных обрабатывающих центрах (HMC) шпиндель ориентирован горизонтально, что позволяет инструменту перемещаться из стороны в сторону и резать боковые грани детали.

Это структурное различие приводит к значительным различиям в эвакуации стружки, производительности детали и общей стоимости. Хотя VMC более распространены из-за их меньшие первоначальные инвестиции и простота установки , HMC превосходно справляются с крупносерийным производством и сложными многосторонними задачами обработки.

Понимание вертикальных обрабатывающих центров (VMC)

Структурный дизайн и доступность

VMC обычно имеет стационарный стол, на котором зажата заготовка, а шпиндель перемещается по осям X, Y и Z. Поскольку шпиндель расположен вертикально, у оператора есть ясная линия обзора к режущему действию. Это значительно упрощает настройку заданий, регулировку смещений и мониторинг процесса на предмет ошибок.

Идеальные варианты использования VMC

• Обработка больших плоских пластин или деталей, требующих тяжелой обработки на одной стороне.
• Прототипирование и мелкосерийное производство, где жизненно важна быстрая настройка.
• Такие операции, как фрезерование, сверление и растачивание в одной плоскости.

Например, цех по производству плоские кронштейны двигателя или простые алюминиевые корпуса почти всегда отдают предпочтение VMC, потому что зажим прост и затраты на инструменты, как правило, ниже.

Исследование горизонтальных обрабатывающих центров (HMC)

Интегрированная система поддонов

HMC часто оснащаются встроенным устройством смены поддонов. Пока машина режет деталь на одном поддоне, оператор может загрузить следующую деталь на второй поддон. Это значительно сокращает время простоя и увеличивает коэффициент использования шпинделя, часто превышая его эффективность 85% по сравнению с 60-70%, которые обычно наблюдаются на VMC.

Превосходная эвакуация стружки

В горизонтальном положении гравитация работает вместе с машиной, а не против нее. Когда инструмент режет боковую часть детали, металлическая стружка падает прямо от заготовки на конвейер для стружки. Это предотвращает «перерезка» чипсов , что может привести к повреждению поверхности и преждевременному износу дорогих твердосплавных концевых фрез.

Прямое сравнение: VMC и HMC

Выбор между этими двумя типами станков с ЧПУ требует анализа ваших производственных целей, доступного пространства и бюджета. В таблице ниже показаны основные различия.

Факторы производительности и пропускной способности

При рассмотрении вертикальные обрабатывающие центры , вы должны учитывать время, затраченное на «Переворот детали». Если деталь имеет элементы с четырех сторон, VMC требует четырех отдельных настроек. Каждая установка повышает риск человеческой ошибки и увеличивает общее время нахождения детали на станке.

Однако HMC часто использует приспособление для надгробия . Это большой прямоугольный блок, установленный на поворотном столе. К каждой грани надгробия можно прикрепить несколько частей. Когда стол вращается, шпиндель может получить доступ к трем или даже четырем сторонам каждой детали, причем оператор даже не касается заготовки. Это делает горизонтальную обработку В 3-4 раза производительнее для сложных, многосторонних компонентов, таких как корпуса коробок передач или блоки коллекторов.

Анализ затрат и рентабельность инвестиций

Первоначальные инвестиции против долгосрочной выгоды

Ни для кого не секрет, что HMC может стоить двойной или тройной цена стандартного VMC. Для небольшой мастерской цена качественного VMC в размере от 100 000 до 150 000 долларов вполне приемлема. HMC может начинаться с 350 000 долларов и более. Однако окупаемость инвестиций (ROI) достигается за счет экономии труда. Поскольку один оператор часто может управлять несколькими HMC благодаря автоматизированным системам поддонов, стоимость за деталь значительно падает в сценариях с большими объемами.

Оснастка и обслуживание

Вертикальные обрабатывающие центры обычно используют стандартные, менее дорогие приспособления, такие как тиски. Горизонтальные машины требуют специальных надгробий и более сложного крепления, что увеличивает первоначальную стоимость проекта. Техническое обслуживание HMC обычно требует больше усилий из-за сложности устройств смены паллет и поворотных осей.

Пространственные ограничения и планировка цеха

У VMC есть много меньшая занимаемая площадь . Если площадь цеха ограничена, вы можете разместить два или три VMC на площади, необходимой для одного большого HMC с пулом поддонов. Это обеспечивает более разнообразные возможности, если вы одновременно выполняете множество различных небольших заданий.

С другой стороны, если вы хотите расширить конкретную линейку продуктов, возможность отключения света горизонтальной машины оправдывает дополнительное пространство. Некоторые HMC могут быть связаны с Гибкие производственные системы (FMS) , где роботизированная железнодорожная система перемещает поддоны между несколькими машинами и станциями хранения, что позволяет осуществлять производство без участия человека в ночное время.

Окончательный вердикт: какое направление выбрать?

Решение редко принимается о том, какая машина «лучше» в абсолютном смысле, а скорее о том, какая машина лучше для вас. конкретный рабочий процесс . Если вы любитель, разработчик прототипов или магазин, торгующий огромным разнообразием простых деталей, вертикальные обрабатывающие центры предлагают необходимую универсальность и простоту использования. Не зря они являются «рабочими лошадками» современного механического цеха.

Если ваш бизнес растет и вы столкнулись с проблемой затрат на рабочую силу или теряете время на постоянную настройку деталей, следующим логическим шагом будет переход на горизонтальную обработку. Способность эффективно удалять стружку и резать несколько поверхностей за один цикл обеспечит конкурентное преимущество что вертикальная машина просто не может сравниться.