تفاوت بین ماشینکاری عمودی و افقی چیست؟
راهنمای فنی عمیق برای صنعت ماشین ابزار: تفاوتهای اساسی و معیارهای عملکرد اصلی مراکز ماشینکاری عمودی در مقابل افقی (VMC در مقابل HMC)
در صنعت ماشین ابزار CNC،تراشکاری عمودی cncهاو مراکز ماشینکاری افقی دو دسته رایج را نشان میدهند. هنگام تصمیمگیری برای خرید، بسیاری از شرکتها اغلب خود را بین دو گزینه گیر میبینند:تراشکاری عمودی cncها هزینههای کمتری ارائه میدهند اما با تنگناهایی در بهرهوری مواجه هستند، در حالی که مراکز ماشینکاری افقی از راندمان بسیار بالایی برخوردارند اما به سرمایهگذاری اولیه سرسامآوری نیاز دارند.
۱. جهت و ردپای اسپیندل (تفاوتهای پیکربندی فیزیکی):
تراشکاری عمودی CNC (VMC):
اسپیندل به صورت عمودی و عمود بر کف قرار گرفته است. این دستگاه معمولاً دارای ساختار فشرده "C-frame" است. به دلیل طراحی سادهتر، فضای کمتری را اشغال میکند و معمولاً فقط به ۴ تا ۱۰ متر مربع فضای کارگاه نیاز دارد.
مراکز ماشینکاری افقی (HMC):
اسپیندل به صورت افقی و موازی با کف قرار گرفته است. این ماشینها معمولاً مجهز به یک میز چرخشی محور B یکپارچه و یک سیستم تعویض پالت اتوماتیک (APC) هستند. به دلیل وزن زیاد و اضافه شدن اجزای خودکار، مساحت اشغالی آنها معمولاً 2 تا 3 برابر بزرگتر از یک تراش CNC عمودی با مشخصات معادل (بیش از 15 تا 30 متر مربع) است.
۲. میزان استفاده از اسپیندل و زمان برش (اختلاف در راندمان):
این مهمترین معیاری است که شکاف بهرهوری بین دو نوع ماشین را تعریف میکند.
میانگین نرخ استفاده از اسپیندل برایتراشکاری عمودی cnc فقط ۲۵ تا ۳۰ درصد است.
دلیل این امر این است که مراکز ماشینکاری عمودی اغلب برای متوقف کردن دستگاه، باز کردن درها، برداشتن برادهها و بارگیری/بارگذاری مجدد قطعات کار نیاز به مداخله دستی دارند. در طول یک شیفت استاندارد ۸ ساعته، زمان واقعی برش - زمان صرف شده برای تولید ارزش - در یک مرکز ماشینکاری عمودی تنها ۲ تا ۲.۵ ساعت است.
· میزان استفاده از اسپیندل برای مراکز ماشینکاری افقی معمولاً به 85٪ میرسد.
به لطف سیستم تعویض پالت اتوماتیک (APC) - که به دستگاه اجازه میدهد عملیات برش داخلی را روی پالت A انجام دهد در حالی که اپراتور با خیال راحت پالت B را در یک منطقه عملیاتی خارجی بارگیری/تخلیه میکند - زمان خرابی به حداقل مطلق میرسد. در طول همان شیفت ۸ ساعته، زمان واقعی برش در یک مرکز ماشینکاری افقی میتواند به ۶.۸ تا ۷ ساعت برسد.
[نتیجهگیری دادهها]: در سناریوهای تولید انبوه، خروجی واقعی یک مرکز ماشینکاری افقی معمولاً معادل خروجی ترکیبی ۳ تا ۴ مرکز ماشینکاری CNC عمودی است.
۳. عملکرد تخلیه براده و عمر ابزار (مزیت خواص فیزیکی):
· ماشینکاری عمودی:
به دلیل جاذبه، برادهها تمایل دارند روی سطح قطعه کار یا داخل سوراخهای عمیق جمع شوند و از رسیدن مؤثر مایع خنککننده به نوک ابزار جلوگیری کنند. این برش ثانویه (که در آن ابزار برادههایی را که قبلاً افتادهاند دوباره برش میدهد) سایش ابزار را تسریع میکند و میتواند سطح قطعه کار را خراش دهد.
ماشینکاری افقی: از آنجایی که اسپیندل افقی است، نیروی جاذبه باعث میشود که برادهها در حین برش به طور طبیعی و عمودی از ناحیه ماشینکاری دور شوند.
[نتیجهگیری دادهها]: تخلیه براده و محیط اتلاف حرارت برتر ارائه شده توسط مراکز ماشینکاری افقی میتواند عمر ابزار را به طور متوسط 20 تا 30 درصد افزایش دهد و هزینههای مصرفی را به طور قابل توجهی در هر قطعه کاهش دهد.
۴. تعداد تنظیمات و سازگاری قطعه:
· ماشینکاری عمودی:
ایدهآل برای ماشینکاری قطعات دیسکی و صفحهای شکل. معمولاً، فقط میتواند یک صفحه را از بالا به پایین ماشینکاری کند. برای ماشینکاری یک قطعه شش وجهی معمولی (مانند بلوک موتور)، یک مرکز ماشینکاری عمودی معمولاً به 6 تا 7 تنظیم و تراز جداگانه نیاز دارد. هر عملیات بستن مجدد، خطاهای موقعیتیابی تجمعی را ایجاد میکند.
ماشینکاری افقی:
بسیار مناسب برای قطعات جعبهای و چندوجهی. هنگامی که با فیکسچرهای "thombstoneddhhh و یک میز چرخشی ۳۶۰ درجه جفت میشود، یک مرکز ماشینکاری افقی میتواند ماشینکاری چهار وجه - به استثنای وجوه بالا و پایین - را در یک چیدمان انجام دهد. برای همان قطعه شش وجهی، یک مرکز ماشینکاری افقی تنها به ۲ تا ۳ چیدمان برای تکمیل کار نیاز دارد که منجر به بهبود قابل توجه در نرخ بازده و دقت هندسی میشود.
۵. هزینههای خرید و توزیع بازار (استراتژی سبد سرمایهگذاری):
طبق دادههای تاریخی صنعت، تفاوت زیادی در هزینه بین دو نوع ماشین وجود دارد:
·قیمت خرید: سرمایهگذاری اولیه مورد نیاز برای یک مرکز ماشینکاری افقی معمولاً بیش از سه برابر یک مرکز ماشینکاری عمودی است.
حجم بازار: از آنجا که مراکز ماشینکاری عمودی قیمت مناسبی دارند، کار با آنها آسان است و موانع کمی برای ورود به برنامه نویسی دارند، حجم فروش سالانه آنها تقریباً چهار برابر مراکز ماشینکاری افقی است.
راز کارگاههای سطح بالا: طبق دادههای صنعت، ۶۱٪ از شرکتهای فرآوری که بالاترین حاشیه سود و سریعترین نرخ رشد را دارند، در مراکز ماشینکاری افقی (HMC) سرمایهگذاری کردهاند - که اغلب همراه با فیکسچرهای چند وجهی استفاده میشوند. این نشان میدهد که با گذار شرکتها از کارگاههای کوچک به کارخانههای بسیار سودآور، HMCها به عنوان ابزاری قدرتمند برای ایجاد یک مزیت رقابتی تعیینکننده عمل میکنند.
شرکتها چگونه باید انتخاب خود را انجام دهند؟
۱. چه زمانی یک VMC (مرکز ماشینکاری عمودی) انتخاب کنیم؟
· وقتی بودجه نسبتاً محدود است.
· هنگامی که تمرکز اصلی روی ماشینکاری صفحات تخت یا حفرههای قالب شامل یک صفحه واحد است.
·هنگامی که به عنوان یک کارگاه تولیدی پیمانی با حجم تولید کم و ترکیب بالا فعالیت میکنید که نیاز به تغییرات مکرر روزانه بین خطوط تولید مختلف دارد.
·هنگامی که فضای کارگاه موجود محدود است.
۲. چه زمانی یک HMC (مرکز ماشینکاری افقی) انتخاب کنیم؟
· وقتی بودجهی سرمایهگذاری کافی وجود دارد.
· هنگامی که جریان ثابتی از سفارشات بلندمدت و با حجم بالا وجود دارد (مثلاً قطعات خودرو، بدنه پمپ، قطعات سازهای هوافضا).
· هنگامی که نیاز به ماشینکاری سازههای پیچیده جعبه مانند یا قطعات چند وجهی وجود دارد.
هنگام برنامهریزی برای ادغام با یک سیستم تولید انعطافپذیر (FMS) یا بازوهای رباتیک در آینده برای دستیابی به تولید بدون سرنشین. اگرچه هزینه اولیه دستگاه ممکن است سه برابر بیشتر باشد، اما صرفهجویی در حقوق ۲ تا ۳ اپراتور - همراه با دو برابر شدن ظرفیت تولید - در نهایت منجر به کاهش هزینه تولید به ازای هر واحد در درازمدت میشود.