Различия между горизонтальными и вертикальными брейк-машинами
Брохинг - это высокоточный процесс обработки, в котором используется зубчатый инструмент - брош - для удаления материала за один проход, создавая сложные внутренние или внешние геометрии с исключительной точностью и отделкой поверхности. В то время как фундаментальный принцип брошинга является последовательным, машины, которые выполняют эту операцию, классифицируются на две основные ориентации: горизонтальную и вертикальную. Выбор между этими двумя типами значительно влияет на эффективность производства, стоимость и типы деталей, которые могут быть произведены. Эта статья обеспечивает всестороннее техническое сравнение горизонтальных и вертикальных брошинговых машин, охватывая их дизайн, работу, преимущества, ограничения и типичные приложения для руководства выбором информированного оборудования.
Понимание процесса брожения
Перед изучением самих машин важно понять основы процесса прокладки. Брачинг - это субтрактивный метод производства, при котором многозубной режущий инструмент, прокладка, толкается или тянутся линейно через или через заготовку. Каждый последующий зуб на прокладке немного выше, постепенно удаляя материал до достижения конечной желаемой формы. Брачинг уникален, потому что он сочетает в себе шероховатость, полуфабрикаты и отделочные операции одним ударом, обеспечивая высокую точность размеров (часто в пределах ± 0,0005 дюймов) и отличную отделку поверхности (обычно 16-32 микродюймов Ra).
Процесс широко используется в автомобильной, аэрокосмической, огнестрельной, гидравлической и общей обрабатывающей промышленности для создания ключевых путей, сплайнов, внутренних передач, квадратных отверстий и сложных внешних профилей. Существуют два различных метода: внутренняя прокладка, где прокладка проходит через предварительно просверленное отверстие или бор, и внешняя прокладка (также называемая поверхностной прокладкой), где прокладка перемещается по внешней поверхности заготовки. Как горизонтальные, так и вертикальные машины могут выполнять эти операции, но каждая ориентация имеет присущие прочности конструкции, которые делают определенные конфигурации более подходящими для конкретных применений.
Горизонтальные брейк-машины
Горизонтальные прокладочные машины характеризуются их длинной горизонтально ориентированной рамой. Прокладка обычно устанавливается в поршневую головку, которая линейно движется по оси машины. Заготовки обычно зажимаются к стационарному приспособлению или столу, который горизонтально проходит рядом с прокладочной дорожкой. Эти машины могут быть сконфигурированы для прокладки либо толчка, либо тяги, но большинство промышленных горизонтальных машин используют прокладку тяги для внутренних операций.
Проектирование и строительство
Горизонтальные прокладочные машины построены на сверхмощной базе, которая часто простирается на 10-30 футов в длину. Прокладка поддерживается серией устойчивых покоев и направляющих по всему пути для предотвращения отклонения и поддержания точности резки. Гидравлический цилиндр или механическая система привода обеспечивает линейную силу (часто измеряемую в тоннах), необходимую для протягивания или толкания прокладки через заготовку. Заготовка удерживается в оснасточном приспособлении, которое может быть загружено вручную или интегрировано с автоматизированной системой обработки.
Ключевые элементы дизайна включают в себя:
- Длинная ходовая способность — горизонтальные машины обычно предлагают ходы от 48 дюймов до более 120 дюймов, вмещающие длинные броши и заготовки.
- Большая вместимость — типичные мощности колеблются от 5 до 50 тонн, при этом некоторые пользовательские машины превышают 100 тонн. Это позволяет прорезать толстые и твердые материалы.
- Турдная, виброгасимая конструкция — чугунные или стальные сварные конструкции обеспечивают массу, необходимую для поглощения сил резки и поддержания точности в течение многих лет производства.
- Внутренняя доставка охлаждающей жидкости — многие горизонтальные модели включают системы сквозного или затопленного охлаждения для промывки чипов и уменьшения тепловых искажений.
Оперативные характеристики
В типичном горизонтальном цикле прокладки заготовка располагается в крепежной части, а за ней убирается прокладка. Голова вытягивающего устройства зацепляет заднюю часть прокладки и протягивает ее через заготовку или по ее поверхности. После завершения разреза прорезь быстро возвращается в исходное положение, а готовая часть удаляется. Поскольку прокладка протягивается через заготовку в напряжении, горизонтальные машины отлично справляются с поддержанием прямолинейности и концентричности внутренних особенностей.
Горизонтальные машины часто выбираются для производства деталей большого объема, таких как:
- Внутренние линии в передаточных передачах и валах
- Щиты, шестерни и муфты
- Рифлинговые и спиральные борозды в стволах оружия
- Квадратные или шестиугольные отверстия в инструментах и автомобильных компонентах
Преимущества горизонтального скрещивания
- Рукоятка больших и тяжелых заготовок — массивные детали весом в сотни или тысячи фунтов можно легко разместить на горизонтальном креплении без проблем с гравитацией, возникающих в вертикальных машинах.
- Возможность длительного хода — идеально подходит для прошивки длинных внутренних функций, таких как глубокие линии или расширенные клавиши, которые требуют длительного прошивки.
- Передняя отделка поверхности и точность — стабильная горизонтальная компоновка минимизирует вибрацию и позволяет точно выровнять пролетную траекторию относительно оси заготовки, часто достигая допусков 0,0002—0,0005 дюймов.
- Двухосевая гибкость — некоторые горизонтальные машины могут быть оснащены несколькими слайдами или таблицами индексирования для последовательного разрезания различных функций без повторного фиксирования.
- Эффективная эвакуация чипов для внутренней работы (FLT: 1) — чипы отпадают от зоны разреза под действием силы тяжести, снижая риск сокращения чипов и улучшения срока службы инструмента.
Ограничения горизонтального скрещивания
- Большое требование к площади пола — длинная рама и система охлаждающей жидкости могут занимать значительный след (15-40 футов линейно), что может быть непомерно в небольших магазинах.
- Более высокая капитальная стоимость — горизонтальные машины, как правило, дороже, чем вертикальные модели с эквивалентной мощностью из-за их прочной конструкции и более длинных компонентов.
- Комплексная настройка и инструментарий — выравнивание направляющих, креплений и головки тягача требует квалифицированного персонала установки и часто более длительного простоя для переключения.
- Доступность оператора (FLT:0) — для достижения зоны удержания может потребоваться подъем или специализированные платформы, особенно для больших машин, что создает эргономичные проблемы.
Вертикальные брошинговые машины
Вертикальные прокладочные машины имеют вертикальную ориентацию, где прокладка перемещается вниз (или иногда вверх) по вертикальной оси. Заготовка обычно устанавливается на столе или креплении ниже головы прокладки. Вертикальные машины делятся на две основные категории: внутренняя вертикальная прокладка и вертикальная прокладка поверхности. Многие вертикальные машины используют нисходящую конструкцию, где прокладка протягивается через заготовку цилиндром, расположенным под столом.
Проектирование и строительство
Вертикальные прокладочные машины имеют компактную конструкцию типа C-кадра или колонки, занимающую гораздо меньший размер, чем горизонтальные. Прокладка крепится к тарану или горке, который движется вертикально, руководствуясь точными линейными подшипниками или закаленными путями. Рабочий стол оснащен T-слотами или быстро меняющейся фиксацией для удержания множества меньших деталей. Большинство вертикальных машин используют гидравлическое приведение в действие, хотя некоторые более мелкие модели используют сервоэлектрические приводы для повышения энергоэффективности и управления.
Важные особенности дизайна включают в себя:
- Компактный след (FLT:0) — вертикальные машины обычно требуют на 30-50% меньше площади, чем горизонтальные машины аналогичного тоннажа, что делает их пригодными для магазинов труда и объектов с ограниченным пространством.
- Умеренная длина хода (FLT:0) — стандартные вертикальные машины предлагают ходы от 12 до 60 дюймов, достаточные для большинства автомобильных и общих инженерных компонентов.
- Диапазон тоннажа — типичные мощности составляют от 2 до 25 тонн, при этом некоторые сверхпрочные вертикали достигают 40 тонн. Более низкие тоннажи отражают меньшие детали, обычно обрабатываемые.
- Комплексная защита — вертикальная компоновка естественным образом облегчает закрытие зоны резки для безопасности оператора и удержания охлаждающей жидкости.
Оперативные характеристики
Вертикальные циклы прокладки начинаются с прокладки, поднятой до самого верхнего положения. Заготовка загружается на стол (часто с помощью ручного размещения или простой автоматизации выбора и размещения). Для внутренней прокладки прокладка вставляется в предварительно просверленное отверстие, а таран тянет его вниз через заготовку. Для поверхностной/внешней прокладки заготовка позиционируется под инструментом прокладки. Готовая часть затем удаляется и таран возвращается вверх. Вертикальная ориентация делает клиренс чипа простым для внутренней работы - чипы свободно падают под столом в конвейер или корзину чипа.
Типичные детали, изготовленные на вертикальных прошивочных машинах, включают:
- Внутренние ключи и линии в небольших передачах, концентраторах и стрелках
- Шестиугольные и квадратные отверстия в автомобильных компонентах
- Внешние сплины на валах (с использованием насадок для прошивки поверхности)
- Слотирование и прокладка частей оружия, таких как болтоносители и приемники
- Серрированные профили в компонентах передачи мощности
Преимущества вертикального брухинга
- Космическая эффективность — вертикальные машины требуют гораздо меньшей площади пола, что позволяет размещать несколько блоков ближе друг к другу для макетов сотовой связи.
- Простота загрузки и разгрузки — операторы могут быстро добраться до рабочего стола без изгиба или подъема, уменьшая усталость и время цикла в условиях высокой смеси.
- Низкие первоначальные инвестиции — вертикальные машины, как правило, дешевле, чем горизонтальные машины аналогичной мощности, что делает их привлекательными для малых и средних объемов производства.
- Упрощенная оснастка и настройка — приспособления для удержания в рабочем состоянии, как правило, легче и легче изменять. Выравнивание бруса часто проще, потому что гравитация помогает позиционировать брошь относительно заготовки.
- Превосходно для внутренней прокладки мелких и средних деталей — движение вниз, вырезание естественно удерживает заготовку у стола, сводя к минимуму необходимость в сложной зажимке.
- Базопасность и управление чипами — область резки может быть заключена легче, и чипы попадают непосредственно в системы сбора, снижая техническое обслуживание.
Ограничения вертикального брейкинга
- Ограниченный размер и вес заготовки — тяжелые или очень большие детали трудно позиционировать вертикально и могут потребовать накладных кранов, что сводит на нет некоторые эргономические преимущества. Большинство вертикальных машин рассчитаны на детали весом менее 100 фунтов.
- Более короткая длина хода — вертикальный ход ограничен высотой рамы машины, ограничивая длину признаков, которые могут быть пробиты. Длинные сплайны или глубокие отверстия затруднены.
- Потенциал для провисания броши — очень длинные или стройные броши, используемые в вертикальных машинах, могут испытывать провисание или изгиб под собственным весом, влияя на точность.
- Меньшая грузоподъемность — хотя существуют сверхмощные вертикальные прокладочные машины, они встречаются реже, и большинство вертикалей ограничены умеренными силами резки.
Основные различия между горизонтальными и вертикальными брейк-машинами
Для того чтобы помочь в сравнении этих двух типов машин, в следующей таблице приведены наиболее важные различия:
| ] | ||||||||||||||
| 2—25 тонн | ||||||||||||||
| [[FLT: Вес | ||||||||||||||
| ] | ||||||||||||||
| ] |