Analiza funcțiilor și industriilor aplicabile ale centrelor de prelucrare
I. Introducere
Centrele de prelucrare, echipamente cheie în industria prelucrătoare modernă, sunt renumite pentru precizia, eficiența și multifuncționalitatea lor ridicate. Acestea integrează diverse procese de prelucrare și sunt capabile să finalizeze prelucrarea multi-proces a pieselor complexe într-o singură prindere, reducând semnificativ timpul de returnare a pieselor între diferite mașini-unelte și erorile de prindere și îmbunătățind remarcabil precizia prelucrării și eficiența producției. Diferite tipuri de centre de prelucrare, cum ar fi centrele de prelucrare verticale, centrele de prelucrare orizontale, centrele de prelucrare cu mese multiple și centrele de prelucrare compuse, au fiecare caracteristici structurale și avantaje funcționale unice, care sunt potrivite pentru prelucrarea diferitelor tipuri de piese și cerințele diferitelor scenarii de producție. O înțelegere aprofundată a caracteristicilor funcționale ale acestor centre de prelucrare este de mare importanță pentru selecția și aplicarea rațională a centrelor de prelucrare pentru a îmbunătăți nivelul de producție și calitatea produselor din industria prelucrătoare.
Centrele de prelucrare, echipamente cheie în industria prelucrătoare modernă, sunt renumite pentru precizia, eficiența și multifuncționalitatea lor ridicate. Acestea integrează diverse procese de prelucrare și sunt capabile să finalizeze prelucrarea multi-proces a pieselor complexe într-o singură prindere, reducând semnificativ timpul de returnare a pieselor între diferite mașini-unelte și erorile de prindere și îmbunătățind remarcabil precizia prelucrării și eficiența producției. Diferite tipuri de centre de prelucrare, cum ar fi centrele de prelucrare verticale, centrele de prelucrare orizontale, centrele de prelucrare cu mese multiple și centrele de prelucrare compuse, au fiecare caracteristici structurale și avantaje funcționale unice, care sunt potrivite pentru prelucrarea diferitelor tipuri de piese și cerințele diferitelor scenarii de producție. O înțelegere aprofundată a caracteristicilor funcționale ale acestor centre de prelucrare este de mare importanță pentru selecția și aplicarea rațională a centrelor de prelucrare pentru a îmbunătăți nivelul de producție și calitatea produselor din industria prelucrătoare.
II. Centre de prelucrare verticale
(A) Caracteristici funcționale
- Capacitate de prelucrare multi-proces
Axul principal este dispus vertical și poate realiza diverse procese de prelucrare, cum ar fi frezarea, găurirea, găurirea cu filet și filetarea. Are cel puțin trei axe cu două legături și, în general, poate realiza o legătură pe trei axe. Unele modele de înaltă performanță pot realiza chiar și un control pe cinci și șase axe, ceea ce poate satisface cerințele de prelucrare a suprafețelor și contururilor curbate relativ complexe. De exemplu, în fabricarea matrițelor, în timpul procesului de frezare a cavității matriței, formarea suprafețelor curbate de înaltă precizie poate fi realizată prin legătură multi-axe. - Avantaje în fixare și depanare
- Prindere convenabilă: Piesele de prelucrat pot fi ușor prinse și poziționate, putând fi utilizate dispozitive comune precum clești cu fălci plate, plăci de presiune, capete divizoare și mese rotative. Pentru piese mici cu forme regulate sau neregulate, cleștii cu fălci plate le pot fixa rapid, facilitând procesarea în loturi.
- Depanare intuitivă: Traiectoria de mișcare a sculei așchietoare este ușor de observat. În timpul depanării programului, operatorii pot vedea intuitiv traiectoria de rulare a sculei așchietoare, ceea ce este convenabil pentru inspecția și măsurarea la timp. Dacă se constată probleme, mașina poate fi oprită imediat pentru procesare sau programul poate fi modificat. De exemplu, la prelucrarea unui nou contur de piesă, erorile pot fi detectate rapid prin observarea vizuală a faptului dacă traiectoria sculei așchietoare este în concordanță cu traiectoria presetată.
- Răcire bună și îndepărtare a așchiilor
- Răcire eficientă: Condițiile de răcire sunt ușor de stabilit, iar agentul de răcire poate ajunge direct la scula așchietoare și la suprafața de prelucrare, reducând eficient uzura sculei și temperatura de prelucrare a piesei de prelucrat și îmbunătățind calitatea suprafeței prelucrate. La tăierea materialelor metalice, o cantitate suficientă de agent de răcire poate reduce deformarea termică a sculei așchietoare și poate asigura precizia prelucrării.
- Îndepărtarea lină a așchiilor: Așchiile sunt ușor de îndepărtat și de căzut. Datorită efectului gravitației, așchiile cad în mod natural, evitând situația în care așchiile zgârie suprafața prelucrată. Acest lucru este potrivit în special pentru prelucrarea materialelor metalice mai moi, cum ar fi aluminiul și cuprul, împiedicând reziduurile de așchii să afecteze finisajul suprafeței.
(B) Industrii aplicabile
- Industria de prelucrare a mașinilor de precizie: Cum ar fi fabricarea de componente mici de precizie, inclusiv piese de ceasuri, piese structurale miniaturale ale dispozitivelor electronice etc. Capacitatea sa de prelucrare de înaltă precizie și caracteristicile convenabile de prindere și depanare pot satisface cerințele complexe de prelucrare ale acestor piese minuscule și pot asigura precizia dimensională și calitatea suprafeței.
- Industria de fabricație a matrițelor: Pentru prelucrarea cavităților și miezurilor matrițelor mici, centrele de prelucrare verticale pot efectua în mod flexibil operațiuni precum frezarea și găurirea. Cu ajutorul funcției de conectare multiaxială, se poate realiza prelucrarea suprafețelor curbate complexe ale matrițelor, îmbunătățind precizia de fabricație și eficiența producției matrițelor și reducând costurile de fabricație ale acestora.
- Domeniul educației și cercetării științifice: În laboratoarele studenților de inginerie mecanică din colegii și universități sau instituții de cercetare științifică, centrele de prelucrare verticale sunt adesea utilizate pentru demonstrații didactice și experimente de prelucrare a pieselor în proiecte de cercetare științifică, datorită funcționării lor relativ intuitive și structurii relativ simple, ajutând studenții și cercetătorii științifici să se familiarizeze cu funcționarea și procesele de prelucrare ale centrelor de prelucrare.
III. Centre de prelucrare orizontale
(A) Caracteristici funcționale
- Prelucrare multiaxială și înaltă precizie
Axul principal este poziționat orizontal și are, în general, trei până la cinci axe de coordonate, adesea echipat cu o axă rotativă sau o masă rotativă, care poate realiza prelucrarea pe mai multe fețe. De exemplu, la prelucrarea pieselor de tip cutie, prin intermediul mesei rotative, frezarea, găurirea, găurirea, filetarea etc. pot fi efectuate secvențial pe cele patru fețe laterale, asigurând precizia pozițională între fiecare față. Precizia de poziționare poate ajunge la 10 μm - 20 μm, viteza axului principal este între 10 - 10000 r/min, iar rezoluția minimă este în general de 1 μm, ceea ce poate îndeplini cerințele de prelucrare a pieselor de înaltă precizie. - Magazie de scule de mare capacitate
Capacitatea magaziei de scule este în general mare, iar unele pot stoca sute de scule așchietoare. Acest lucru permite prelucrarea pieselor complexe fără schimbări frecvente ale sculelor, reducând timpul auxiliar de prelucrare și îmbunătățind eficiența producției. De exemplu, în prelucrarea componentelor aerospațiale, pot fi necesare diverse tipuri și specificații de scule așchietoare, iar o magazie de scule de mare capacitate poate asigura continuitatea procesului de prelucrare. - Avantajele prelucrării în loturi
Pentru piesele de tip cutie produse în loturi, atâta timp cât sunt fixate o singură dată pe masa rotativă, se pot prelucra mai multe fețe, iar pentru cazurile în care cerințele de toleranță pozițională, cum ar fi paralelismul dintre sistemele de găuri, perpendicularitatea dintre găuri și fețele frontale, sunt relativ mari, este ușor să se asigure precizia prelucrării. Datorită depanării relativ complexe a programului, cu cât numărul de piese prelucrate este mai mare, cu atât timpul mediu în care fiecare piesă ocupă mașina-unealtă este mai mic, deci este potrivită pentru prelucrarea în loturi. De exemplu, în producția de blocuri de motor pentru automobile, utilizarea centrelor de prelucrare orizontale poate îmbunătăți semnificativ eficiența producției, asigurând în același timp calitatea.
(B) Industrii aplicabile
- Industria constructoare de automobile: Prelucrarea pieselor de tip cutie, cum ar fi blocurile motor și chiulasele, este o aplicație tipică a centrelor de prelucrare orizontale. Aceste piese au structuri complexe, cu numeroase sisteme de găuri și planuri de prelucrat și cerințe extrem de ridicate pentru precizia pozițională. Capacitatea de prelucrare multi-față și caracteristicile de înaltă precizie ale centrelor de prelucrare orizontale pot satisface cu succes cerințele de producție și pot asigura performanța și fiabilitatea motoarelor auto.
- Industria aerospațială: Componente precum carcasa motorului și trenul de aterizare al motoarelor aerospațiale au forme complexe și cerințe stricte privind rata de îndepărtare a materialului, precizia de prelucrare și calitatea suprafeței. Magazia de scule de mare capacitate și capacitatea de prelucrare de înaltă precizie a centrelor de prelucrare orizontale pot face față provocărilor de prelucrare ale diferitelor materiale (cum ar fi aliajul de titan, aliajul de aluminiu etc.), asigurând că respectiva calitate și performanță a componentelor aerospațiale respectă standarde înalte.
- Industria de producție a utilajelor grele: Cum ar fi prelucrarea pieselor mari de tip cutie, cum ar fi cutiile reductoarelor și bancurile de mașini-unelte. Aceste piese au un volum mare și o greutate mare. Dispunerea orizontală a axului și capacitatea puternică de tăiere a centrelor de prelucrare orizontale le permit prelucrarea stabilă, asigurând precizia dimensională și calitatea suprafeței pieselor, îndeplinind cerințele de asamblare și utilizare ale utilajelor grele.
IV. Centre de prelucrare cu mese multiple
(A) Caracteristici funcționale
- Prindere și prelucrare online cu mai multe mese
Are mai mult de două mese de lucru înlocuibile, iar schimbarea meselor de lucru se realizează prin intermediul șinelor de transport. În timpul procesului de prelucrare, se poate realiza prinderea online, adică prelucrarea și încărcarea și descărcarea pieselor de prelucrat se efectuează simultan. De exemplu, la prelucrarea unui lot de piese identice sau diferite, când se prelucrează piesa de prelucrat de pe o masă de lucru, celelalte mese de lucru pot efectua încărcarea și descărcarea pieselor de prelucrat și lucrările de pregătire, îmbunătățind considerabil rata de utilizare a mașinii-unelte și eficiența producției. - Sistem de control avansat și magazie de scule de mare capacitate
Adoptă un sistem CNC avansat cu viteză mare de calcul și capacitate mare de memorie, care poate gestiona sarcini complexe de prelucrare și logica de control a meselor multiple. În același timp, magazia de scule are o capacitate mare de a satisface diversele cerințe ale sculelor la prelucrarea diferitelor piese. Structura sa este complexă, iar mașina-unealtă ocupă o suprafață mare pentru a găzdui mai multe mese de lucru și mecanismele de transfer aferente.
(B) Industrii aplicabile
- Industria electronică și a aparatelor electrice: Pentru producția în serie a carcasei și pieselor structurale ale unor produse electronice mici, centrele de prelucrare cu mese multiple pot comuta rapid diferite sarcini de prelucrare pentru a satisface cerințele de prelucrare ale diferitelor modele de produse. De exemplu, în prelucrarea carcasei telefoanelor mobile, a radiatoarelor de computer și a altor componente, prin lucrul coordonat al meselor multiple, eficiența producției este îmbunătățită pentru a satisface cererea pieței pentru reînnoirea rapidă a produselor electronice.
- Industria dispozitivelor medicale: Componentele dispozitivelor medicale au adesea o mare varietate și cerințe de precizie ridicată. Centrele de prelucrare cu mese multiple pot prelucra diferite tipuri de piese de dispozitive medicale pe același dispozitiv, cum ar fi mânerele și piesele articulare ale instrumentelor chirurgicale. Prin prindere online și un sistem de control avansat, se asigură precizia și consecvența prelucrării pieselor, îmbunătățind calitatea producției și eficiența dispozitivelor medicale.
- Industria de prelucrare a mașinilor personalizate: Pentru producția în loturi mici a unor produse personalizate, centrele de prelucrare cu mese multiple pot răspunde flexibil. De exemplu, pentru piesele personalizate mecanic conform cerințelor speciale ale clienților, fiecare comandă poate avea o cantitate mică, dar o varietate diversă. Centrele de prelucrare cu mese multiple pot ajusta rapid procesul de prelucrare și metoda de prindere, reducând costurile de producție și scurtând ciclul de producție, asigurând în același timp calitatea.
V. Centre de prelucrare compuse
(A) Caracteristici funcționale
- Prelucrare multifață și garanție de înaltă precizie
După o singură strângere a piesei de prelucrat, pot fi prelucrate mai multe fețe. Centrul de prelucrare obișnuit cu cinci fețe poate finaliza prelucrarea a cinci fețe, cu excepția feței inferioare de montare, după o singură strângere, având funcțiile atât ale centrelor de prelucrare verticale, cât și orizontale. În timpul procesului de prelucrare, toleranța pozițională a piesei de prelucrat poate fi garantată eficient, evitând acumularea de erori cauzate de strângerile multiple. De exemplu, la prelucrarea unor componente aerospațiale cu forme complexe și fețe multiple de prelucrare, centrul de prelucrare compus poate finaliza mai multe procese de prelucrare, cum ar fi frezarea, alezarea, găurirea pe mai multe fețe într-o singură strângere, asigurând precizia pozițională relativă între fiecare față. - Realizare multifuncțională prin rotația axului sau a mesei
O formă este aceea că axul principal se rotește la un unghi corespunzător pentru a deveni un centru de prelucrare vertical sau orizontal; cealaltă este aceea că masa se rotește odată cu piesa de prelucrat, în timp ce axul principal nu își schimbă direcția pentru a realiza prelucrarea pe cinci fețe. Acest design multifuncțional permite mașinii de prelucrare compuse 中心 să se adapteze la piese de prelucrat cu diferite forme și cerințe de prelucrare, dar duce și la o structură complexă și la un cost ridicat.
(B) Industrii aplicabile
- Industria de fabricație a matrițelor de înaltă calitate: Pentru unele matrițe mari și complexe pentru panouri auto sau matrițe de injecție de precizie, centrul de prelucrare compus poate finaliza prelucrarea de înaltă precizie a mai multor fețe ale matriței într-o singură prindere, inclusiv prelucrarea cavităților, miezurilor și a diverselor caracteristici de pe laterale, îmbunătățind precizia de fabricație și calitatea generală a matriței, reducând lucrările de ajustare în timpul asamblării matriței și scurtând ciclul de fabricație a matriței.
- Domeniul de producție de precizie aerospațială: Componentele cheie, cum ar fi palele și rotoarele motoarelor aerospațiale, au forme complexe și cerințe extrem de ridicate pentru precizie și calitate a suprafeței. Prelucrarea multi-față și capacitățile de garantare a preciziei ridicate ale centrului de prelucrare compus pot satisface cerințele de prelucrare ale acestor componente, asigurându-le performanța și fiabilitatea în condiții extreme de lucru, cum ar fi temperaturi ridicate și presiuni ridicate.
- Industria de producție a echipamentelor de înaltă performanță: Pentru prelucrarea componentelor cheie ale mașinilor-unelte CNC de înaltă precizie, cum ar fi prelucrarea paturilor și coloanelor mașinilor-unelte, centrul de prelucrare compus poate finaliza prelucrarea multi-față a acestor componente, asigurând perpendicularitatea, paralelismul și alte precizii poziționale între fiecare față, îmbunătățind precizia generală de asamblare și performanța mașinilor-unelte CNC și promovând progresul tehnologic al industriei de producție a echipamentelor de înaltă performanță.
VI. Concluzie
Centrele de prelucrare verticale joacă un rol important în industrii precum cele ale pieselor mici de precizie și ale fabricării de matrițe, datorită avantajelor de prindere convenabilă și depanare intuitivă; centrele de prelucrare orizontale sunt utilizate pe scară largă în domenii precum industria automobilistică și industria aerospațială, datorită avantajelor prelucrării multiaxe, a magaziei de scule de mare capacitate și a prelucrării în loturi; centrele de prelucrare cu mese multiple sunt potrivite pentru producția în loturi sau personalizată în industrii precum electronica și aparatele electrice, dispozitivele medicale, datorită capacităților lor de prindere online și manipulare multi-task; centrele de prelucrare compuse ocupă o poziție importantă în domeniile de producție de înaltă calitate, cum ar fi matrițele de înaltă calitate, fabricația de precizie aerospațială, datorită prelucrării multi-fețe și caracteristicilor de garanție de înaltă precizie. În industria modernă, în funcție de diferitele cerințe de prelucrare a pieselor și scenarii de producție, selecția și aplicarea rațională a diferitelor tipuri de centre de prelucrare își pot exercita pe deplin avantajele funcționale, pot îmbunătăți eficiența producției și calitatea produselor și pot promova dezvoltarea industriei prelucrătoare către inteligență, precizie ridicată și eficiență ridicată. Între timp, odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei, funcțiile centrelor de prelucrare vor continua să fie îmbunătățite și extinse, oferind un suport tehnic mai puternic pentru inovarea și modernizarea industriei prelucrătoare.
Centrele de prelucrare verticale joacă un rol important în industrii precum cele ale pieselor mici de precizie și ale fabricării de matrițe, datorită avantajelor de prindere convenabilă și depanare intuitivă; centrele de prelucrare orizontale sunt utilizate pe scară largă în domenii precum industria automobilistică și industria aerospațială, datorită avantajelor prelucrării multiaxe, a magaziei de scule de mare capacitate și a prelucrării în loturi; centrele de prelucrare cu mese multiple sunt potrivite pentru producția în loturi sau personalizată în industrii precum electronica și aparatele electrice, dispozitivele medicale, datorită capacităților lor de prindere online și manipulare multi-task; centrele de prelucrare compuse ocupă o poziție importantă în domeniile de producție de înaltă calitate, cum ar fi matrițele de înaltă calitate, fabricația de precizie aerospațială, datorită prelucrării multi-fețe și caracteristicilor de garanție de înaltă precizie. În industria modernă, în funcție de diferitele cerințe de prelucrare a pieselor și scenarii de producție, selecția și aplicarea rațională a diferitelor tipuri de centre de prelucrare își pot exercita pe deplin avantajele funcționale, pot îmbunătăți eficiența producției și calitatea produselor și pot promova dezvoltarea industriei prelucrătoare către inteligență, precizie ridicată și eficiență ridicată. Între timp, odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei, funcțiile centrelor de prelucrare vor continua să fie îmbunătățite și extinse, oferind un suport tehnic mai puternic pentru inovarea și modernizarea industriei prelucrătoare.