垂直マシニングセンターを選択する方法



パワー、スピード、精度

すべての金属加工作業の目的は、できるだけ早く公差内の金属を除去することです。すべてのショップでの問題は、VMCに必要な金属除去量、迅速な取り外し、許容値を定義することです。VMCのパワー、スピード、精度に影響を与える相互に関連する要因はたくさんありますが、スピンドル駆動システム、マシンオペレーティングシステム(コンピュータ数値制御)、軸駆動システムの3つの基本があります。スピンドル駆動システムは、切削工具に金属を取り除く電力を供給します。制御または「機械オペレーティングシステム」は、VMCの頭脳であり、機械の動きを調整します。軸駆動システムは「乗り心地」です。VMCの動きはどのくらい滑らかで、許容可能な表面仕上げ品質で一貫して正確な部品にどのように変換されますか?「乗車」または軸駆動システムの品質は、フレームとX-Y-Zウェイシステムの構築の機能です。これは機械のハードウェアであり、剛性、振動減衰容量、および側面推力に対する抵抗を決定します。あなたのお金のために最高の買い物をするためにあなたの店のニーズに対して評価しなければならないこれらの3つの重要な領域(パワー、スピード、精度)のバランスです。

材料

スピンドルrpm、低速トルク、高速馬力など、VMCの基本的な要件は、機械加工する材料によって確立されます。例えば、柔らかい材料は仕上げに高速を必要とし、硬質材料は低速トルクと同様に、側面推力の影響を低減する剛性を必要とする。

以下は、対応する機械の要件に一致する一般的に使用される材料と、そのニーズを満たす機能のリストです。

生産量

私たちは皆、スループットが重要であることに同意することができます。しかし、プロトタイプとショートランのスループットには、長い実稼働とは異なる機能が必要です。プロトタイプを加工する場合は、プログラム編集、作業エンベロープからの制御へのアクセス、テーブルの高さ、および熱安定性のための冷却システムなど、セットアップをより迅速かつ容易にする何でも重要になります。VMCが長時間の生産実行または専用の生産実行の場合、自動ローディングとチップの取り外しは、リスト上で高くなります。

品質

品質は、制御、エンコーダ、方法システム、建設、剛性の機能です。コントロールは正確で、定期的に調整する必要があります。ロータリエンコーダ、ガラススケール、レーザースケールなど、さまざまな種類のエンコーダーを利用できます。それらはより高い速度で次第に高い正確さを提供する。

もう一つの問題は、剛性、振動減衰、および重い加工操作中に側面推力に耐える能力に影響を与えるシステムです。

加工業務

高いプログラム実行速度、スピンドル同心性、ランプアップ/ランプダウンなど、3Dコンターを備えたアルミニウムモールドを加工するために必要なVMC機能は、必ずしも真鍮で穴を開けるために必要な機能と同じではありません。2D部品を使用する場合は、高いフィードレートとツールチェンジ速度が重要になります。ニーズを満たさなければならない。垂直加工センター.

スピンドル駆動システム

一般的に、スピンドルはVMCの心臓部と考えられる。スピンドルは工具を保持し、金属切削加工を行います。スピンドルは、一貫したランアウト、剛性、転がりトルク、低発熱、熱安定性を持っている必要があります。工作機械の作成者が柔軟性を押し上げるのと同じくらい、ほとんどのスピンドルは他のアプリケーションよりも優れている。たとえば、高速でアルミニウムを機械加工するスピンドルは、低速で高トルクの切断操作を行うように設計されたスピンドルと同じ金属切削能力を低速度で持たない場合があります。

スピンドルは、様々な速度、トルク、馬力の定格があります。材料に関する前のセクションでは、加工物は速度、トルク、馬力に対するベアリングを持っていることを述べました。単速VMCは速度、トルクおよび馬力の範囲を制限するので、多くのVFCは低速でトルクを高めるために2つまたは3つの速度のギヤ付きまたはベルトの伝達を利用する。しかし、トランスミッションは高速で摩擦を引き起こし、ギアトランスミッションはベルトトランスよりも摩擦を引き起こします。だから、高速で、スピンドルモーターの馬力は摩擦を補うために奪われています。ギアドトランスミッションによって発生する摩擦は、熱安定性と振動を分離する建設技術のために冷却によって放散されなければならない熱と振動に変換します。トランスミッションの代替手段として、2つの異なるモーター巻線を使用して2つの速度範囲を作成するトランスミッションがあります。

従来のローラー、ボール、ハイブリッド軸受、セラミック軸受、静水、空気、磁気、組み合わせなど、さまざまなスピンドルベアリングを利用できます。各軸受システムには、それぞれ長所と短所があります。ローラーベアリングは硬く、耐久性がありますが、熱を発生させる可能性があり、性能を損ないます。通常、ボールベアリングは、より少ない熱を生成し、ローラーベアリングよりもはるかに速く実行しますが、それほど硬くはありません。セラミックボールとスチールレースを持つハイブリッドベアリングは、質量が少なく、剛性が高いため、従来のボールベアリングよりも速く走ることができますが、脆いためにクラッシュで失敗する可能性が高くなります。

静水圧および流体力学的軸受は、回転部材を流体フィルムで支持します。低速アプリケーションでは、静水軸受は非常に硬く、摩擦がなく、高速アプリケーションでは硬くないか、冷却が必要です。熱生成は、エアベアリングの問題ではありません。ただし、硬くはないため、不安定になる可能性があります。磁気ベアリングは、エアベアリングよりも優れた制御特性を持ちますが、衝撃から保護する必要があります。

建設

ほとんどのMVMは、優れた全体的な強度と振動減衰特性と低コストのため、鋳造を利用しています。壁の厚さのばらつきが冷却や歪みの問題を引き起こす可能性があるため、鋳造物には均一に厚い壁が必要です。細い断面は、応力が発生すると脆くなり、歪みが生じる可能性があります。

一部のVmcsは、通常鋼で作られている溶接を利用しています。少量では、溶接は鋳物よりもコストが低く、同じサイズと重量の鋳造と比較すると硬くて強くなります。一般に、溶接は鋳物よりも硬く、減衰特性が低くなります。したがって、低速でのパフォーマンスは良好ですが、高速では溶接は振動やチャタリングの影響を受けやすく、表面の仕上げが粗くなる可能性があります。

複合材料、アルミニウム、チタンなど、より軽量な新しい材料も工作機械の建設に使用されています。これらの材料は、新しい高性能マシンで大きな利点を提供することができます。たとえば、質量を減らすと加速と減速が容易になります。複合材料の使用は、高強度と重量に対する剛性と熱安定性のために増加しています。

ウェイシステム

工作機械の方法システムは、スピンドルとテーブルをサポートする耐荷重部品を含むだけでなく、その動きを導く。ボックスの方法と線形ガイドは、2 つの主要なタイプのウェイ システムです。各システムには、その正と負の特性があります。残念ながら、1つのタイプのウェイシステムは、すべてのアプリケーションに適しているわけではありません。工作機械の市場にいるときは、システムを特定のアプリケーションに合わせる必要があります。

私たちは、ボックスウェイシステムは、より正確な部品を生成するより長い寿命と少ない振動をVMCを提供すると信じています。ボックスの方法の振動減衰特性は、工具寿命を延ばし、より滑らかな表面仕上げを可能にします。アプリケーションで高い精度と、厳しい公差を持つ困難な材料を加工する能力が必要な場合、ボックスウェイシステムを備えたVMCは最適なソリューションを提供する可能性が高くなります。

リニアガイドを持つVmcは、より高速な位置決めを提供します。しかし、振動を湿らし、側面の推力に耐え、クラッシュによる損傷に抵抗する能力が低下します。VMCの初期コストが懸念される場合、加工する材料は困難ではなく、重い粗加工/切断操作は必要ではなく、許容差/表面仕上げは重要ではなく、工作機械リニアガイド加工センター良い解決策になる可能性があります。

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