Analisi delle funzioni e dei settori di applicazione dei centri di lavorazione
I. Introduzione
I centri di lavoro, attrezzature chiave nella produzione moderna, sono rinomati per la loro elevata precisione, elevata efficienza e multifunzionalità. Integrano diversi processi di lavorazione e sono in grado di completare lavorazioni multiprocesso di componenti complessi in un unico serraggio, riducendo significativamente i tempi di lavorazione dei pezzi tra diverse macchine utensili e gli errori di serraggio, e migliorando notevolmente la precisione di lavorazione e l'efficienza produttiva. Diverse tipologie di centri di lavoro, come i centri di lavoro verticali, i centri di lavoro orizzontali, i centri di lavoro multi-tavola e i centri di lavoro composti, presentano ciascuna caratteristiche strutturali e vantaggi funzionali unici, adatti alla lavorazione di diverse tipologie di componenti e ai requisiti di diversi scenari produttivi. Una profonda comprensione delle caratteristiche funzionali di questi centri di lavoro è di grande importanza per la selezione e l'applicazione razionale dei centri di lavoro, al fine di migliorare il livello di produzione e la qualità dei prodotti dell'industria manifatturiera.
I centri di lavoro, attrezzature chiave nella produzione moderna, sono rinomati per la loro elevata precisione, elevata efficienza e multifunzionalità. Integrano diversi processi di lavorazione e sono in grado di completare lavorazioni multiprocesso di componenti complessi in un unico serraggio, riducendo significativamente i tempi di lavorazione dei pezzi tra diverse macchine utensili e gli errori di serraggio, e migliorando notevolmente la precisione di lavorazione e l'efficienza produttiva. Diverse tipologie di centri di lavoro, come i centri di lavoro verticali, i centri di lavoro orizzontali, i centri di lavoro multi-tavola e i centri di lavoro composti, presentano ciascuna caratteristiche strutturali e vantaggi funzionali unici, adatti alla lavorazione di diverse tipologie di componenti e ai requisiti di diversi scenari produttivi. Una profonda comprensione delle caratteristiche funzionali di questi centri di lavoro è di grande importanza per la selezione e l'applicazione razionale dei centri di lavoro, al fine di migliorare il livello di produzione e la qualità dei prodotti dell'industria manifatturiera.
II. Centri di lavoro verticali
(A) Caratteristiche funzionali
- Capacità di lavorazione multiprocesso
Il mandrino è disposto verticalmente e può completare vari processi di lavorazione come fresatura, alesatura, foratura, maschiatura e filettatura. È dotato di almeno due collegamenti a tre assi e generalmente può raggiungere tre collegamenti a tre assi. Alcuni modelli di fascia alta possono persino eseguire controlli a cinque e sei assi, il che può soddisfare i requisiti di lavorazione di superfici e contorni curvi relativamente complessi. Ad esempio, nella produzione di stampi, durante il processo di fresatura della cavità dello stampo, è possibile ottenere una formatura di superfici curve ad alta precisione grazie al collegamento multiasse. - Vantaggi nel bloccaggio e nel debug
- Serraggio pratico: i pezzi possono essere facilmente serrati e posizionati, utilizzando dispositivi di fissaggio comuni come pinze a ganasce piatte, piastre di pressione, teste di divisione e tavole rotanti. Per piccoli pezzi di forma regolare o irregolare, le pinze a ganasce piatte possono fissarli rapidamente, facilitando la lavorazione in lotti.
- Debug intuitivo: la traiettoria di movimento dell'utensile da taglio è facile da osservare. Durante il debug del programma, gli operatori possono vedere intuitivamente il percorso di lavorazione dell'utensile da taglio, il che è comodo per ispezioni e misurazioni tempestive. Se vengono rilevati problemi, la macchina può essere immediatamente arrestata per l'elaborazione o il programma può essere modificato. Ad esempio, durante la lavorazione di un nuovo contorno del pezzo, gli errori possono essere rapidamente rilevati osservando visivamente se il percorso dell'utensile da taglio è coerente con il percorso preimpostato.
- Buon raffreddamento e rimozione dei trucioli
- Raffreddamento efficiente: le condizioni di raffreddamento sono facili da stabilire e il refrigerante può raggiungere direttamente l'utensile da taglio e la superficie di lavorazione, riducendo efficacemente l'usura dell'utensile e la temperatura di lavorazione del pezzo, migliorando la qualità superficiale della lavorazione. Durante il taglio di materiali metallici, un apporto sufficiente di refrigerante può ridurre la deformazione termica dell'utensile da taglio e garantire la precisione della lavorazione.
- Rimozione fluida dei trucioli: i trucioli sono facili da rimuovere e cadere. Per effetto della gravità, i trucioli cadono naturalmente, evitando che graffino la superficie lavorata. Questa caratteristica è particolarmente adatta alla lavorazione di materiali metallici più teneri come alluminio e rame, impedendo ai residui di trucioli di compromettere la finitura superficiale.
(B) Settori applicabili
- Settore della lavorazione meccanica di precisione: come la produzione di piccoli componenti di precisione, tra cui parti di orologi, parti strutturali in miniatura di dispositivi elettronici, ecc. La sua capacità di lavorazione ad alta precisione e le comode caratteristiche di serraggio e debug possono soddisfare i complessi requisiti di lavorazione di queste piccole parti e garantire precisione dimensionale e qualità superficiale.
- Settore della produzione di stampi: per la lavorazione di cavità e anime di stampi di piccole dimensioni, i centri di lavoro verticali possono eseguire in modo flessibile operazioni come fresatura e foratura. Grazie alla funzione di collegamento multiasse, è possibile realizzare la lavorazione di superfici curve complesse, migliorando la precisione di produzione e l'efficienza produttiva degli stampi e riducendone i costi di produzione.
- Campo di istruzione e ricerca scientifica: nei laboratori degli studenti di ingegneria meccanica di college e università o istituti di ricerca scientifica, i centri di lavorazione verticali vengono spesso utilizzati per dimostrazioni didattiche ed esperimenti di lavorazione di pezzi in progetti di ricerca scientifica, grazie al loro funzionamento relativamente intuitivo e alla struttura relativamente semplice, aiutando studenti e ricercatori scientifici a familiarizzare con il funzionamento e i processi di lavorazione dei centri di lavorazione.
III. Centri di lavoro orizzontali
(A) Caratteristiche funzionali
- Lavorazioni multiasse e alta precisione
Il mandrino è disposto orizzontalmente e generalmente ha da tre a cinque assi coordinati, spesso dotati di un asse rotante o di una tavola rotante, che consente di realizzare lavorazioni multi-faccia. Ad esempio, nella lavorazione di componenti di tipo scatolare, tramite la tavola rotante, è possibile eseguire in sequenza fresatura, alesatura, foratura, maschiatura, ecc. sulle quattro facce laterali, garantendo la precisione di posizionamento tra ciascuna faccia. La sua precisione di posizionamento può raggiungere 10 μm - 20 μm, la velocità del mandrino è compresa tra 10 e 10.000 giri/min e la risoluzione minima è generalmente di 1 μm, il che può soddisfare i requisiti di lavorazione di componenti ad alta precisione. - Magazzino utensili di grande capacità
La capacità del magazzino utensili è generalmente elevata e alcuni possono contenere centinaia di utensili da taglio. Ciò consente la lavorazione di componenti complessi senza frequenti cambi utensile, riducendo i tempi di lavorazione e migliorando l'efficienza produttiva. Ad esempio, nella lavorazione di componenti aerospaziali, possono essere richiesti utensili da taglio di diverse tipologie e specifiche, e un magazzino utensili di grande capacità può garantire la continuità del processo di lavorazione. - Vantaggi nella lavorazione in lotti
Per i componenti di tipo scatolato prodotti in lotti, purché vengano bloccati una sola volta sulla tavola rotante, è possibile lavorare più facce e, nei casi in cui i requisiti di tolleranza di posizione, come il parallelismo tra i sistemi di fori e la perpendicolarità tra fori e facce terminali, siano relativamente elevati, è facile garantire la precisione di lavorazione. Grazie alla complessità del debug del programma, maggiore è il numero di componenti lavorati, minore è il tempo medio di permanenza di ciascun componente sulla macchina utensile, rendendolo adatto alla lavorazione in lotti. Ad esempio, nella produzione di blocchi motore per automobili, l'utilizzo di centri di lavoro orizzontali può migliorare significativamente l'efficienza produttiva garantendo al contempo la qualità.
(B) Settori applicabili
- Industria automobilistica: la lavorazione di componenti scatolati come blocchi motore e testate cilindri è un'applicazione tipica dei centri di lavoro orizzontali. Questi componenti presentano strutture complesse, con numerosi sistemi di fori e piani da lavorare, e requisiti estremamente elevati di precisione di posizionamento. La capacità di lavorazione multi-faccia e le caratteristiche di alta precisione dei centri di lavoro orizzontali possono soddisfare ampiamente i requisiti di produzione e garantire le prestazioni e l'affidabilità dei motori automobilistici.
- Industria aerospaziale: componenti come il carter motore e il carrello di atterraggio dei motori aerospaziali presentano forme complesse e requisiti rigorosi in termini di velocità di asportazione del materiale, precisione di lavorazione e qualità superficiale. L'ampia capacità del magazzino utensili e la capacità di lavorazione ad alta precisione dei centri di lavoro orizzontali consentono di affrontare le sfide di lavorazione di diversi materiali (come leghe di titanio, leghe di alluminio, ecc.), garantendo che la qualità e le prestazioni dei componenti aerospaziali soddisfino standard elevati.
- Industria manifatturiera di macchinari pesanti: come la lavorazione di grandi componenti scatolati come riduttori e basamenti di macchine utensili. Questi componenti sono di grandi dimensioni e pesanti. La disposizione orizzontale del mandrino e la potente capacità di taglio dei centri di lavoro orizzontali consentono di lavorarli in modo stabile, garantendo la precisione dimensionale e la qualità superficiale dei componenti, soddisfacendo i requisiti di assemblaggio e utilizzo dei macchinari pesanti.
IV. Centri di lavoro multi-tavola
(A) Caratteristiche funzionali
- Serraggio e lavorazione online multi-tavola
Dispone di più di due tavoli di lavoro intercambiabili, la cui sostituzione avviene tramite binari di trasporto. Durante il processo di lavorazione, è possibile realizzare il serraggio in linea, ovvero la lavorazione e il carico e scarico dei pezzi vengono eseguiti simultaneamente. Ad esempio, durante la lavorazione di un lotto di pezzi uguali o diversi, mentre il pezzo su un tavolo di lavoro viene lavorato, gli altri tavoli di lavoro possono eseguire il carico e lo scarico dei pezzi e le operazioni di preparazione, migliorando notevolmente il tasso di utilizzo della macchina utensile e l'efficienza produttiva. - Sistema di controllo avanzato e magazzino utensili di grande capacità
Adotta un sistema CNC avanzato con elevata velocità di elaborazione e ampia capacità di memoria, in grado di gestire lavorazioni complesse e la logica di controllo multi-tavola. Allo stesso tempo, il magazzino utensili ha un'ampia capacità per soddisfare le diverse esigenze di utensili durante la lavorazione di pezzi diversi. La sua struttura è complessa e la macchina utensile occupa un'ampia area per ospitare più tavole di lavoro e i relativi meccanismi di trasferimento.
(B) Settori applicabili
- Industria elettronica ed elettrodomestici: per la produzione in serie di gusci e componenti strutturali di alcuni piccoli prodotti elettronici, i centri di lavoro multi-tavola possono passare rapidamente da un'attività di lavorazione all'altra per soddisfare i requisiti di lavorazione di diversi modelli di prodotti. Ad esempio, nella lavorazione di gusci di telefoni cellulari, radiatori per computer e altri componenti, attraverso il lavoro coordinato di più tavoli, l'efficienza produttiva viene migliorata per soddisfare la domanda del mercato per un rapido rinnovamento dei prodotti elettronici.
- Settore dei dispositivi medici: i componenti dei dispositivi medici presentano spesso requisiti di elevata varietà e precisione. I centri di lavoro multi-tavola possono lavorare diverse tipologie di componenti di dispositivi medici sullo stesso dispositivo, come le impugnature e le articolazioni degli strumenti chirurgici. Grazie al serraggio in linea e a un sistema di controllo avanzato, la precisione e la costanza di lavorazione dei componenti sono garantite, migliorando la qualità e l'efficienza della produzione dei dispositivi medici.
- Settore della lavorazione meccanica su misura: per la produzione in piccoli lotti di alcuni prodotti personalizzati, i centri di lavoro multi-tavola possono rispondere in modo flessibile. Ad esempio, per componenti personalizzati meccanicamente in base alle specifiche esigenze del cliente, ogni ordine potrebbe non essere di grandi quantità, ma di una varietà diversificata. I centri di lavoro multi-tavola possono adattare rapidamente il processo di lavorazione e il metodo di serraggio, riducendo i costi di produzione e accorciando il ciclo produttivo, garantendo al contempo la qualità.
V. Centri di lavorazione composti
(A) Caratteristiche funzionali
- Lavorazione multifaccia e garanzia di alta precisione
Dopo un singolo serraggio del pezzo, è possibile lavorare più facce. Il comune centro di lavoro a cinque facce può completare la lavorazione di cinque facce, ad eccezione della faccia inferiore di montaggio, dopo un singolo serraggio, svolgendo le funzioni di un centro di lavoro sia verticale che orizzontale. Durante il processo di lavorazione, la tolleranza di posizione del pezzo può essere efficacemente garantita, evitando l'accumulo di errori causato da più serraggi. Ad esempio, durante la lavorazione di componenti aerospaziali con forme complesse e più facce di lavorazione, il centro di lavoro composito può completare più processi di lavorazione come fresatura, alesatura e foratura su più facce in un singolo serraggio, garantendo la precisione di posizionamento relativa tra ciascuna faccia. - Realizzazione multifunzionale tramite rotazione del mandrino o della tavola
Una forma prevede che il mandrino ruoti a un angolo corrispondente per trasformarsi in un centro di lavorazione verticale o orizzontale; l'altra prevede che la tavola ruoti insieme al pezzo in lavorazione mentre il mandrino non cambia direzione, per ottenere una lavorazione su cinque facce. Questo design multifunzione consente alla lavorazione composita di adattarsi a pezzi con forme e requisiti di lavorazione diversi, ma comporta anche una struttura complessa e costi elevati.
(B) Settori applicabili
- Settore di produzione di stampi di fascia alta: per alcuni stampi per pannelli di automobili di grandi dimensioni e complessi o stampi a iniezione di precisione, il centro di lavorazione composto può completare la lavorazione ad alta precisione di più facce dello stampo in un unico serraggio, inclusa la lavorazione di cavità, anime e varie caratteristiche sui lati, migliorando la precisione di produzione e la qualità complessiva dello stampo, riducendo il lavoro di regolazione durante l'assemblaggio dello stampo e abbreviando il ciclo di produzione dello stampo.
- Settore della produzione di precisione aerospaziale: componenti chiave come pale e giranti dei motori aerospaziali presentano forme complesse e requisiti estremamente elevati in termini di precisione e qualità superficiale. Le capacità di lavorazione multifaccia e di garanzia ad alta precisione del centro di lavorazione composto possono soddisfare i requisiti di lavorazione di questi componenti, garantendone prestazioni e affidabilità in condizioni di lavoro estreme come alte temperature e alta pressione.
- Settore manifatturiero di attrezzature di fascia alta: per la lavorazione di componenti chiave di macchine utensili CNC ad alta precisione, come la lavorazione di basi e colonne di macchine utensili, il centro di lavorazione composto può completare la lavorazione multifaccia di questi componenti, garantendo la perpendicolarità, la parallelità e altre precisioni di posizionamento tra ciascuna faccia, migliorando la precisione di assemblaggio complessiva e le prestazioni delle macchine utensili CNC e promuovendo il progresso tecnologico del settore manifatturiero di attrezzature di fascia alta.
VI. Conclusion
I centri di lavoro verticali svolgono un ruolo importante in settori come la produzione di piccoli componenti di precisione e stampi, grazie ai vantaggi di un serraggio pratico e di un debug intuitivo; i centri di lavoro orizzontali sono ampiamente utilizzati in settori come l'automotive e l'aerospaziale, grazie ai vantaggi della lavorazione multiasse, del magazzino utensili di grande capacità e della lavorazione in lotti; i centri di lavoro multi-tavola sono adatti alla produzione in lotti o personalizzata in settori come l'elettronica, gli elettrodomestici e i dispositivi medicali, grazie alle loro capacità di serraggio in linea e di movimentazione multi-task; i centri di lavoro compositi occupano una posizione importante nei settori manifatturieri di fascia alta, come la produzione di stampi di alta qualità e la produzione di precisione aerospaziale, grazie alla loro lavorazione multi-faccia e alle caratteristiche di garanzia di alta precisione. Nella produzione moderna, in base alle diverse esigenze di lavorazione dei pezzi e agli scenari di produzione, la selezione e l'applicazione razionale di diverse tipologie di centri di lavoro possono sfruttare appieno i loro vantaggi funzionali, migliorare l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto e promuovere lo sviluppo dell'industria manifatturiera verso intelligenza, alta precisione ed elevata efficienza. Nel frattempo, con il continuo progresso della scienza e della tecnologia, le funzioni dei centri di lavoro continueranno a essere migliorate e ampliate, fornendo un supporto tecnico più potente per l'innovazione e il potenziamento dell'industria manifatturiera.
I centri di lavoro verticali svolgono un ruolo importante in settori come la produzione di piccoli componenti di precisione e stampi, grazie ai vantaggi di un serraggio pratico e di un debug intuitivo; i centri di lavoro orizzontali sono ampiamente utilizzati in settori come l'automotive e l'aerospaziale, grazie ai vantaggi della lavorazione multiasse, del magazzino utensili di grande capacità e della lavorazione in lotti; i centri di lavoro multi-tavola sono adatti alla produzione in lotti o personalizzata in settori come l'elettronica, gli elettrodomestici e i dispositivi medicali, grazie alle loro capacità di serraggio in linea e di movimentazione multi-task; i centri di lavoro compositi occupano una posizione importante nei settori manifatturieri di fascia alta, come la produzione di stampi di alta qualità e la produzione di precisione aerospaziale, grazie alla loro lavorazione multi-faccia e alle caratteristiche di garanzia di alta precisione. Nella produzione moderna, in base alle diverse esigenze di lavorazione dei pezzi e agli scenari di produzione, la selezione e l'applicazione razionale di diverse tipologie di centri di lavoro possono sfruttare appieno i loro vantaggi funzionali, migliorare l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto e promuovere lo sviluppo dell'industria manifatturiera verso intelligenza, alta precisione ed elevata efficienza. Nel frattempo, con il continuo progresso della scienza e della tecnologia, le funzioni dei centri di lavoro continueranno a essere migliorate e ampliate, fornendo un supporto tecnico più potente per l'innovazione e il potenziamento dell'industria manifatturiera.