CNC Machine Typen Uitgelegd: De Juiste Tool Kiezen voor Precisie Bewerking

We hebben al jaren geraved over de mogelijkheden van CNC (computer numerical control) machines. En met goede reden!

CNC-gefreeste onderdelen voldoen herhaaldelijk aan exacte specificaties en bereiken extrem strakke toleranties in grote hoeveelheden. Het transformeren van materialen in afgeronde, bruikbare onderdelen wordt gewaardeerd door talloze industrieën over de hele wereld. Precies hoe dat gebeurt kan een mysterie lijken, dus dit artikel is gewijd aan het delen van 4 typen CNC-machines: hoe ze opereren, welke materialen ze aanpakken, voorbeelden van elk, en meer.

Hoewel deze lijst niet uitgebreid is, delen we de werkpaarden in de CNC-bewerkingsindustrie; de machines die je waarschijnlijk zult vinden in gerenommeerde CNC-shops.

Twee Kernaspecten van CNC Bewerking

Om de context te schetsen voor het bespreken van CNC-machines, laten we twee basisaspecten van CNC-bewerking bespreken: technieken en bereik van beweging. Deze te kennen is essentieel om machine types te begrijpen.

Technieken uitgevoerd door CNC-machines:

• Frezen – een snijgereedschap draait en komt in contact met een stationair werkstuk
• Draaien – een werkstuk draait en komt in contact met een snijgereedschap
• Boren – een draaiend snijgereedschap maakt een gat in een werkstuk
• Uitboren – een snijgereedschap verwijdert materiaal binnen een werkstuk's binnenkamer
• Zagen – een zaagblad snijt een smalle spleet in een werkstuk

Bereik van beweging bepaalt wat een tool kan doen binnen een CNC-freessmachine, wat 2-, 3-, 4-, en volle 5-as opties omvat. We hebben deze illustratie en de volgende uitleg geleend van onze blog getiteld, Wat is een CNC Freesmachine?

• 2-As Machine – Beweging alleen op de x- en y-as
• 3-As Machine – Beweging op x-, y-, en z-as
• 4-As Machine – Beweging op x-, y-, en z-as met een extra b-as om de tafel te laten draaien, wat toegang rondom een werkstuk toestaat; meestal beperkt tot horizontale machines (enkele geavanceerde shops gebruiken 4-as verticale machines)

Okay, ik heb net zowel horizontale als verticale machines genoemd. Dit zijn de twee primaire spilconfiguraties in een CNC-freessmachine, dus laten we beginnen met die machine types.

1. CNC Horizontaal Machine Centrum

Een horizontale CNC-machine heeft een horizontaal georiënteerde spil z-as, meestal parallel aan de lengte van de machine. De spil navigeert de verticale y-as en de horizontale x-as. Werkstukken worden bevestigd op paletten en vastzetten die langs de z-as bewegen, met de b-as die rotatie biedt.

Horizontale orientatie biedt diverse voordelen, inclusief de mogelijkheid om te bewerken vanaf vier kanten, meerdere operaties uit te voeren zonder vastzetten te wisselen, en complexe onderdelen te frezen. Het ontwerp is bijzonder goed voor ononderbroken productiewerk omdat spaantjes van het werkstuk vallen (minder handmatige opruiming, betere productiviteit).

Deze machines kunnen een wijd bereik aan materialen aan: aluminium, staal, titaan, en diverse composieten, wat ze veelzijdige tools maakt in veel industrieën: automotief, luchtvaart, medische apparatuur, en energie.

Voorbeelden van CNC Horizontale Machine Centra

De Toyoda FH500J (niet meer aangeboden, nieuwste versie te vinden hier: De FJ5000S) is compact, hoog-snelheid, efficiënt, en precies. Het heeft een 15.000 RPM spil, snelle voedsnelheid van 2.362 ipm, en een Direct Drive B-As Tafel, wat de B-as programmeerbaar maakt tot 360.000 discrete posities binnen een volle 360-graden rotatie. Maximale werkstukhoogte is meer dan 39 inch met een maximale belasting van 1.540 lbs.

De Doosan NHP 5500 is gemaakt voor hoge productiviteit, precisie, en efficiëntie. Het heeft een 10.000 RPM spil, snelle voedsnelheid van 2.362 ipm, en het accommodeert een maximale werkstukhoogte van 43,3 inch en een maximale belasting van 1.763 lbs.

2. CNC Verticaal Machine Centrum

In verticale CNC-machines is de spilas (de z-as) verticaal uitgelijnd. Deze machines hebben een c-kolom ontwerp waar de spil verticaal beweegt, terwijl de tafel die het werkstuk draagt, verschuift in de x- en y-assen, horizontaal.

Perfect voor het verwerken van hoge-volume, snelle projecten, zijn deze machines capabel om een verscheidenheid aan bewerkingsoperaties uit te voeren met hoge precisie en efficiëntie. Verticale CNC-machines worden gewaardeerd voor hun veelzijdigheid, automatisering, en vermogen om strakke toleranties te halen.

De meeste verticale bewerkingscentra hebben geen palletwisselaars, dus onderdelladen en snijden worden in hetzelfde gebied gedaan; de machine kan niet draaien wanneer de operator aan het laden/lossen is.

Het toevoegen van een indexer aan een CNC-draaibank introduceert een A-rotatie-as (normaal biedt een verticale CNC-machine alleen X, Y, Z bewegingen). Dit transformeert de machine effectief in een 4-as CNC-systeem, wat de draaibank in staat stelt om het werkstuk naar diverse hoeken te draaien tijdens bewerking.

Deze machines kunnen een wijd bereik aan materialen verwerken: metalen (aluminium, staal, titaan), kunststoffen, composieten, en bepaalde houtsoorten, en ze zijn integraal voor diverse industrieën: automotief, luchtvaart, medisch, elektronica, alsook algemene productie.

Voorbeeld van een CNC Verticaal Machine Centrum

De Doosan DNM 750L II is veelzijdig, efficiënt, en uiterst precies, met een 12.000 RPM spil, snelle verplaatsingssnelheid van 945 ipm, en automatische toolwisselaar. Het accommodeert een maximale belasting van 3.306 lbs. en heeft geavanceerde koelmiddel- en spaantjebeheer, aanpasbare tooling en automatiseringsopties, en remote monitoring mogelijkheden.

3. CNC Draaibank (CNC Draai Centrum)

Ontworpen voor precisie en herhaalbaarheid, gebruiken CNC-draaibanken een snijgereedschap om materiaal te verwijderen van een draaiend werkstuk. CNC-draaibanken kunnen geconfigureerd worden om additionele "live tools" te bevatten voor specifieke freestaaken – snijden, plannen, draaien, boren – naast draaien. De machine's spankop en kaken houden het deel met radiale symmetrie. Een revolver houdt tools voor het bewerken van buiten- en binnenoppervlakken door te draaien, uit te boren, of te boren.

Draaibanken kunnen een wijd bereik aan materialen verwerken: metalen (aluminium, staal, titaan), kunststoffen, en composieten, en ze zijn integraal voor diverse industrieën: automotief, luchtvaart, medisch, elektronica, energie, en defensie.

Voorbeeld van een CNC Draaibank

De Muratec MW200 en MW400 draaibanken zijn beide tweespindel, gantry-gevoede draaibanken. De gantry pakt het deel op; een spil houdt het deel aan de binnenkant en snijt de buitenkant terwijl de andere spil de buitenkant houdt en de binnenkant snijt. Plus, de gantry doet al het laden en lossen.

4. CNC Tandenvormmachine (CNC Gear Shaper)

Een CNC tandenvormmachine wordt gebruikt voor het snijden van de tanden van diverse tandwieltypes, inclusief cilindrische, helische, en interne tandwielen. Bekend om hoge precisie, automatisering, en flexibiliteit, stelt het CNC-systeem de machine in staat om ingewikkelde bewegingen en aanpassingen automatisch uit te voeren, wat kan leiden tot gereduceerde cyclus tijden en verhoogde efficiëntie, met name voor kleine productieruns.

Tandwiel materiaal wordt gekozen voor zijn duurzaamheid, slijtvasteheid, en vermogen om scherpte over tijd te behouden. Typische industrieën die tandenvormmachines gebruiken omvatten automotief, luchtvaart, zware machines en andere die vertrouwen op precisie tandwielcomponenten voor de prestaties en betrouwbaarheid van producten.

Voorbeeld van een CNC Tandenvormmachine

De Gleason GP300ES is een CNC tandenvormmachine zonder geleiding met een 300mm diameter capaciteit, verticale aanpassingspositionering, en bewegende kolom ontwerp voor het vormen van diverse tandwieltypes.

Er zijn ook diverse andere machine types die in CNC-bewerking gebruikt worden, inclusief CNC-geprogrammeerde wasmachines, CNC-boren, plasma- en lasersnijders, en EDMs (elektrische ontladingsmachines, die elektrische vonken gebruiken om materiaal van een werkstuk te erosieren).

Natuurlijk gebruiken de meeste high-end CNC-freesshops een of andere vorm van robotica en automatisering om in het CNC-bewerkingsproces te helpen. Robots doen het zware tillen, helpen operators, en verhogen productiviteit.

Wat dacht je van operaties combineren om efficiëntie te verhogen? Veel CNC-machines staan toe dat meerdere operaties gecombineerd worden. Bijvoorbeeld, een draaibank verwijdert een deel van het materiaal van een onderdeel, daarna wordt het gefreesd (gaten geboord, bijvoorbeeld). Eén operator controleert beide taken binnen één werkcentrum om een compleet onderdeel te creëren.

Klaar om meer te leren over machine types die bij Stecker Machine gebruikt worden? In deze gids vind je een lange lijst met CNC-apparatuur (die blijft groeien) geselecteerd door Stecker. Klik op de link hieronder om een kijkje te nemen.

Over de Auteur

Taylor dient als Employee Development Manager bij SMC, waar hij training en veiligheidsinitiatieven bewaakt. Met een praktische, handson benadering, past hij trainingsprogramma's aan op individuen, zodat alle nieuwe aanstellingen correct getraind zijn voor hun rollen. Taylor leidt ook het veiligheidsteam van het bedrijf, en pleit voor een cultuur van veiligheid door de hele organisatie heen.