Horizontal vs Vertical Machining Centers: 8 Proven Best Uses

Visão geral

Atualmente, os fabricantes devem se familiarizar com os conceitos básicos das máquinas CNC. No mercado, vários tipos de máquinas CNC podem executar com eficiência uma série de tarefas. No setor de manufatura, cada uma delas é importante, mas, antes de escolher uma, é fundamental avaliar todos os recursos, benefícios e aplicações.

Este artigo apresenta os centros de usinagem vertical e horizontal. O fabricante tomará uma decisão informada após conhecer todas as diferenças.

Tipos de centros de usinagem CNC

Antes de comparar VMCs e HMCs, é importante entender o que é uma máquina CNC. Uma máquina CNC consiste em um fuso, uma mesa, um trocador de ferramentas e uma coluna.

O fabricante usa essa máquina para perfuração, fresagem, torneamento e mandrilamento. Centros de usinagem CNC são classificados por sua estrutura, movimento e operação.

Classificação estrutural

1. Centros de usinagem vertical
2. Centros de usinagem horizontal
3. Centros de usinagem no estilo Gentry

Movimento do eixo

1. Máquinas de movimento de 3 eixos
2. Máquinas de movimento de 4 eixos
3. Máquinas de movimento de 5 eixos

Classificação operacional

1. Fresadoras CNC
2. Roteadores CNC
3. Tornos CNC
4. Cortadores de plasma CNC
5. EDM (máquina de descarga elétrica)

O que é um centro de usinagem vertical (VMC)?

Computer numerically controlledCNC machines differ in the posição do fuso em relação à mesa de trabalho. A fresadora é a categoria mais popular e amplamente utilizada, conhecida como centros de usinagem vertical.

Descrição básica

Nos centros de usinagem vertical, o fuso é fixado perpendicularmente à mesa de trabalho. Ele segura a ferramenta de corte verticalmente. Os dois estilos básicos são:

• Torre moinhos têm um eixo fixo enquanto a base se move ao longo dele.
• Cama moinhos têm duas peças de trabalho que se movem ao longo da mesa.

Principais componentes

Os principais componentes do VMC são:

• Para segurar as ferramentas de corte, o fuso está no VMC.
• A troca automática de ferramentas da máquina aumenta a produtividade dos centros de usinagem.
• O Mesa de trabalho é uma superfície lisa e estável na qual o fabricante executou todas as tarefas.
• No processo, a precisão é mantida usando o estrutura e base.

Usos comuns

Os centros de usinagem vertical são mais comuns do que os centros de usinagem horizontal. Os usos mais comuns do VMC são:

• Essas máquinas têm aplicações médicas, eletrônicas e militares.
• Um VMC é usado para fabricar peças curvas complexas durante o fresamento. Essas máquinas oferecem alta precisão, o que é necessário para atender a requisitos específicos.
• Os fabricantes usam VMCs para produzir uma ampla variedade de formas incomuns.
• Os furos e entalhes em várias peças da máquina são perfurados usando um VMC.

Prós e contras

Benefícios

• Esses dispositivos são fáceis de usar e exigem pouca configuração ou modificação.
• As configurações de automação e a precisão do VMC são perfeitas.
• Uma variedade de trabalhos, incluindo rosqueamento, perfuração e fresamento.
• Os centros de usinagem vertical têm altas velocidades de produção, permitindo a produção de mais peças de máquinas.
• O design do centro de usinagem vertical proporciona excelente visibilidade durante um projeto.

Desvantagens

• Essas máquinas não podem cortar materiais rígidos ou duros.
• O VCM tem limitações para trabalhos com várias faces.

O que é um centro de usinagem horizontal (HMC)?

Descrição básica

A outra orientação da máquina CNC é com o fuso paralelo à mesa de trabalho. Seu design se assemelha ao do VMC, e o eixo do fuso é orientado horizontalmente.

Componentes do HMC

• A máquina tem um eixo horizontal.
• O sistema apresenta um ferramenta automatizada trocador que permite que as ferramentas sejam trocadas de acordo com as necessidades da tarefa de fresagem.
• A palete duplo sistema permite que os operadores usinem uma peça de trabalho enquanto preparam ou removem outra, reduzindo o tempo de inatividade e permitindo a operação contínua.
• A máquina tem um Mesa de trabalho com eixos X, Y e Z rotação.
• Um HMC tem um líquido de arrefecimento que circula para resfriar a máquina e facilitar a remoção suave de cavacos para uma operação eficiente.
• A máquina tem um compartimento that ensures noise-free operation and supports OSHA machine guarding requirements

Usos comuns

Além de serem utilizados na fabricação de ferramentas, moldes e matrizes, os centros de usinagem horizontal CNC são frequentemente empregados para a produção de alto volume de peças complicadas nos setores automotivo, aeroespacial e médico.

• O fabricante usa o HMC para produzir suspensões de engrenagens e eixos para o setor automotivo.
• Para produção de alto volume, as máquinas horizontais CNC são a opção ideal.
• A alta precisão dos produtos médicos é obtida com o uso de centros de usinagem horizontais.
• Ele pode ser usado no processo de fabricação de matrizes para injeção de plástico.

Vantagens e desvantagens

Benefícios

• O HMC pode cortar mais rápido e com melhor acabamento.
• Ele pode ser usado para produção de alto volume.
• O HMC tem melhor capacidade de evacuação de cavacos do que o VMC.
• Comparado ao VMC, o HMC é a opção mais econômica para produção de alto volume.

Desvantagens  

• Os fabricantes devem saber que o custo inicial é muito alto, o que o torna inadequado para uma unidade de produção menor.
• O HMC requer mais espaço do que o VMC devido à sua orientação.
• São necessários operadores qualificados para que a máquina funcione adequadamente.

Principais diferenças entre HMCs e VMCs

Recursos	HMCs	VMCs
Orientação do fuso	Orientação horizontal, as ferramentas cortam na direção horizontal.	Orientação vertical, as ferramentas cortam na direção vertical.
Configuração da peça de trabalho	A mesa giratória e o design de palete duplo exigem um ajuste mínimo.	O reposicionamento manual é necessário para a orientação correta da configuração.
Custo inicial	Mais alto	Inferior
Custo operacional geral	A necessidade de mão de obra aumenta o custo.	Inferior
Precisão e capacidade da ferramenta	O manuseio automatizado reduziu a chance de erro.	Várias configurações e manuseio manual levam a erros.
Gerenciamento de chips	A gravidade ajuda na remoção dos cavacos	Os chips devem ser removidos manualmente
Capacidade de produção	Produção de alto volume	Produção de baixo volume
Necessidade de espaço	Espaço maior	Espaço menor

Qual deles escolher?

A escolha do VMC e do HMC depende inteiramente dos requisitos das operações de fabricação e perfuração.

• Os VMCs são baratos e oferecem visibilidade superior, enquanto os HMCs são mais potentes e mais adequados para a fabricação de peças grandes ou complexas.
• Os moinhos de torre podem produzir moldes e cavidades, mas o movimento do leito é restrito; portanto, não são adequados para componentes grandes.
• As fresas de leito são fáceis de usar para furar e fazer ranhuras, mas só podem suportar um único fuso.
• As fresas horizontais são usadas na usinagem de grandes volumes de material ou na usinagem pesada, e quando são necessárias mais potência e eficiência.

Conclusão

Os centros de usinagem verticais e horizontais são essenciais em qualquer ambiente de fabricação moderno, cada um oferecendo seus benefícios exclusivos.

• Centros de usinagem vertical (VMCs)são de baixo custo, de pequena escala e de precisão intensiva, oferecendo alta visibilidade e facilidade de uso.
• Por outro lado, Os centros de usinagem horizontal (HMCs) oferecem potência, eficiência e rendimento superiores na produção de grandes quantidades de peças ou partes com geometrias complexas.

As necessidades de produção, o orçamento, o espaço disponível e a complexidade das peças usinadas determinam a decisão. Os fabricantes podem aumentar a produtividade e a precisão da usinagem fazendo seleções informadas e econômicas quando estão cientes dessas variações.