Vertikale vs. horizontale Fräsmaschinen:Was ist der Unterschied?

Für Werkstattbetreiber, die den Kauf einer Fräsmaschine erwägen, betrifft eine der grundlegendsten Fragen, die sie beantworten müssen, die Konfiguration:vertikale oder horizontale Fräse? Die Antwort hängt von der Art ihres Unternehmens ab – insbesondere von der Art und dem Umfang der Arbeit, die in der Werkstatt erledigt wird, sowie von den Kosten, den Fähigkeiten ihrer Mitarbeiter und ihrer Einrichtung. Dieser Artikel befasst sich mit dem Unterschied zwischen horizontalen und vertikalen Fräsmaschinen, damit Sie eine fundierte Entscheidung für Ihr Unternehmen treffen können.

Vertikalfräsmaschinen

Bei Vertikalmühlen ist die Spindelachse vertikal ausgerichtet. Fräser werden in der Spindel gehalten und rotieren um ihre Achse. Typischerweise kann die Spindel ausgefahren oder der Tisch angehoben oder abgesenkt werden, um den gleichen Effekt zu erzielen, was Tauchschnitte und Bohren ermöglicht. Die zwei Arten von Vertikalmühlen sind Bettmühlen und Revolvermühlen.

Vertikalrevolverfräser haben eine stationäre Spindel, und der Tisch wird sowohl senkrecht als auch parallel zur Spindelachse bewegt, um das Schneiden auszuführen. Sie haben oft eine Pinole, mit der der Fräser ähnlich wie bei einer Bohrmaschine angehoben und abgesenkt werden kann. Revolverfräser bieten zwei Schneidemethoden in vertikaler (Z) Richtung:durch Anheben oder Absenken der Pinole und durch Bewegen des Knies.

Bei vertikalen Bettfräsmaschinen bewegt sich der Tisch nur senkrecht zur Spindelachse, während sich die Spindel selbst parallel zur eigenen Achse bewegt.

Horizontale Fräsmaschinen

Bei horizontalen Mühlen sind die Fräser auf einer horizontalen Spindel über dem Tisch montiert. Viele Horizontalmühlen verfügen auch über einen eingebauten Drehtisch, der das Fräsen in verschiedenen Winkeln ermöglicht. Dies wird als universelle Tabelle bezeichnet. Während Schaftfräser und andere Arten von Werkzeugen, die in vertikalen Fräsern verwendet werden, auf horizontalen verwendet werden können, haben sie auch dornmontierte Fräser, sogenannte Seiten- und Planfräser, die einen Querschnitt wie eine Kreissäge haben, aber im Allgemeinen breiter und kleiner sind Durchmesser. Da die Fräser eine gute Unterstützung durch den Dorn und eine größere Querschnittsfläche als ein Schaftfräser haben, können schwere Schnitte ausgeführt werden, was eine schnelle Materialabtragsrate ermöglicht.

„Wenn Sie sich die allgemeine Verwendung in der Industrie ansehen, waren die meisten der installierten Maschinen dreiachsige Vertikalfräsmaschinen“, sagt Angelo Juras, Manufacturing Adoption Specialist bei Autodesk. „Sie sind einfach einzurichten und Techniker haben einfachen Zugang zum Arbeitstisch. Auch wenn Sie ein Werkstück oder einen Schraubstock haben, ist das Be- und Entladen einfach, da Sie das Teil einfach auf den Tisch legen und die Schwerkraft es an Ort und Stelle hält.“

„Bei einer horizontalen Fräse zeigt die Spindel horizontal, was bedeutet, dass die Oberfläche, auf der das Werkstück montiert ist, vertikal ist, sodass der Bediener beim Be- oder Entladen mehr Kraftaufwand benötigt“, bemerkt Juras. „Jede Konfiguration hat jedoch Vor- und Nachteile, die über die einfache oder schwierige Verwendung hinausgehen.“

Vertikal- vs. Horizontalfräsmaschinen:Vor- und Nachteile

Aufgrund ihrer Konfiguration haben Horizontalfräser eine viel bessere Spanabfuhr, da die Schwerkraft es ihnen ermöglicht, zu fallen. Dies führt zu einer feineren Oberflächengüte und verlängert auch die Standzeit.

„Wenn Sie ein Teil mit einer tiefen Kavität oder Tasche bearbeiten, fallen alle Späne, die Sie beim Fräsen erzeugen, aus dem Weg“, kommentiert Juras. „Wenn Sie das gleiche Teil auf einer Vertikalfräse bearbeiten, bleiben alle Späne drin und können problematische Schnittbedingungen für die Standzeitverwaltung und den Spanfluss schaffen.“

Horizontale Fräsmaschinen haben auch eine vierte Achse „Tombstone“-Kapazität. „Wenn Sie eine horizontale Fräsmaschine kaufen, zeigt die Spindel horizontal und der Tisch ist horizontal; Er ist jedoch für Befestigungslöcher mit Gewinde oder Schlüsselschlitze ausgelegt, an denen eine Vorrichtung oder ein Sockel montiert ist, der als „Tombstone“ bezeichnet wird. Der Tombstone zeigt vertikal und präsentiert das Werkstück auf einer anderen Achse“, erklärt Juras. In diesem Fall steht das Werkstück senkrecht zur Spindel.

Laut Juras beginnt jemand, der gerade eine Maschinenwerkstatt eröffnet, in 99 % der Fälle mit einer einfachen Vertikalmühle, weil:

• Sie sind leicht verfügbar
• Sie sind leicht zugänglich
• Der Preispunkt ist viel niedriger

„Werkstätten beginnen in der Regel mit vertikalen Fräsmaschinen und fügen bei eingehender Arbeit möglicherweise eine horizontale Fräsmaschine hinzu, wenn dies für die zu bearbeitenden Werkstücke sinnvoll ist“, sagt Juras.

Er erinnert sich an seine Erfahrungen, als er seine eigene Maschinenwerkstatt betrieb. „Wir haben einen Teil ausgeführt, der 47 Minuten gedauert hat“, erzählt er. „An einer Vertikalmühle waren neun separate Arbeitsgänge erforderlich. Schließlich erwarb ich eine Horizontalmühle und reduzierte diese neun Arbeitsgänge auf zwei. Das Teil war dann in 22 Minuten erledigt.“

Juras berichtet von seiner Erfahrung in Forschung und Entwicklung für einen Automobilhersteller, der sowohl über vertikale als auch über horizontale Mühlen verfügte, in Bezug darauf, wie sich die Arbeit auf die bessere Mühlenkonfiguration auswirkt:„Wir hatten eine schnelle Durchlaufzeit von Komponenten, und jede erforderte eine Reihe von Fragen gefragt und beantwortet. Wie schnell war es nötig? Wie viele Arbeitsgänge waren nötig, um das Teil herzustellen? Wie war die Verfügbarkeit der Geräte? Wie viele wurden benötigt? All diese Fragen entschieden darüber, ob wir das Teil auf eine vertikale oder horizontale Fräsmaschine setzen würden. Typischerweise hängt es in der Forschung und Entwicklung von der Anzahl der zu bearbeitenden Flächen ab; Im Allgemeinen war es einfacher, auf die Vertikalmühlen auf- und abzusteigen. Es gab immer Vor- und Nachteile. So viel hängt von der Werkstückaufnahme und -befestigung ab.

Zwei weitere Themen machen Vertikalfräsmaschinen für Start-ups attraktiv:Ausbildung und Immobilien. In einer Zeit, in der Hersteller nach qualifizierten Maschinisten schreien, haben viel mehr Erfahrung mit Vertikalmühlen als mit Horizontalmühlen. Ein Werkzeug ist nur so gut wie diejenigen, die es bedienen, daher muss der Ladenbesitzer zusätzlich zu den viel höheren Kapitalkosten von horizontalen Mühlen (normalerweise das Drei- bis Vierfache der Kosten einer vertikalen Mühle) den Zeit- und Investitionsaufwand berücksichtigen Schulungspersonal für die Ausrüstung, in deren Verwendung sie keine Erfahrung haben.

Darüber hinaus ist insbesondere in Gebieten mit hohem Immobilienwert die geringere Stellfläche von Vertikalmühlen von Vorteil. „Ich habe kleine Horizontale und große Vertikale gesehen, aber das ist eine Ausnahme“, sagt Juras. „Im Allgemeinen nehmen vertikale Mühlen deutlich weniger Platz ein als horizontale.“

Überlegungen zur endgültigen Fräsmaschine

Lassen Sie uns die allgemeinen Vorteile von vertikalen gegenüber horizontalen Fräsmaschinen zusammenfassen:

Vertikalfräsmaschinen

• Bedeutend weniger kosten – Da vertikale Produkte für 80.000 $ und horizontale Produkte zwischen 250.000 und 400.000 $ erhältlich sind, ist es nicht verwunderlich, dass Werkstätten jährlich viermal oder mehr vertikale Produkte über horizontale Produkte kaufen.
• Benutzerfreundlichkeit – Es ist einfacher zu sehen, was in einer vertikalen Mühle vor sich geht.
• Ein größerer Pool von Maschinisten ist mit der Technologie vertraut.
• Kleinerer Platzbedarf – benötigt weniger Stellfläche.

Horizontale Fräsmaschinen

• Bieten Sie die Möglichkeit, Teile mit weniger Arbeitsgängen und komplizierteren Teilen herzustellen, und erreichen Sie eine längere Spindelbetriebszeit durch weniger Zeitaufwand für das Einrichten und Spannen mehrerer Arbeitsgänge.
• Größerer Durchsatz – Eine horizontale Mühle kann normalerweise die Arbeit von drei oder mehr vertikalen Mühlen erledigen.
• Kann eine bessere Spanabfuhr erreichen, die fertige Arbeit verbessern und die Standzeit verlängern.

„Am Ende hängt es von Ihrer Art der Arbeit ab und davon, wie weit sich Ihr Geschäft entwickelt hat“, sagt Juras. „Am Anfang ist der Kauf einer Vertikalmühle wie der Kauf Ihres ersten Autos. Sie brauchen es, um von Punkt A nach Punkt B zu gelangen, um zur Arbeit zu gelangen usw. Wenn Sie eine Weile gearbeitet und Ihre Situation verbessert haben, steigen Sie in ein besseres Auto auf. So ist das bei Maschinenfabriken. Sobald sie im Geschäft sind und sich bewährt haben – anspruchsvollere zu bearbeitende Teile erworben haben, mit der Produktion in großen Mengen begonnen haben und Investitionskapital angesammelt haben – können sie feststellen, dass es sinnvoll ist, eine horizontale Mühle hinzuzufügen oder zu ihr aufzusteigen.“

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