怎样选择合适的加工中心

加工中心是一种先进的机床,能够通过材料切除来加工零件,通常是金属。一般情况下,我们泛指铣削或机械加工。本指南主要介绍CNC(计算机数控)加工中心和铣床。

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  • 如何选择加工中心?

    COMAU四轴加工中心

    对加工中心的选择将取决于几个标准:要制造的零件的形状和复杂性,要加工的材料,当然还有机器的尺寸

    根据要加工的零件形状 复杂性您可以选择:

    • 轴的数量:一台加工中心最少有3个线性轴,最多有7个轴。 行业内绝大多数机器都配备了5个轴。
    • 主轴方向:垂直或水平。

    最后,机器的大小也取决于空间您的车间或工厂的空间大小。

  • 加工中心需要多少个轴?

    Maschinenfabrik Berthold Hermle AG五轴加工中心

    加工中心所需的轴数取决于待加工零件的几何形状。 加工中心最常配备的是5轴,但也有3轴4轴加工中心,以及多达7轴的加工中心。 在本节中,我们将讨论五轴加工中心,因为它们在行业中最常见。 我们回顾一下:

    • 五轴联动加工中心
    • 3+2轴加工中心

    在五轴加工中心中,切削工具在X、Y和Z三个线性轴上移动,并同时在A和B两个旋转轴上旋转。 这就是所谓的五轴联动加工。 五轴联动加工的优点是能够在一次操作中加工复杂的零件。 当切削工具在5个轴上移动时,零件在5个侧面上进行加工。 这种配置对于复杂零件的加工特别有利,但成本很高。

    另一种可能的、价格较低的5轴配置是3+2。 在这种配置下,机器执行3轴铣削操作。 两个旋转轴用于确定方向并将切割工具锁定在一个固定的、倾斜的位置。 这种配置适用于加工不是很复杂的零件,用于粗加工或生产模具。

  • 应该选择立式还是卧式加工中心?

    Mazak卧式加工中心

    加工中心的主轴方向是垂直或水平的。 这两种系统都有优点和缺点。

    卧式加工中心

    • 主轴的方向是水平的,可以进行低角度切割,特别是在工件的侧面。
    • 这种加工方式适用于铣削槽口或塑造平面。
    • 适用于加工非常大的零件和复杂的几何形状。
    • 这种配置有助于芯片排空。
    • 刀具更换时间很快。
    • 提供了一个托盘更换功能。
    • 这种加工方式更适用于需要在几个面进行加工的重型零件。

    立式加工中心

    • 主轴的方向是垂直的,因此刀具从工件的顶部开始切割。
    • 可以在没有操作员干预的情况下,通过加工零件的所有面来加工大型零件。
    • 这种加工方式适用于模具的磨削和工具零件的加工。
  • 可以加工哪些不同的材料?

    在加工中可以使用不同的材料。 材料的选择将决定所需的功率,以及您的机器的主轴旋转。 每种材料都有几个要点需要考虑。

    材料 所需
    功率
    所需旋转速度(RPM) 必要特征
    高速主轴驱动电机
    生铁 高扭矩 低速 高扭矩主轴电机

    驱动系统

    刚性

    振动阻尼

    石墨/复合材料 低扭矩 高速主轴驱动电机

    热力稳定性

    除尘系统

    PVC 低扭矩 高速主轴驱动电机
    钛合金 高扭矩 低速 高扭矩主轴电机

    驱动系统

    刚性

    振动阻尼

    钢材 高扭矩 低速 高扭矩主轴电机

    驱动系统

    刚性

    振动阻尼

    刀具路径的几何形状

    玻璃/陶瓷/石材 高扭矩 非常低
    (以避免出现微裂缝)
    烧结金刚石工具
    木材 中扭矩 芯片疏散系统
  • 其他选择标准是什么?

     在选择加工中心时,还有一些其他的选择标准:

    • 速度:正如我们所看到的,您需要的速度取决于要加工的材料。 低硬度的材料需要高转速,特别是在精加工时。 较硬的材料需要较低的速度。
    • 是否有托盘装载机:这有助于无人值守操作,并缩短部分周期时间。
    • 自动装载/卸载:可以进行无人值守的加工。
    • 主轴的数量。
    • 数字控制:可以对加工中心必须执行的运动进行编程,以塑造一个特定的零件。
      • 数字系统可以控制加工工具、固定零件的托盘、零件更换系统和存储系统。
      • 数字控制实现了所有操作的自动化
  • 如何选择加工中心的尺寸?

    确定加工所需的冲程可以预测零件的制造和尺寸。您需要考虑到3个线性轴X、Y和Z,用毫米表示。

  • 加工中心的最新趋势是什么?

    哈斯自动化加工中心

    加工中心在工业生产中发挥着重要作用。 随着工业4.0和更智能、更高效、更清洁的未来工厂的到来,我们需要重新思考我们的制造流程。

    市场上正在出现新的趋势。 包括联网加工中心、绿色加工中心和混合加工中心。

    联网加工中心

    随着物联网和联网对象的兴起,加工中心也不例外。 加工中心越来越复杂,配备了定期传输数据的传感器(速度传感器、温度传感器等)。 以这种方式收集的数据可用于预测可能的机器故障和进行预防性维护。

    联网加工中心的另一个重要特点是可以通过平板电脑或手机远程控制它们,并在出现问题时得到24/7的提醒,以便可以立即启动干预措施。 因此,联网加工中心提供了更高的生产力和减少停机时间。

    绿色加工中心

    为了使制造过程更加环保,一些制造商已经开发了具有较低能耗环境影响的新型加工中心。

    例如,制造商BENZ已将能量回收技术整合到其机器中,以操作其传感器。 刀具的速度、振动机器产生的热量都是可以回收能量的要素,从而避免使用电池,而电池不可避免地不太环保,而且经常需要更换。

    混合加工中心

    这类加工中心在一台机器上结合了车削和铣削或铣削和3D打印。 DMG MORI是该领域的先驱,其Lasertec 65 3D结合了铣削和增材制造。

    混合型加工中心可以通过减少生产周期而更有效率。 还提供创造具有设计的零件的可能性,而这在其他方面是不可能的。 最后,由于混合加工中心的综合功能,可以通过拥有一台机器而不是两台机器来节省空间。

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