Успех или неудача производственного процесса может быть определена выбором оборудования в динамичной и жестко конкурентной сфере обработки с ЧПУ. Знание различий между различными станками имеет решающее значение, учитывая растущий спрос на ускоренное производство, более жесткие допуски и универсальность материалов. Среди часто используемых станков с ЧПУ совершенно разные функции имеют резьбонарезные и обрабатывающие центры. Чтобы помочь производителям принять обоснованное решение в зависимости от их производственных требований, в этом руководстве мы подробно рассмотрим эти различия.
Что такое резьбонарезной центр с ЧПУ?
Станок с ЧПУ, созданный специально для высокоскоростного сверления и нарезания резьбы, называется резьбонарезным центром. Он лучше всего подходит для задач, требующих точности и скорости, особенно при производстве мелких деталей. В отраслях, где требуется крупносерийное производство деталей из мягких и средних материалов, больше всего используются резьбонарезные центры.
Основные характеристики резьбонарезных центров:
Высокоскоростные шпиндели: Эти шпиндели, которые обычно имеют число оборотов в минуту от 10 000 до 24 000, обеспечивают быстрое нарезание резьбы и сверление.
Быстрое время смены инструмента: у некоторых моделей время смены инструмента составляет менее секунды, что значительно повышает эффективность цикла.
Компактный дизайн: Эти устройства идеально подходят для заводов с ограниченным пространством, поскольку они легче и меньше обычных обрабатывающих центров.
Низкое энергопотребление: Поскольку они оптимизированы для легкой обработки, они потребляют меньше энергии, чем более крупные станки с ЧПУ.
Специфическая направленность применения: Обрабатывающие центры обычно используются для производства таких деталей, как корпуса смартфонов, небольшие автомобильные кронштейны, электрические разъемы и другие подобные компоненты.
Что такое обрабатывающий центр?
Обрабатывающий центр – это станок с ЧПУ, который может использоваться для сверления, нарезания резьбы, фрезерования, растачивания, а иногда и шлифования. Он обладает высокой точностью, долгим сроком службы и может обрабатывать различные сложные детали.
Типы обрабатывающих центров:
Вертикальный обрабатывающий центр (VMC): Шпиндель ориентирован вертикально, что является стандартом для изготовления пресс-форм и деталей общего назначения.
Горизонтальный обрабатывающий центр (HMC): Обеспечивает лучший отвод стружки; идеально подходит для тяжелых деталей и производств, ориентированных на производство.
5-осевой обрабатывающий центр: Обеспечивает вращение по нескольким осям, позволяя создавать сложные геометрические формы и сокращая количество настроек.
Основные характеристики обрабатывающих центров:
Прочные шпиндели: Они обладают большим крутящим моментом и мощностью и обычно работают в диапазоне от 6 000 до 15 000 об/мин.
Высокая жесткость: Предназначена для обеспечения устойчивости при выполнении тяжелых операций резания.
Большие инструментальные магазины: Обеспечивают гибкость в работе, вмещая от 20 до более чем 100 инструментов.
Широкая совместимость с материалами: Подходит для обработки таких металлов, как титан, нержавеющая сталь и закаленные сплавы.
Точность: Способны поддерживать жесткие допуски даже в сложных условиях обработки.
Сравнительная таблица: Нарезной центр против обрабатывающего центра
Сравнение: Нарезной центр и Обрабатывающий центр
| Характеристика | Нарезной центр | Обрабатывающий центр |
|---|---|---|
| Основная функция | Высокоскоростное сверление и нарезание резьбы | Многоцелевая обработка (фрезерование и т.д.) |
| Скорость вращения шпинделя | 10,000-24,000 ОБ/МИН | 6,000-15,000 ОБ/МИН |
| Мощность шпинделя | Низкая (обычно менее 5,5 кВт) | Более высокая (может превышать 15-20 кВт) |
| Время смены инструмента | Сверхбыстрая (менее 1 секунды) | Медленнее (1-5 сек) |
| Вместимость магазина инструментов | 12-21 инструмент | 20-100+ инструментов |
| Вес и жесткость станка | Легкий, компактный | Тяжелая, жесткая рама |
| Возможность работы с материалами | Легкие материалы (алюминий, пластик) | Широкий диапазон (сталь, титан и т.д.) |
| Точный уровень | Высокоскоростная точность | Точность при высоких нагрузках |
| Размер и площадь | Меньше, экономия места | Большая площадь основания |
| Ценовой диапазон | От низкого до среднего | От средней до высокой |
Эксплуатационная эффективность
Сверлильные и резьбонарезные центры в основном используются для повторяющихся, коротких циклов обработки. Благодаря наличию устройств быстрой смены инструмента и высокоскоростных шпинделей они могут выполнять основные задачи обработки с очень высокой скоростью. Они хорошо подходят для массового производства мелких деталей.
Однако. Обрабатывающие центры подходят для обработки сложных геометрических форм и единичных деталей. Обладая повышенной гибкостью, они в основном используются в производственных условиях и цехах, где требуются широкие возможности обработки.
Выбор правильного станка для вашего применения
Учитывайте следующие факторы:
1.Тип материала: Нарезные центры лучше всего подходят для обработки более мягких материалов, таких как алюминий или пластик. Для более твердых металлов, таких как нержавеющая сталь или титан, больше подходит обрабатывающий центр.
2.Объем производства: Для больших объемов повторяющихся задач с меньшей вариативностью резьбонарезные центры обеспечивают лучшую производительность.
3.сложность деталей: Если деталь требует нескольких операций обработки различных поверхностей или сложной 3D-геометрии, обрабатывающий центр обеспечивает большую гибкость.
4.Свободное пространство: Обрабатывающие центры занимают меньше места и могут быть установлены в более ограниченном пространстве.
5.бюджетные ограничения: Как правило, резьбонарезные центры более доступны по цене, как с точки зрения первоначальных инвестиций, так и с точки зрения эксплуатационных расходов.
Примеры использования в промышленности
Применения в центре нарезки:
Корпуса мобильных телефонов и ноутбуков
Небольшие электрические корпуса
Компоненты приборов
Автомобильные зажимы и кронштейны
Светодиодные светильники
Применение обрабатывающих центров:
Лопатки и кронштейны для аэрокосмических турбин
Компоненты пресс-форм и штампов
Блоки автомобильных двигателей и корпуса редукторов
Компоненты медицинских приборов
Корпуса нефтяных и газовых клапанов
Плюсы и минусы каждого станка
Нарезной центр
Плюсы:
Молниеносное время цикла
Энергоэффективные операции
Низкие капитальные вложения
Простота установки и эксплуатации
Минусы:
Ограниченность легкими материалами
Менее универсален
Не может выполнять резку в тяжелых условиях
Обрабатывающий центр
Плюсы:
Чрезвычайно универсален
Возможность выполнения сложных задач
Высококачественная обработка поверхности
Подходит для широкого спектра материалов
Минусы:
Более высокие затраты на приобретение и обслуживание
Более длительное время цикла для выполнения основных задач
Требуется больше места
Технологические тенденции
Поскольку производителям требуется все больше гибридных возможностей в одном станке, различие между токарными и обрабатывающими центрами становится все более размытым. Современные модели включают в себя:
Многозадачные станки: Сочетание токарной, фрезерной, сверлильной и резьбонарезной обработки в одной установке.
Искусственный интеллект (ИИ): Для мониторинга в реальном времени, прогнозирования срока службы инструмента и автономной регулировки.
Интеграция с “умным производством“: Станки с ЧПУ интегрируются с системами MES и ERP, что позволяет реализовать функции Industry 4.0.
Экологичная обработка: Фокус на энергоэффективности, рециркуляции СОЖ и контроле выбросов.
Техническое обслуживание и затраты на жизненный цикл
Нарезные центры обычно требуют меньше технического обслуживания, поскольку они проще. Их детали легче заменить и они менее дорогостоящие. Однако они созданы для скорости, поэтому любая несоосность или неисправность может привести к браку или повреждению деталей.
Сложные системы обрабатывающих центров требуют более частого обслуживания. Для поддержания точности и сокращения времени простоя необходимы программы профилактического обслуживания, проверки систем смазочно-охлаждающих жидкостей и методы термокомпенсации.
Требования к обучению и навыкам
Для работы на обрабатывающем центре необходимы базовые знания в области программирования ЧПУ и управления станком. Задачи достаточно просты, чтобы операторы могли пройти обучение за короткий промежуток времени.
В обрабатывающих центрах требуется более высокий уровень квалификации оператора. Хотя освоение методов 5-осевой обработки и понимание программного обеспечения CAM требует более длительного обучения, преимущества от этого выше.
Примеры из практики
Пример 1: Производитель электроники
Для производства корпусов планшетов компания по производству бытовой электроники перешла с обрабатывающих центров на резьбонарезные. При том же количестве рабочей силы время цикла сократилось на 40 %, а производительность выросла на 35 %.
Пример 2: поставщик аэрокосмической техники
Поставщик аэрокосмической продукции заменил три автономных станка на 5-осевой обрабатывающий центр. Хотя первоначальные инвестиции были высокими, они сократили время наладки, повысили точность деталей и консолидировали операции, сэкономив более 500 000 долларов в год.
Заключение
Как резьбонарезные, так и обрабатывающие центры незаменимы в современном производстве, но их пригодность зависит от конкретных потребностей вашего предприятия. Если для вас важны скорость, простота и стоимость, вам подойдет резьбонарезной центр. Если же вашим целям больше соответствуют универсальность, диапазон материалов и изготовление сложных деталей, то вам больше подойдет обрабатывающий центр.
Вы можете сделать стратегическую инвестицию, которая поддержит ваши производственные цели, повысит производительность и гарантирует долгосрочную рентабельность, если оцените свою производственную среду и поймете функциональные различия.
Вопросы и ответы
Вопрос 1: В чем основное различие между резьбонарезным и обрабатывающим центром?
Нарезной центр оптимизирован для выполнения высокоскоростных и легких задач, таких как сверление и нарезание резьбы, в то время как обрабатывающий центр предназначен для более тяжелых и сложных операций обработки.
Вопрос 2: Может ли резьбонарезной центр выполнять фрезерные операции?
Некоторые резьбонарезные центры могут выполнять легкое фрезерование, но не подходят для тяжелых или точных фрезерных работ.
Q3: Можно ли переоборудовать резьбонарезной центр в обрабатывающий центр?
Неэффективно. Конструктивные и механические различия делают модернизацию непрактичной и дорогостоящей.
Вопрос 4: Какой станок лучше окупается?
При крупносерийном производстве простых деталей окупаемость инвестиций зачастую выше у резьбонарезных центров. Для сложных и разнообразных деталей обрабатывающие центры предлагают больше выгоды с течением времени.
Вопрос 5: Как долго эти станки обычно служат?
При надлежащем обслуживании резьбонарезные центры могут прослужить 8-12 лет. Обрабатывающие центры, благодаря своей прочной конструкции, могут прослужить 15-20 лет и более.
