CNC-machinetypen uitgelegd:het juiste gereedschap selecteren voor precisiebewerking

We zijn al jaren enthousiast over de mogelijkheden van CNC-machines (computer numerieke besturing). En met goede reden!

CNC-gefreesde onderdelen voldoen herhaaldelijk aan exacte specificaties en bereiken extreem nauwe toleranties in grote hoeveelheden. Het transformeren van materialen in afgewerkte, bruikbare onderdelen wordt in tal van industrieën over de hele wereld gewaardeerd. Hoe dat precies gebeurt lijkt misschien een mysterie, dus dit artikel is gewijd aan het delen van 4 soorten CNC-machines :hoe ze werken, met welke materialen ze omgaan, voorbeelden van elk, en meer.

Hoewel deze lijst niet volledig is, delen we de werkpaarden in de CNC-bewerkingsindustrie; de machines die u waarschijnlijk bij gerenommeerde CNC-winkels aantreft.

Twee belangrijke aspecten van CNC-bewerking

Laten we, om de weg vrij te maken voor het bespreken van CNC-machines, twee basisaspecten van CNC-bewerking bespreken:technieken en bewegingsbereik . Het kennen hiervan is de sleutel tot het begrijpen van soorten machines.

Technieken uitgevoerd door CNC-machines:

• Frezen — een snijgereedschap roteert en maakt contact met een stilstaand werkstuk
• Draaien — een werkstuk roteert en in contact komt met een snijgereedschap
• Boren — een roterend snijgereedschap maakt een gat in een werkstuk
• Saai — een snijgereedschap verwijdert materiaal in de binnenholte van een werkstuk
• Zagen — een zaagblad zaagt een smalle gleuf in een werkstuk

Bewegingsbereik bepaalt wat een gereedschap kan doen binnen een CNC-freesmachine, inclusief 2-, 3-, 4- en volledige 5-assige opties. We hebben deze illustratie en de volgende uitleg overgenomen van onze blog met de titel:Wat is een CNC-freesmachine?

• 2-assige machine — Beweging vindt alleen plaats op de x- en y-as
• 3-assige machine — Beweging op x-, y- en z-assen
• 4-assige machine — Beweging op x-, y- en z-assen met een extra b-as om de tafel te laten draaien, waardoor toegang rondom een werkstuk mogelijk wordt; meestal beperkt tot horizontale machines (sommige geavanceerde winkels gebruiken verticale machines met 4 assen)

Oké, ik noemde zojuist zowel horizontale als verticale machines. Dit zijn de twee primaire spilconfiguraties in een CNC-freesmachine, dus laten we beginnen met die machinetypes.

1. CNC horizontaal machinecentrum

Een horizontale CNC-machine heeft een horizontaal georiënteerde z-as van de spil, die meestal parallel loopt aan de lengte van de machine. De spil navigeert over de verticale y-as en de horizontale x-as . Werkstukken worden vastgezet op pallets en opspanningen die langs de z-as bewegen, waarbij de b-as voor rotatie zorgt.

Horizontale oriëntatie biedt verschillende voordelen, waaronder de mogelijkheid om vanaf vier zijden te bewerken , voer meerdere bewerkingen uit zonder de armaturen te veranderen en complexe onderdelen frezen. Het ontwerp is bijzonder goed voor ononderbroken productiewerk, omdat spanen van het werkstuk vallen (minder handmatige speling, betere productiviteit).

Deze machines kunnen een breed scala aan materialen verwerken :aluminium, staal, titanium en verschillende composieten, waardoor ze veelzijdige gereedschappen zijn in veel industrieën :automobielsector, ruimtevaart, medische apparatuur en energie.

Voorbeelden van horizontale CNC-machinecentra

De Toyoda FH500J (niet meer aangeboden, de nieuwste versie vindt u hier:de FJ5000S) is compact, snel, efficiënt en nauwkeurig. Het beschikt over een spil met een toerental van 15.000 tpm, een hoge voedingssnelheid van 2.362 ipm en een Direct Drive B-astafel, waardoor de B-as programmeerbaar is tot 360.000 verschillende posities binnen een volledige rotatie van 360 graden. De 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 beschikt over een spil met een toerental van 10.000 tpm, een hoge voedingssnelheid van 2.362 ipm, en is geschikt voor een maximale werkstukhoogte van 120 cm en een maximale belasting van 1.763 lbs.

2. CNC verticaal machinecentrum

Bij verticale CNC-machines is de as van de spil (de z-as) verticaal uitgelijnd. Deze machines hebben een c-kolomontwerp waarbij de spil verticaal beweegt , terwijl de tafel die het werkstuk draagt, horizontaal in de x- en y-as verschuift.

Deze machines zijn perfect voor het verwerken van grote volumes, snelle projecten en kunnen een verscheidenheid aan bewerkingen uitvoeren met hoge precisie en efficiëntie . Verticale CNC-machines worden gewaardeerd vanwege hun veelzijdigheid, automatisering en het vermogen om aan nauwe toleranties te voldoen.

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

Een indexeerder toevoegen een CNC-draaibank introduceert een A-rotatie-as (normaal gesproken biedt een verticale CNC-machine alleen X-, Y-, Z-bewegingen). Hierdoor verandert de machine effectief in een 4-assig CNC-systeem , waardoor de draaibank het werkstuk tijdens de bewerking onder verschillende hoeken kan draaien.

Deze machines kunnen een breed scala aan materialen verwerken :metalen (aluminium, staal, titanium), kunststoffen, composieten en bepaalde houtsoorten, en ze zijn een integraal onderdeel van verschillende industrieën :de automobielsector, de ruimtevaart, de medische sector, de elektronica en de algemene productie.

Voorbeeld van een CNC verticaal bewerkingscentrum

De Doosan DNM 750L II is veelzijdig, efficiënt en zeer nauwkeurig, met een spil van 12.000 tpm, ijlgangsnelheid van 945 ipm en automatische gereedschapswisselaar. Het biedt plaats aan een maximale belasting van 3.306 lbs. en beschikt over geavanceerd koelvloeistof- en spaanbeheer, aanpasbare tooling- en automatiseringsopties en mogelijkheden voor bewaking op afstand.

3. CNC-draaibank (CNC-draaicentrum)

Ontworpen voor precisie en herhaalbaarheid CNC-draaibanken gebruiken een snijgereedschap om materiaal van een roterend werkstuk te verwijderen. CNC-draaibanken kunnen worden geconfigureerd met extra ‘live tools’ voor specifieke freestaken – snijden, vlakdraaien, draadsnijden, boren – naast draaien. De klauwplaat en kaken van de machine houd het onderdeel met radiale symmetrie vast. Een torentje bevat gereedschappen voor het bewerken van buiten- en binnenoppervlakken door draaien, kotteren of boren. 

Draaibanken kunnen een breed scala aan materialen verwerken :metalen (aluminium, staal, titanium), kunststoffen en composieten, en ze zijn een integraal onderdeel van verschillende industrieën :automobiel, ruimtevaart, medisch, elektronica, energie en defensie.

Voorbeeld van een CNC-draaibank

De Muratec MW200 en MW400 draaibanken zijn beide draaibanken met dubbele spil en portaalvoeding. Het portaal pakt het onderdeel op; de ene spil houdt het onderdeel aan de binnenkant vast en snijdt de buitenkant, terwijl de andere spil de buitenkant vasthoudt en de binnenkant snijdt. Bovendien zorgt het portaal voor al het laden en lossen.

4. CNC-tandwielvormer

Voor het snijden van de tanden wordt een CNC-tandwielvormer gebruikt van een verscheidenheid aan tandwieltypen, waaronder rechte, spiraalvormige en interne tandwielen. Het CNC-systeem staat bekend om zijn hoge precisie, automatisering en flexibiliteit en zorgt ervoor dat de machine ingewikkelde bewegingen en aanpassingen automatisch kan uitvoeren, wat kan leiden tot kortere cyclustijden en verhoogde efficiëntie, vooral bij kleine productieruns.

Uitrusting materiaal is gekozen vanwege zijn duurzaamheid, slijtvastheid en het vermogen om de scherpte in de loop van de tijd te behouden. Typische industrieën het gebruik van tandwielvormers omvat onder meer de automobielsector, de ruimtevaart, zware machines en anderen die afhankelijk zijn van precisietandwielcomponenten voor de prestaties en betrouwbaarheid van producten.

Voorbeeld van een CNC-tandwielvormer

De Gleason GP300ES is een CNC-machine voor het vormen van tandwielen zonder geleiding met een diameter van 300 mm, verticale aanpassingspositionering en een bewegend kolomontwerp voor het vormgeven van verschillende soorten tandwielen.

Er zijn ook verschillende andere machinetypes gebruikt bij CNC-bewerkingen, waaronder CNC-geprogrammeerde ringen, CNC-boren, plasma- en lasersnijders en EDM's (​elektrische ontladingsmachines, die elektrische vonken gebruiken om materiaal van een werkstuk te eroderen).

Natuurlijk gebruiken de meeste geavanceerde CNC-machinewerkplaatsen een vorm van robotica en automatisering om te helpen bij het CNC-bewerkingsproces. Robots voeren zwaar werk uit, helpen operators en verhogen de productiviteit.

Hoe zit het met het combineren van bewerkingen om de efficiëntie te vergroten? Bij veel CNC-machines kunnen meerdere bewerkingen worden gecombineerd. Een draaibank verwijdert bijvoorbeeld een deel van het materiaal van een onderdeel, waarna het onderdeel wordt gefreesd (er worden bijvoorbeeld gaten geboord). Eén operator controleert beide taken binnen één werkplaats om een compleet onderdeel te creëren.

Wilt u meer weten over de machinetypen die bij Stecker Machine worden gebruikt? In deze gids vindt u een lange lijst met CNC-apparatuur (die blijft groeien) die door Stecker is geselecteerd. Klik op de onderstaande link om een kijkje te nemen.

Over de auteur

Taylor fungeert als Employee Development Manager bij SMC, waar hij toezicht houdt op trainings- en veiligheidsinitiatieven. Met een praktische, praktijkgerichte aanpak stemt hij trainingsprogramma's af op individuen, zodat alle nieuwe medewerkers goed worden opgeleid voor hun rol. Taylor geeft ook leiding aan het veiligheidsteam van het bedrijf en pleit voor een veiligheidscultuur in de hele organisatie.