Poziome centrum obróbcze montuje wrzeciono poziomo, więc siła skrawania i ciężar ciężkiego przedmiotu obrabianego wciskają się w łoże maszyny, zamiast zwisać z pionowego stołu. W przypadku żeliwnych obudów, stalowych przekładni, korpusów zaworów, bloków pomp i dużych części konstrukcyjnych ten układ jest po prostu bardziej wyrozumiały. Wióry odpadają od miejsca cięcia pod wpływem grawitacji, zamiast gromadzić się wokół narzędzia, co zapewnia chłodniejszą pracę frezu i ogranicza ponowne cięcie tych samych wiórów.
Naturalny spływ wiórów jest jednym z powodów, dla których maszyny poziome osiągają dłuższy rzeczywisty czas skrawania w ciągu zmiany. Jednak sam układ nie sprawia, że maszyna nadaje się do ciężkiej pracy – czynią to znajdujące się pod nią podzespoły. Większość problemów, na które napotykają warsztaty przy ciężkiej obróbce zgrubnej, takich jak drgania, tolerancje dryftu i przedwczesne zużycie wrzeciona, ma swoje źródło w maszynie, która nie została dostosowana do obciążenia.
Moment obrotowy wrzeciona i głowica przekładniowa
Obróbka ciężka to praca wymagająca niskich prędkości i wysokiego momentu obrotowego. Frezowanie czołowe stali, wytaczanie dużych otworów i obróbka zgrubna odlewów wymagają stałego momentu obrotowego na frezie, a nie tylko wysokiej maksymalnej prędkości wrzeciona. Do tego rodzaju prac ogólnie preferowana jest głowica wrzeciona z przekładnią zamiast wrzeciona z napędem bezpośrednim lub paskiem. Dwu- lub trzybiegowa skrzynia biegów zwiększa moment obrotowy silnika w niskim zakresie, umożliwiając dużemu frezowi wykonywanie głębokich cięć bez przestojów.
Spójrz na krzywą momentu obrotowego, a nie na prędkość maksymalną. Wrzeciono zapewniające wysoki moment obrotowy w dolnym zakresie obrotów, w połączeniu z przewymiarowanymi łożyskami i wymuszonym smarowaniem, wytrzyma ciągłą, przerywaną obróbkę. Chłodzenie wrzeciona, zwykle poprzez cyrkulację oleju lub chłodziwa, ma równie duże znaczenie — gromadzenie się ciepła jest tym, co powoli niszczy dokładność i trwałość łożyska podczas długich cykli obróbki zgrubnej.
Sztywność konstrukcyjna i prowadnice
Rama to miejsce, w którym wytrzymała konsola HMC oddziela się od maszyny ogólnego przeznaczenia. Łóżka i kolumny są zbudowane z mocno żebrowanego żeliwa, często w układzie odwróconej litery T lub z zamkniętą ramą, i zaprojektowane w oparciu o analizę elementów skończonych, aby odsunąć elastyczność od strefy skrawania. Starzenie się lub odprężanie odlewów przed obróbką skrawaniem zapewnia stabilność konstrukcji przez lata, a nie miesiące.
W osiach, w przypadku dużych obciążeń, tradycyjnym wyborem są prowadnice skrzynkowe, ponieważ ich duża powierzchnia styku ślizgowego tłumi wibracje i pochłania siły skrawania. Prowadnice liniowe rolkowe działają szybciej i przy mniejszym tarciu, a dobrze zbudowane prowadnice rolkowe wytrzymują znaczne obciążenia, ale w przypadku najbardziej agresywnej obróbki zgrubnej stali i żeliwa, hartowane i szlifowane prowadnice skrzynkowe nadal zapewniają przewagę w zakresie tłumienia i sztywności. Śruby kulowe, napędy i serwomotory muszą być dopasowane do tej masy, w przeciwnym razie maszyna ugrzęźnie pod dużym obciążeniem.
Stół roboczy, paleta i uchwyt roboczy
Stół obrotowy i paleta definiują, co tak naprawdę można umieścić na maszynie. W przypadku ciężkich prac sprawdź maksymalne obciążenie stołu w porównaniu z rzeczywistą wagą najgęstszego przedmiotu obrabianego wraz z jego mocowaniem, a nie tylko w przypadku przeciętnego zadania. Paleta kwadratowa lub wymienna z osią B umożliwia obróbkę wielu powierzchni w jednym ustawieniu, co oznacza, że maszyny poziome oszczędzają najwięcej czasu na częściach pryzmatycznych.
Warto rozważyć dwupaletowy zmieniacz, nawet jeśli nie myślisz o sobie jak o zautomatyzowanym sklepie. Podczas pracy jednej palety następny surowy odlew można zamocować i sprawdzić poza strefą cięcia, dzięki czemu czas wrzeciona nie jest tracony na załadunek. Zwróć uwagę na siłę mocowania palety i powtarzalność lokalizacji – część, która przesuwa się pod ciężkim cięciem, marnuje czas zarówno metalu, jak i maszyny.
Usuwanie wiórów i stabilność termiczna
Ciężka obróbka zgrubna wytwarza duże ilości wiórów i ciepła, a sposób, w jaki maszyna sobie z tym radzi, ma bezpośredni wpływ na dokładność i czas sprawności. Maszyny poziome wykorzystują na swoją korzyść orientację wrzeciona, z przenośnikami wiórów, przepłukiwanymi obudowami i nachylonymi powierzchniami wewnętrznymi, które szybko usuwają wióry ze strefy roboczej. Skuteczne osłony utrzymują wióry i chłodziwo z dala od prowadnic i napędów, co jest niezbędne dla długoterminowej niezawodności.
Kontrola termiczna wykracza poza wrzeciono. Symetryczna konstrukcja maszyny, chłodzone śruby kulowe lub nakrętki oraz kompensacja ciepła otoczenia i wrzeciona pomagają zachować dokładność pozycji podczas długich prac oraz w warsztatach bez pomieszczeń o kontrolowanej temperaturze. Maszyna, która dryfuje w miarę nagrzewania, zmusi operatorów do ciągłego utrzymywania tolerancji.
Oprzyrządowanie, sterowanie i automatyzacja
Obszerny magazyn narzędzi ma znaczenie w przypadku skomplikowanych, ciężkich części, które często wymagają połączenia narzędzi do obróbki zgrubnej, półwykańczającej i wykańczającej oraz frezów o dużej średnicy. Sprawdź, czy magazyn może fizycznie pomieścić największe i najcięższe narzędzia, których używasz, i sprawdź rozmiar stożka — większy interfejs narzędzia jest lepiej dostosowany do dużych obciążeń podczas frezowania. Niezawodny pomiar narzędzia i wykrywanie uszkodzeń narzędzia zmniejsza ilość odpadów w przypadku cięć bez nadzoru lub przy niewielkim nadzorze.
Sterowanie powinno być znane Twojemu zespołowi i dobrze wspierane lokalnie, z głównym systemem CNC, który oferuje sztywne gwintowanie, szybkie przewidywanie i zarządzanie żywotnością narzędzi. Poza tym opcje takie jak zbiory palet, automatyczne zmieniacze palet oraz pomiary w trakcie lub w trybie offline zmieniają maszynę w urządzenie, które może pracować podczas przerw i nocnych zmian, co często powoduje zwrot kosztów cięższej maszyny.
Wniosek
Wybór poziomego centrum obróbczego do ciężkich prac sprowadza się do wzięcia pod uwagę prędkości wrzeciona i ceny czynników przenoszących obciążenie: niskiego momentu obrotowego, wytłumionej i żebrowanej konstrukcji, prowadnicy dopasowanych do sił skrawania, stołu i palety, które mogą pomieścić cały przedmiot obrabiany, oraz niezawodnego odprowadzania wiórów i temperatury. Możliwości narzędziowe, znajomość obsługi i automatyzacja palet decydują, ile z tych możliwości faktycznie możesz wykorzystać w trakcie zmiany.
