Centro de usinagem horizontal versus vertical – uma comparação definitiva

Provavelmente, você deve estar se perguntando como um centro de usinagem horizontal se compara ao centro de usinagem vertical. Pois bem, este artigo explora todos os fatos fundamentais que o ajudarão a escolher o equipamento perfeito para suas operações de usinagem.

Vamos mergulhar direto:

O que é Centro de Usinagem Horizontal?

Muitas vezes abreviado como HMC, um centro de usinagem horizontal é uma máquina especializada projetada para realizar operações de processamento distintas, como perfuração e fresagem. Possui um fuso que fica perpendicular à mesa de trabalho.

Os HMCs contemporâneos são geralmente informatizados e isso significa que você pode explorá-los para realizar operações essenciais como rosqueamento, fresamento e mandrilamento.

Projeto de um Centro de Usinagem Horizontal

Esta unidade apresenta numerosos componentes alinhados de forma exclusiva para facilitar determinadas operações de usinagem. Essas peças incluem;

• Base: Esta é uma estrutura que atua como a pedra fundamental do seu centro de usinagem. Ele fornece uma estrutura de suporte para outros componentes essenciais, incluindo o fuso e a mesa de trabalho. A maioria dos centros de usinagem horizontal possui estruturas ou bases de ferro fundido.
• Coluna: A coluna é outra estrutura de suporte que sustenta o eixo z do seu centro. O eixo Z é um componente que permite que o fuso do centro de usinagem horizontal manobre verticalmente. Este componente também atua como ponte entre a base da máquina e o cabeçote.
• Mesa de trabalho: Sua usinagem de centralização horizontal vem com uma superfície semelhante a uma mesa onde você pode colocar e posicionar sua peça de trabalho. Esta mesa de trabalho pode mover-se de maneiras distintas graças à inclusão dos eixos x, y e z.
• Fuso: Este componente controla principalmente o movimento da ferramenta de usinagem instalada. Você pode ajustar sua velocidade e potência para cima ou para baixo dependendo das demandas de sua operação. Para HMCs, o fuso é configurado exclusivamente visto que ele funciona paralelamente à sua mesa de trabalho.
• Cabeçote: O cabeçote é o componente que segura o fuso central enquanto ainda suporta outras peças essenciais. Isso inclui o trocador de ferramentas.
• Trocador de ferramentas: Este é um componente automático que permite ao seu centro de usinagem horizontal alternar entre ferramentas de usinagem distintas. Ele vem com um magazine que preserva ferramentas de corte essenciais, como uma fresa e uma broca. Uma vez que você decida trocar a ferramenta de usinagem, ele recupera a ferramenta de sua escolha e a monta no fuso.
• Trocador de paletes: Embora nem todos os centros de usinagem horizontal sejam dotados de trocadores de paletes, a maioria dos centros contemporâneos o possui. Este componente permite alimentar diferentes peças de trabalho em seu centro de usinagem, minimizando assim o tempo ocioso.
• Configuração do eixo: A configuração dos eixos dos centros de usinagem horizontais varia dependendo da complexidade do centro. Os HMCs básicos possuem três eixos, enquanto as opções avançadas podem apresentar até 5 eixos. Isso abre a porta para processos de usinagem sofisticados, incluindo recartilhamento e rosqueamento.

Como funciona um centro de usinagem horizontal

Os centros de usinagem horizontais vêm em vários modelos, cada um projetado exclusivamente para executar funções de usinagem. Isso pode resultar em processos de trabalho distintos. No entanto, HMCs típicos executam diversas operações de usinagem nas etapas a seguir.

• Carregamento da peça: Primeiro, suas matérias-primas ou peças são alimentadas no centro de usinagem e cuidadosamente posicionadas na mesa de trabalho. Em HMCs avançados dotados de trocadores de paletes, o processo de carregamento é automatizado.
• Fixação: A peça de trabalho carregada é então fixada no lugar, restringindo-a firmemente à sua mesa de trabalho. Isto é bastante significativo, pois garante que seu objeto esteja posicionado com precisão e evita seu movimento durante a usinagem.
• Seleção e configuração de ferramentas de usinagem: Consequentemente, a ferramenta de usinagem apropriada necessária para processar sua peça é escolhida e recuperada do magazine. A ferramenta designada é então montada no porta-ferramenta pronta para usinagem.
• Programação: Uma vez que a peça de trabalho e o centro estejam bem configurados, as instruções de usinagem são inseridas no controlador do centro. Estas instruções incluem a operação de usinagem, a profundidade de corte e a velocidade de usinagem de corte.
• Usinagem: Assim que suas instruções forem digitadas, o centro de usinagem horizontal inicia o processo de usinagem automaticamente. A ferramenta de usinagem entra em contato com a peça de trabalho movendo o fuso ao longo de um eixo especificado. Isso resulta em uma peça bem moldada, perfurada ou rosqueada.
• Aplicação de refrigerante: As operações de usinagem realizadas muitas vezes resultam em fricção e geração de calor. Isso requer aplicação de refrigerante e lubrificante para facilitar operações suaves.
• Descarregando: Esta etapa é iniciada quando você estiver satisfeito com a qualidade do seu produto usinado. Este processo pode ser realizado de forma automática ou manual.

Tipos de HMC

Os HMCs são classificados com base em sua configuração de fuso. No entanto, eles são divididos em outros subtipos, cada um especializado para desempenhar funções distintas.

Centro de usinagem horizontal de 3 eixos

O HMC de 3 eixos é um centro de usinagem simples conhecido por suportar movimentos de três eixos. Esta máquina suporta movimento ao longo dos eixos X, Y e Z, tornando-a perfeita para aplicações simples, incluindo fresamento, rosqueamento e perfuração.

4 eixos Centro de Usinagem Horizontal

O HMC de 4 eixos incorpora mais eixos, tornando-o adequado para processos de usinagem mais complexos. Além dos três eixos suportados por um HMC de 3 eixos, esta máquina possui uma mesa rotativa. Com o centro de usinagem horizontal de 4 eixos, você pode trabalhar em diversas faces da sua peça de trabalho com precisão e conveniência.

5 eixos Centro de Usinagem Horizontal

Este é o modelo mais avançado de centros de usinagem horizontais e é universalmente reverenciado por sua flexibilidade. O HMC de 5 eixos vem com dois eixos rotativos extras além dos três eixos básicos. Esses eixos são os eixos A e B, que permitem usinar peças de formato irregular em várias faces.

Centro de usinagem horizontal de paletes duplos

O centro de usinagem horizontal de paletes duplos é reverenciado por suas altas taxas de produção possibilitadas por sua configuração de paletes duplos. Com este centro, você pode alimentar duas peças em dois paletes diferentes. Isso garante uma usinagem contínua, pois você pode carregar um palete enquanto o outro segura a peça para usinagem.

Vantagens de usar centros de usinagem horizontais

• Usinagem multifacetada: Os centros de usinagem horizontais típicos apresentam vários eixos (3-5) e isso permite realizar operações de usinagem em múltiplas faces.
• Produtividade aprimorada: Centros de usinagem horizontais, especialmente HMCs de palete dupla, permitem manusear múltiplas peças simultaneamente e continuamente. Enquanto um dos seus paletes está no centro de usinagem, você pode carregar o outro.
• Gerenciamento aprimorado de chips: A orientação distinta dos HMCs, bem como seu impressionante mecanismo de evacuação de cavacos, garantem que os fragmentos acumulados sejam removidos com eficiência. Eles contêm transportadores de cavacos, o que torna a extração de cavacos perfeita.
• Firmeza Melhorada: A configuração exclusiva dos HMCs os torna firmes, permitindo-lhes segurar peças pesadas. Ao realizar operações de usinagem, a força é distribuída uniformemente.
• Precisão aprimorada: Eles contêm um fuso rígido, o que lhes permite realizar operações de usinagem distintas e, ao mesmo tempo, obter uma precisão incomparável.

O que é Centro de Usinagem Vertical?

A centro de usinagem vertical é uma máquina prática que possui um fuso alinhado perpendicularmente, tornando-a perfeita para usinagem de alta precisão. Isso significa que a ferramenta de usinagem e o fuso ficam acima da mesa de trabalho que segura a peça de trabalho.

Partes de Centros de Usinagem Vertical

Os VMCs são classificados com base em sua configuração. Seus componentes principais (fuso e ferramenta de usinagem) são montados verticalmente e isso garante precisão. Tal como os HMCs, estes centros de maquinação apresentam múltiplos constituintes, nomeadamente;

• Base: Isso atua como a base do seu centro de usinagem central vertical e é essencialmente a haste que suporta outros componentes.
• Coluna: A coluna é erguida na base e fica em pé, proporcionando uma base de suporte para componentes móveis.
• Fuso: Este é um eixo projetado para regular a operação das ferramentas de usinagem do seu centro. Nos VMCs, ele é erguido na vertical ou verticalmente, o que significa que puxa a ferramenta de corte de cima para baixo em direção à peça de trabalho.
• Mesa de trabalho: Esta é uma superfície de tamanho variável projetada para manter a peça em posição para a operação de usinagem. Em centros de usinagem verticais, a mesa de trabalho se movimenta ao longo dos eixos X, Y e Z.
• Trocador de ferramentas: O trocador de ferramentas possui um magazine que preserva seu conjunto distinto de ferramentas de usinagem. É automatizado para permitir a troca rápida das ferramentas de usinagem.

Operando um Centro de Usinagem Vertical

Os centros de usinagem verticais são máquinas relativamente simples, mas para operá-los é necessário ter um certo nível de conhecimento. Para operar seu VMC sem problemas, basta seguir as etapas a seguir.

• Preparação: Primeiro, você deve estabelecer as bases para a operação de usinagem. Isso deve incluir o uso de equipamento de proteção, a configuração do seu VMC e o carregamento da ferramenta de usinagem apropriada.
• Programação: Os VMCs geralmente são programados por CNC, o que significa que você deve criar um programa que dite a operação da sua máquina. Seu programa deve estipular sua velocidade e profundidade de corte preferidas, entre outros parâmetros.
• Usinagem: Antes de iniciar a operação de usinagem, verifique novamente o programa carregado. Em seguida, prossiga para ativar o VMC no painel de controle. Isto iniciará automaticamente a execução da operação de usinagem articulada em seu programa.
• Conclusão: Assim que a peça de trabalho estiver bem processada, desligue a máquina e extraia a peça de trabalho. Inspecione sua condição para garantir que atenda às suas necessidades.

Subcategorias de Centros de Usinagem Vertical

Os centros de usinagem verticais vêm com recursos variados e isso forneceu uma base para categorizá-los em tipos distintos. Os tipos comuns de VMC para você explorar incluem;

• Centros de usinagem vertical C-Frame: Os VMCs de quadro C podem ser identificados por sua orientação de coluna exclusiva. Sua coluna se assemelha a uma estrutura em forma de C, tornando-os bastante rígidos e, portanto, adequados para usinagem de peças pesadas.
• Centros de usinagem vertical de coluna móvel: Este tipo de centro de usinagem vertical é especializado no manuseio de peças de grande porte devido à sua configuração de coluna móvel. Sua coluna pode manobrar ao longo do eixo x permitindo assim a usinagem de objetos enormes.
• Centros de usinagem verticais de 3 eixos: Este é o modelo básico do VMC, que se caracteriza pelo movimento dos eixos que suporta. É especializado para executar operações simples, embora sua capacidade de manusear peças grandes seja limitada.
• Centros de usinagem verticais de 4 eixos: O VMC de 4 eixos incorpora um eixo adicional em forma de mesa rotativa. Isto o torna perfeito para operações de usinagem bastante complexas e componentes relativamente grandes.
• Centros de usinagem verticais de 5 eixos: Esta unidade avançada é considerada o epítome dos centros de usinagem contemporâneos. Ele tem a capacidade de usinar perfeitamente peças pesadas. Complementa os eixos básicos com dois eixos adicionais (A e B).

Prós de usar um centro de usinagem vertical

• Eficiente em termos de espaço: Graças à sua orientação vertical, ocupam menos espaço, tornando-os ideais para aplicações com espaço limitado.
• Excelente precisão: Sua orientação única os torna bastante rígidos e isso minimiza as chances de deflexão da ferramenta e movimento da peça. Em última análise, isso resulta em operações de usinagem precisas.
• Custo-beneficio: Eles são universalmente considerados centros de usinagem econômicos. Isso ocorre porque adquiri-los exige uma taxa comparativamente menor devido ao seu design simples.
• Amigo do usuário: Além de ter um design simples, você também pode acessar facilmente componentes essenciais, como a mesa de trabalho. Isso torna mais fácil configurar e operar seu VMC.

Centros de usinagem horizontais versus centros de usinagem verticais

Estas duas invenções de usinagem estão continuamente se tornando os sistemas de usinagem preferidos graças à sua precisão e confiabilidade. No entanto, eles possuem recursos distintos, tornando-os ideais para diferentes aplicações. Esta tabela resume suas principais diferenças.

Recurso	Centro de Usinagem Horizontal	Centro de Usinagem Vertical
Alinhamento do fuso	Paralelo à mesa de trabalho.	Perpendicular à mesa de trabalho.
Profundidade de corte	Consegue cortes mais profundos.	Consegue cortes mais curtos.
Precisão de usinagem	Relativamente menos preciso.	Extremamente preciso.
Geometria da ferramenta	Utiliza ferramentas curtas, mas robustas, pois manuseiam peças pesadas.	Utiliza ferramentas mais longas e delgadas, tornando-as altamente precisas.
Tamanho da peça	Acomoda peças de trabalho maiores e resistentes.	Favorece peças de trabalho comparativamente menores e mais leves.
Faces usináveis	Pode usinar diversas faces, mas pode exigir configurações adicionais.	Pode usinar facilmente várias faces de sua peça de trabalho.
Custo	São relativamente caros devido ao seu design sofisticado.	O seu design simples traduz-se em preços mais baixos.
Evacuação de chips	Extrair os chips acumulados é relativamente mais complicado.	Os fragmentos acumulados são facilmente extraídos devido à gravidade.

Aplicação comum de centros de usinagem verticais

Os centros de usinagem vertical são conhecidos e reverenciados por sua excelente precisão de usinagem. Isto as torna máquinas indispensáveis para as seguintes aplicações;

• Fabricação de dispositivos médicos
• Usinagem de peças automotivas
• Fabricação de moldes
• Usinagem de Componentes Aeroespaciais
• Fabricação de componentes eletrônicos
• Morrer fazendo
• Prototipagem

Aplicações de Centros de Usinagem Horizontais

Os centros de usinagem horizontais continuam sendo a solução de usinagem preferida para operações de usinagem pesada, graças às suas ferramentas de usinagem robustas. Eles são explorados de forma proeminente em:

• Fabricação de componentes pesados e de grande porte: Por exemplo, peças de equipamentos de construção, blocos de motores e moldes grandes.
• Usinagem de geometria complexa: Centros de usinagem horizontais de 4 e 5 eixos são usados para realizar operações de usinagem complexas, como rosqueamento interno.
• Usinagem em grande escala: A inclusão de paletes duplos os torna perfeitos para a produção de componentes em alto volume.
• Fabricação Geral: Sua precisão e alto nível de automação impulsionaram seu uso nas indústrias de manufatura para produzir protótipos e produtos de consumo.

Se você ainda está se perguntando sobre o melhor centro de usinagem para escolher para a fabricação do seu material, a equipe da Tsinfa CNC Equipment está aqui para ajudá-lo - envie perguntas agora.