Высокая скорость вращения шпинделя не гарантирует быстрого получения готовой детали. При обработке детали с сорока отверстиями, двенадцатью резьбами и несколькими тонкими углублениями время теряется как между резами, так и внутри них. Смена инструмента, ускорение, позиционирование, измерение, удаление стружки, загрузка и восстановление резьбы могут определять, достигнет ли станок целевого результата.
Высокоскоростной сверлильно-нарезной центр наиболее ценен, когда в процессе обработки преобладают короткие, повторяющиеся операции. Он спроектирован для быстрого перемещения между отверстиями и инструментами, сохраняя при этом компактность процесса. Если деталь требует интенсивной черновой обработки, использования крупных фрез, глубоких резов с высоким крутящим моментом или очень большой рабочей зоны, то обычный вертикальный обрабатывающий центр может оказаться более подходящей платформой.
В этом руководстве для покупателей объясняется, откуда берется скорость, какие детали ее используют и о чем следует спрашивать, прежде чем принимать обещание по времени производственного цикла. Цель состоит не в том, чтобы найти самую быструю спецификацию, а в том, чтобы найти наиболее стабильный маршрут для требуемого количества качественных деталей за смену.
Центр высокоскоростного бурения и нарезания резьбы: быстрое решение.
Этот тип станка следует рассматривать в качестве предпочтительного, если работа включает в себя множество отверстий и резьбы, использование инструментов малого или среднего размера, легкое или умеренное фрезерование, надежную оснастку и достаточный объем, позволяющий экономить секунды на каждом движении для повторения процесса. Типичные кандидаты включают алюминиевые корпуса, электронные компоненты, кронштейны, крышки, радиаторы, пластины и компактные автомобильные компоненты.
В тех случаях, когда процесс требует более крупных инструментов, высокого крутящего момента, интенсивного съема материала, большей рабочей зоны, большей габаритной зоны или широкой гибкости при выполнении мелких заказов, выбирайте стандартный вертикально-фрезерный станок. Разделительной линией является тип фрезеровки, а не отраслевая маркировка.
Откуда на самом деле берется выигрыш во времени цикла?
Покупатели часто обращают внимание на частоту вращения шпинделя. Короткий цикл сверления и нарезания резьбы также зависит от:
- Быстрое перемещение и ускорение между объектами.
- Время смены инструмента в реальных условиях.
- Ускорение и замедление шпинделя.
- Позиционирование и поведение при укладывании тела.
- Глубина бурения, подход, отвод и операции по дроблению стружки.
- Жесткая синхронизация и реверсирование сигнала при переключении.
- Погрузка, проверка, промывка и разгрузка.
Экономия в одну секунду имеет значение, если она происходит сотни раз за смену. Время смены инструмента имеет меньшее значение, если станок ожидает шпинделя, использует длительный безопасный подход или останавливается для удаления стружки. Запрашивайте подробную разбивку цикла, а не одно итоговое число.
Геометрия детали и количество отверстий должны соответствовать требованиям к оборудованию.
Возьмите типовой чертеж и посчитайте отверстия по диаметру, глубине, допуску и резьбе. Отметьте, являются ли отверстия сквозными или глухими, пересекают ли они полости и имеют ли стружка свободный путь для выхода. Отметьте элементы фрезерования и наиболее крупную фрезу, которая, вероятно, будет использоваться.
Затем рассмотрим доступ к инструменту. Верхняя пластина обрабатывается просто. Корпус с отверстиями на четырех гранях может потребовать ручного вращения, четвертой оси или другой компоновки станка. Экономия секунд между отверстиями на верхней пластине не компенсирует несколько ручных настроек, если эти настройки преобладают на маршруте.
Объемы производства меняют ответ. Для прототипов простота оснастки может иметь большее значение, чем максимальное ускорение. В серийном производстве одни и те же быстрые перемещения и смена инструмента происходят достаточно часто, чтобы оправдать более тщательную оптимизацию.
Выбор шпинделя должен соответствовать размеру и материалу сверла.
Для сверления небольших диаметров алюминия можно эффективно использовать высокие обороты. Для сверления больших диаметров, резьбофрез, торцевых фрез и обработки стали может потребоваться иной баланс скорости, крутящего момента и мощности. Полезный диапазон должен охватывать весь перечень используемых инструментов, не допуская при этом чрезмерной нагрузки на шпиндель при выполнении важных операций.
Жесткость и биение держателя инструмента также имеют значение. В рекомендациях Sandvik Coromant по сверлению особо выделяются короткие сверла, жесткие и точные держатели, низкое биение и исправное состояние шпинделя. Эти моменты напрямую связаны с выбором станка, поскольку скорость работы усугубляет проблемы, связанные со слабым креплением и шпинделем.
Попросите поставщика указать в предложении самый большой сверло, самый маленький сверло, самое глубокое отверстие, самый требовательный метчик и самую большую фрезу. Шпиндель, выбранный под средний инструмент, все равно может выйти из строя на этапе, контролирующем цикл обработки.
При нарезании резьбы жестким методом необходимо создавать резьбу, а не просто быстро менять направление вращения.
Жесткая нарезка резьбы синхронизирует вращение шпинделя с подачей по оси. Более быстрое ускорение и реверсирование могут сократить время цикла, но качество резьбы также зависит от синхронизации, состояния инструмента, держателя, охлаждающей жидкости, удаления стружки, подготовки отверстия и материала.
Глухие отверстия менее удобны, поскольку стружка находится в ограниченном пространстве. Метчик, достигший запрограммированной глубины, все равно может забивать стружку на дно или повреждать резьбу при реверсировании. Необходимо проверить размер направляющего отверстия, зазор между дном и резьбой, глубину нарезания резьбы, подачу охлаждающей жидкости, а также определить, какой способ лучше: фасонное нарезание резьбы или фрезерование.
Полезное испытание должно включать фактический размер и глубину резьбы, а не только легко проходимые отверстия в мягком демонстрационном блоке. Согласуйте метод контроля: калибровочный шаблон, измерение резьбы или другой стандарт заказчика.
Контроль чипа может защитить скорость, которую вы приобрели.
При сверлении больших объемов отверстий происходит непрерывное образование стружки. Компания Sandvik Coromant отмечает, что высокопроизводительное сверление зависит от точности, эффективности и надежности. С точки зрения покупателя оборудования, надежность включает в себя удаление стружки до того, как она остановит сверление следующего отверстия.
Рассмотрите подачу охлаждающей жидкости через инструмент, внешние сопла, обдув воздухом, промывку корпуса, фильтрацию, вместимость резервуара и конструкцию конвейера. Материалы образуют различные формы стружки. Алюминий может образовывать большое количество легкой стружки; сталь может выделять тепло и длинную стружку; чугун образует мелкие абразивные частицы.
Контроль стружки следует проверить вокруг зажимного приспособления. Зажимы и карманы могут создавать ловушки, даже если станок оснащен эффективным конвейером. Если оператору приходится открывать дверцу каждые двадцать циклов для удаления стружки, то заявленный автоматический цикл неполный.
Для проверки ускорения и быстрого перемещения необходимы реальные испытания на детали.
Скорость быстрого перемещения обычно указывается как максимальная скорость. Короткие перемещения могут никогда не достичь этого максимума, поскольку ось должна ускоряться и замедляться. Поэтому компактная деталь со множеством расположенных рядом отверстий может в большей степени зависеть от ускорения и настройки управления, чем от верхней скорости быстрого перемещения.
Запрограммируйте типичный шаблон обработки. Включите в него безопасный подход, сверление, отвод инструмента, смену инструмента, нарезание резьбы, измерение и самое длительное перемещение по детали. Сравните измеренное время по каждому сегменту. Это покажет, где станок работает быстро, а где процесс ожидает завершения.
Не стоит жертвовать всем запасом прочности ради победы в демонстрации. Производственный цикл должен учитывать стружку, отклонения длины инструмента, допуски на приспособления и возможность восстановления работоспособности оператора. Лучший цикл — это тот, который может выполняться многократно без риска возникновения аварийной ситуации.
Конструкция станка по-прежнему имеет значение при легкой и быстрой резке.
Сверлильные и резьбонарезные центры часто ассорируются с обработкой меньших объемов материала, но жесткость конструкции остается важным фактором. Многократное ускорение, смещенные от центра зажимные приспособления, силы фрезерования и более крупные инструменты создают нагрузку на конструкцию. Компактный быстродействующий станок, вибрирующий во время необходимой операции обработки пазов, может сместить узкое место, а не устранить его.
Проверьте размеры стола, нагрузку, конструкцию направляющих, винтовую опору, расположение шпинделя и высоту зажимного приспособления. Если планируется четвертая ось, учтите ее массу и вылет. Убедитесь, что доступ к инструменту остается свободным на протяжении всего перемещения.
Проверка точности должна отражать характер расположения отверстий.
Станок может хорошо воспроизводить одно положение, но при этом демонстрировать проблемы на большой площади или после изменения температуры. Определите важные параметры: расположение отверстия, положение отверстия, выравнивание резьбы, перпендикулярность, соотношение между углублением и отверстием или расстояние между элементами рисунка.
Калибровка лазерного интерферометра позволяет оценить правильность позиционирования осей. Тестирование с помощью шарового стержня позволяет проверить поведение скоординированных осей. Пробная обработка детали связывает эти проверки оборудования с зажимным приспособлением, инструментами, материалом и программой. При крупносерийном производстве повторные измерения после более длительного цикла могут выявить особенности, которые не проявляются в первой холодной детали.
Автоматизация наиболее эффективна, когда краткосрочный цикл стабилен.
Быстрые циклы сверления и нарезания резьбы могут привести к тому, что ручная загрузка будет занимать значительную часть общего времени. Устройство для смены паллет, робот или простое загрузочное устройство могут повысить эффективность использования. Расчет должен включать время, затраченное на открытие двери, зажим, ориентацию детали, очистку стружки, измерение, срок службы инструмента и способ обработки бракованных деталей.
Автоматизация менее полезна, когда приспособление требует частой регулировки или сколы препятствуют стабильной посадке. Сначала стабилизируйте ручной процесс. Затем определите точное время ожидания, которое позволит исключить автоматизация.
Центр сверления и нарезания резьбы против стандартного вертикально-фрезерного станка
| Фактор принятия решения | Центр сверления и нарезания резьбы | Стандартный VMC |
|---|---|---|
| Типичная сила | Быстрое и многократное сверление отверстий, нарезание резьбы и легкое фрезерование. | Гибкие возможности фрезерования, более широкий выбор инструментов, более тяжелые резы. |
| Заготовка | Мелкие и средние детали и компактные приспособления | Более широкий диапазон размеров, веса и типов работ. |
| Изменения в инструменте | Оптимизировано для частых коротких операций. | Зависит от типа и конфигурации магазина. |
| Фокусировка шпинделя | Высокоскоростное сверление, нарезание резьбы и легкая резка | Более сбалансированное соотношение скорости, крутящего момента и фрезерования. |
| Наилучший финансовый сценарий | Стабильный уровень громкости, при котором секунды повторяются. | Смешанный формат работы и выполнения задач, требующих гибкости. |
Поставщику следует сравнить оба варианта, если деталь содержит как значительную фрезеровку, так и множество отверстий. Правильным решением может быть более быстрый сверлильный центр, более мощный вертикально-фрезерный станок или два станка, предназначенных для разных операций.
Что следует включить в запрос предложений (RFQ)
- Чертеж, материал, состояние запасов, размер сырья и размер готового изделия.
- Список отверстий с указанием диаметра, глубины, допуска и степени сквозного или глухого прохождения.
- Размеры резьбы, глубина, калибры и требуемые стандарты.
- Характеристики фрезерования, размер режущего инструмента и требуемая интенсивность съема материала.
- Размер партии, годовой объем, смены и целевое время цикла.
- Концепция оснастки, необходимость четвертой оси, планирование измерений и автоматизации.
- Охлаждающая жидкость, фильтрация, конвейер для стружки, интерфейс инструмента и настройки контроллера.
Запросите хронометраж, в котором будут учтены этапы резки, быстрого резания, смены инструмента, смены шпинделя, измерения и загрузки. Также запросите предполагаемые инструменты и условия резки. Это упростит проверку и воспроизведение обещанного результата.
Как компания Zhihe CNC оценивает проекты по сверлению и нарезанию резьбы
Компания Zhihe CNC предлагает широкий ассортимент специализированных центров для сверления и нарезания резьбы, а также вертикальные, горизонтальные, портальные, фрезерные и пятиосевые обрабатывающие центры. Более широкий спектр оборудования полезен, когда деталь находится на границе между высокоскоростным сверлением отверстий и более сложной общей обработкой.
Оценка начинается с чертежа, материала, списка отверстий и резьбы, требований к фрезерованию, оснастки и производственных целей. Затем компания Zhihe может сравнить диапазон шпинделя, ход, грузоподъемность инструмента, систему стружкоудаления, варианты четвертой оси, измерительную систему и автоматизацию. Пробная резка и проверка станка могут быть определены в рамках проекта.
Для оценки высокоскоростного сверлильно-нарезного обрабатывающего центра отправьте в компанию Zhihe CNC репрезентативную деталь и запросите анализ по этапам цикла. Наиболее полезное предложение должно объяснять, где достигается экономия времени и какие условия необходимы для ее сохранения.
Вопросы, которые задают покупатели о высокоскоростном сверлении и нарезании резьбы.
Центр сверления и нарезания резьбы предназначен только для алюминия?
Нет. Он может обрабатывать и другие материалы, если шпиндель, инструмент, охлаждающая жидкость и условия резки соответствуют требованиям. Алюминий часто используется для резки, поскольку высокая скорость и объем стружки позволяют обрабатывать множество компактных деталей.
Может ли станок выполнять фрезерные операции?
Да, в пределах возможностей шпинделя, конструкции, инструмента и рабочей зоны. Перед заменой обычного вертикально-фрезерного станка проверьте максимальную диаметр фрезы, глубину резания, материал и требуемую чистоту обработки.
Почему время смены инструмента имеет значение?
Детали, требующие множества коротких операций, часто меняют инструмент. Небольшая экономия повторяется в каждом цикле, но реальный результат также зависит от ускорения шпинделя, перемещения осей и стратегии программы.
Как следует тестировать производительность перехвата данных?
Используйте фактические данные о материале, размере резьбы, глубине, глухом или сквозном состоянии, охлаждающей жидкости и требуемом калибре. Проверьте поведение при реверсировании и образовании стружки, а также время цикла.
Всегда ли более высокий скоростной траверс сокращает цикл?
Нет. Короткие движения могут быть ограничены ускорением и замедлением. Используйте реальную схему расположения отверстий и измерьте всю программу целиком.
В каких случаях следует выбрать VMC?
Выбирайте вертикально-фрезерный станок, если для вас важнее тяжелое фрезерование, более крупные инструменты, больший крутящий момент, большая грузоподъемность стола или гибкость при выполнении различных задач, чем многократные операции по сверлению коротких отверстий.
Можно ли добавить четвертую ось?
Часто да, в зависимости от модели и конфигурации. Проверьте вращательный вес, зазор между зажимным устройством и инструментом, ход, доступ к инструменту, функции контроллера и оправданность сохраненных настроек.
Как лучше всего сравнить два заявления о времени выполнения заказа?
Используйте один и тот же чертеж, предположения относительно приспособлений, список инструментов, условия резки, зазоры безопасности, метод измерения и метод нагружения. Запросите у обоих поставщиков анализ временных характеристик с разбивкой по этапам.
Измерьте весь цикл. Компания Zhihe CNC может сравнить маршруты сверления и нарезания резьбы в центре и на вертикально-фрезерном станке вокруг детали, а затем определить шпиндель, инструменты, контроль стружки и приемочные испытания, необходимые для стабильного результата.
