Verstehen der Unterschiede zwischen horizontalem und vertikalem Fräsen

Fräsen ist ein gängiges Fertigungsverfahren, bei dem ein rotierendes Werkzeug Material von einem stationären Werkstück abträgt und Ihnen Teile mit der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit liefert. Während der Fräsvorgang grundlegend ist, gibt es verschiedene Arten von Fräsmaschinen, und die wichtigste Charakterisierung basiert auf der Ausrichtung des Schneidwerkzeugs.

Sowohl horizontale als auch vertikale Fräsmaschinen haben einzigartige Betriebseigenschaften, die sie für bestimmte Operationen und Anwendungen geeignet machen. Der folgende Text geht auf die Unterschiede zwischen Vertikalfräsmaschinen und Horizontalfräsmaschinen ein und diskutiert deren Vor- und Nachteile.

Ein kurzer Überblick über vertikale Fräsmaschinen

Vertikalfräsmaschinen sind die häufigste Anordnung, bei der Sie das Schneidwerkzeug in vertikaler Ausrichtung sehen. Das Werkzeug drückt gegen das feststehende Werkstück und trägt das Material nach Ihren Designvorgaben ab. In der Industrie sind zwei Arten von vertikalen Fräseinrichtungen weit verbreitet.

Revolverfräsmaschinen

Die Revolverfräseinrichtung wird in der Regel für Kleinteile verwendet. Bei diesem Aufbau bleibt die Spindel mit dem Schneidwerkzeug stationär, während sich das Revolverbett sowohl horizontal als auch vertikal bewegen kann.

Bettfräsmaschinen

Bettfräsmaschinen sind häufiger anzutreffen, insbesondere in einer traditionellen Maschinenwerkstatt. Bei diesem Aufbau kann sich die Spindel vertikal bewegen, während sich das Bett horizontal bewegt. Durch die Kombination dieser Bewegungen können Sie ganz einfach Rillen, Bohrungen und verschiedene andere Merkmale erstellen.

Ein kurzer Überblick über horizontale Fräsmaschinen

Horizontalfräsmaschinen sind etwas anders. Die Grundoperationen bleiben gleich. Sie haben immer noch ein stationäres Werkstück und ein rotierendes Werkzeug. Die Ausrichtung des Werkzeugs hätte jedoch eine horizontale Ausrichtung.

Im Allgemeinen werden diese Fräsmaschinen eher in Fällen verwendet, in denen Sie mit größeren Teilen oder tieferen Schnitten zu tun haben. Das Overarm-Design und die horizontale Drehung des Werkzeugs führen zu mehr Schneidleistung und schnelleren Arbeitsgängen, jedoch mit dem Ergebnis von Präzision. Fortschritte in der CNC-Technologie bedeuten jedoch, dass horizontale Fräsmaschinenzentren dieses Problem nicht mehr haben.

Eine weitere wichtige Sache, die bei horizontalen Maschinen zu beachten ist, ist ihre Fähigkeit, mit Winkeln umzugehen. Wenn Sie einen Universaltisch mit horizontaler Einrichtung verwenden, stellen Sie sicher, dass sich der Fräser dem Werkstück aus verschiedenen Winkeln nähern und kompliziertere Designs besser bearbeiten kann.

Vor- und Nachteile von CNC-Vertikalfräsmaschinen

CNC-Vertikal-Bearbeitungszentren haben eine Reihe von Vor- und Nachteilen, die sie für eine Vielzahl von Aufgaben geeignet machen. Die meisten Vorteile des vertikalen Aufbaus ergeben sich aus den geringeren Kosten und der Verfügbarkeit der Maschine. Ebenso ergeben sich die Einschränkungen aus dem geometrischen Design und den Schneidfähigkeiten des Werkzeugs.

Hier ist eine kurze Aufschlüsselung der Vor- und Nachteile eines vertikalen Fräsaufbaus.

Die Profis

• Verfügbarkeit: Vertikale Fräsanlagen sind aufgrund ihrer geringeren Wartungsanforderungen und Kosten in der gesamten Branche sehr beliebt. Diese Maschinen sind in vielen Fertigungsbetrieben leicht erhältlich und Sie können leicht Experten finden, die in der Lage sind, die Anforderungen einer vertikalen Maschine zu erfüllen.
• Geringere Kosten: Die vertikale Maschine ist leicht verfügbar und kostengünstiger, was es kleineren Unternehmen erleichtert, in sie zu investieren und mit dem Fertigungsprozess zu beginnen.
• Einfache Bedienung: Ein weiterer Vorteil des Vertikalfräsens ist die Einfachheit der Bedienung. Eine vertikale Mühle bietet den Benutzern eine bessere Sichtbarkeit und hat sogar geringere Programmieranforderungen als ihre horizontalen Gegenstücke.
• Kleinserienproduktion: Aufgrund ihrer relativen Einfachheit und geringeren Kosten sind Vertikalmühlen die Methode der Wahl für kleine Mengen und schnelle Aufträge. Darüber hinaus müssen Sie nicht einmal zu viel Zeit für Programmierung und andere Planungsaktivitäten aufwenden, was Ihre Vorlaufzeiten weiter verkürzt.

Die Nachteile

• Geringere Produktionsleistung: Wir haben bereits besprochen, dass Vertikalmühlen eine geringere Materialabtragsrate haben und nicht mit großen Teilen arbeiten können. Aus diesem Grund hat eine vertikale Mühle im Vergleich zu einer horizontalen Maschine immer eine geringere Produktionsleistung.
• Begrenzte Schnitttiefe: Das vertikale Schneidwerkzeug ist ziemlich instabil und kann bei einem tieferen Schnitt stark wackeln. Aus diesem Grund können Sie keine komplexeren Teile und Rillen mit einer höheren Tiefe bearbeiten. In solchen Fällen wirken sich die Schneidfähigkeiten, die vertikale Maschinen mit sich bringen, als Nachteil für viele Operationen aus.

Vor- und Nachteile von CNC-Horizontalfräsmaschinen

Ähnlich wie bei der vertikalen Aufstellung sind horizontale Fräsmaschinen die bevorzugte Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen. Vor allem die Schneidleistung und andere Fähigkeiten ihres Werkzeugs machen sie für Großaufträge mit höheren Produktionsanforderungen geeignet. Darüber hinaus sind die Einschränkungen des Systems hauptsächlich auf die höheren Anschaffungs- und Wartungskosten der Maschinen zurückzuführen.

Hier ist eine kurze Aufschlüsselung der Vor- und Nachteile eines horizontalen Fräsaufbaus.

Die Profis

• Bessere Spanabfuhr: Die beim Schneidvorgang entstehenden Metallspäne können auf der Oberfläche schmelzen und kleine Fehler verursachen, die ggf. nachbearbeitet werden müssen. Horizontalschneider werfen die Späne vom Werkstück weg, sodass ein Material mit einem außergewöhnlichen Finish erhalten werden kann.
• Mehr Stabilität: Das Schneidwerkzeug in horizontalen Maschinen ist dicker und kürzer, was zu geringeren Vibrationen und mehr Stabilität während eines tiefen Schneidvorgangs führt.
• Fähigkeit, komplexe Formen zu handhaben: Horizontale Fräser sind in der Lage, verschiedene Winkel zu verarbeiten, und ermöglichen Ihnen die Verwendung einer Kombination von Add-Ons, um die Produktion komplexer Formen zu erleichtern, die eine vertikale Fräseinrichtung nicht verarbeiten kann.
• Höhere Produktivität: Höhere Materialabtragsrate, bessere Spanabfuhr und die Möglichkeit, tiefere Schnitte in einem Durchgang zu erzielen, ermöglichen es Ihnen, in kürzerer Zeit mehr zu erreichen und eine hervorragende Produktivität aufrechtzuerhalten.

Die Nachteile

• Teuer: Im Vergleich zu einer vertikalen Maschine sind horizontale Fräseinrichtungen sowohl in Bezug auf die Anfangsinvestition als auch auf die Wartungskosten recht teuer. Deshalb findet man sie nur in Großserienfertigungen. Für kleine Unternehmen sind CNC-Bearbeitungsdienste eine bessere Alternative, die kein übermäßiges finanzielles Engagement von Ihrem Unternehmen erfordert.
• Schwieriger, ausgebildete Bediener zu finden: Abgesehen von den hohen Anschaffungs- und Wartungskosten werden Sie es auch schwerer haben, geschulte Bediener mit Fachwissen über die Horizontalfräsmaschine zu finden. Der Grund ist einfach. Da diese Maschinen rar sind, haben nur wenige Menschen praktische Erfahrung mit den Maschinen.

Horizontale vs. vertikale Fräsmaschinen:Die Hauptunterschiede

Wie bereits erwähnt, weisen sowohl horizontale als auch vertikale Ansätze viele Ähnlichkeiten auf. Die Hauptgründe sind die grundlegenden Grundlagen des Mahlprozesses. Sie bleiben gleich.

Es gibt jedoch einige signifikante Unterschiede, die sich auch auf den Betrieb und die Ergebnisse auswirken. Hier sind die Hauptunterschiede zwischen vertikalem und horizontalem Fräsen.

Die Ausrichtung der Spindel

Dies ist vielleicht der größte Unterschied zwischen den beiden Setups. Die Ausrichtung der Spindel bestimmt, wie der Fräser mit dem Werkstück interagiert. Wie der Name schon sagt, haben beide Maschinentypen unterschiedliche Ausrichtungen, die Ihnen entweder die Präzision einer vertikalen Bearbeitung oder die Tiefe einer horizontalen Einrichtung ermöglichen.

Werkzeuggeometrie

Ein weiterer Unterschied liegt in der Geometrie des Werkzeugs. Vertikalfräsmaschinen haben ein zylindrisches Werkzeug, das sowohl lang als auch dünn ist. Im Gegensatz dazu haben horizontale Maschinen kürzere und dickere Werkzeuge, die tiefere Schnitte liefern und größere Werkstücke bearbeiten können. Im Allgemeinen wirken sich diese geometrischen Spezifikationen direkt auf die Schnittspezifikationen aus, die wir als nächstes besprechen werden.

Schnittspezifikationen und Genauigkeit

Die Geometrie des Werkzeugs wirkt sich direkt auf die Schnittvorgaben und -ergebnisse aus. Das vertikale Werkzeug ist für kleinere Werkstücke präziser, hat aber auch erhebliche Nachteile. Mit einem vertikalen Werkzeug können Sie keine tieferen Schnitte erstellen, da es zu vibrieren beginnt und Abweichungen vom Design verursacht. Horizontale Werkzeuge hingegen sind kürzer und dicker, was ihnen die nötige Stabilität verleiht, um dem Widerstand standzuhalten und gleichzeitig tiefere Schnitte zu erzeugen.

Kosten pro Maschine

Vertikale Maschinen sind im Vergleich zu ihren horizontalen Gegenstücken weniger kostspielig. Aus diesem Grund sind vertikale Maschinen auf der ganzen Welt häufiger anzutreffen. Darüber hinaus sind der Betrieb und die Wartung vertikaler Maschinen auch einfacher, was sie zu einer besseren Wahl für kleine Betriebe macht.

Horizontalmaschinen hingegen sind teurer in der Anschaffung und im Unterhalt. Darüber hinaus sind die Experten, die mit diesen Maschinen umgehen können, rar, was die Gesamtkosten der CNC-Bearbeitung weiter erhöht. Aber auch diese Maschinen sind wichtig. Aus diesem Grund investieren viele produzierende Unternehmen in sie, nachdem sie ihre Geschäftspräsenz aufgebaut haben.

Materialentfernungsrate

Aufgrund ihrer hohen Stabilität und der Fähigkeit, tiefere Schnitte zu erzeugen, schneiden Horizontalfräsmaschinen in Bezug auf die Abtragsleistung deutlich besser ab als ihre vertikalen Pendants. Im Allgemeinen sind vertikale Maschinen für begrenzte Operationen wie Planen und Nuten beliebt, da die Schnitte in diesen Fällen nicht zu tief sind und Sie auch präzise arbeiten können. Dieses begrenzte Schneidpotential bedeutet jedoch natürlich, dass die Abtragsrate geringer sein wird.

Anzahl der zu bearbeitenden Seiten

Wir haben bereits besprochen, wie Sie mit horizontalen Maschinen das Werkstück in verschiedenen Winkeln und Seiten anfahren können. Im Vergleich dazu arbeiten vertikale Werkzeuge auf einer einzigen Ebene.

Darüber hinaus eignet sich die horizontale Aufstellung auch besser für komplexe und anpassbare Jobs. Sie können dem horizontalen Setup auch bestimmte Add-Ons und andere Funktionen hinzufügen. Diese Dinge sind in einer vertikalen Mühle nicht verfügbar, was die Anzahl der Operationen begrenzt, die Sie ausführen können.

Die wichtigsten Überlegungen zur Wahl zwischen vertikalen oder horizontalen Maschinen

Sowohl vertikale als auch horizontale Fräsmaschinen eignen sich für eine Vielzahl von Aufgaben. Aber die richtige Wahl für Sie hängt von mehreren Faktoren ab, wie Größe, Form, benötigte Zeit und schließlich das Gesamtbudget, das Sie haben.

Beispielsweise ist eine vertikale Aufstellung ideal für kleinere Werkstücke. Vertikale Werkzeuge sind zylindrisch und klein, sodass Sie genau auf die gewünschten Bereiche zielen können. Sie können jedoch nicht zu tief gehen, da vertikale Werkzeuge für Oberflächenoperationen ausgelegt sind. Selbst wenn Sie Rillen mit einer vertikalen Maschine erstellen, wird immer empfohlen, mehrere Umdrehungen zu machen und dabei bei jedem Durchgang eine kleine Schicht zu entfernen.

Bei einer horizontalen Maschine besteht das oben genannte Problem nicht. Das Schneidwerkzeug kann größere Werkstücke handhaben, und die außergewöhnliche Materialabtragsrate kann Ihnen dabei helfen, die gewünschten Ergebnisse in kürzester Zeit zu erzielen.

Schließlich ist das Gesamtbudget, das Sie haben, ein weiterer wichtiger Faktor, den Sie berücksichtigen sollten. Wenn Sie das gesamte Setup in Ihrer eigenen Werkstatt installieren, sollten Sie bedenken, dass horizontale Fräsmaschinen in Anschaffung und Wartung teurer sind. Wenn Sie sich entscheiden, sich an einen CNC-Bearbeitungsservice zu wenden, werden die Gesamtinstallations- und Wartungskosten dieser Maschinen zu einem strittigen Punkt.

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Häufig gestellte Fragen

1 – Welche Arten von Fräsmaschinen gibt es?

Es gibt mehrere Arten von Fräsen Maschinen neben horizontal und Vertikalfräsmaschine , wie Spalte Fräsen Maschinen, C-Frame Fräsen Maschinen, Betttyp Fräsen Maschinen usw. Die wichtigste Charakterisierung erfolgt jedoch nach der Ausrichtung des Werkzeugs, bei der Sie entweder eine vertikale erhalten oder eine horizontale Fräsmaschine .

2 – Was sind die Hauptkomponenten einer horizontalen Fräsmaschine?

Säule:Die strukturelle Stütze für die gesamte Maschine, die das Ölreservoir und die Pumpe hält, die die Spindel schmiert.
Knie:Die Gehäuseeinheit für das Getriebe innerhalb der Fräsmaschine
Universaltisch:Dieser Tisch dient zur Fixierung des Werkstücks. Es ermöglicht Ihnen auch, sich aus verschiedenen Winkeln zu nähern.
Spindel:Hält und unterstützt das Schneidwerkzeug der Fräsmaschine.
Überhängender Arm:Ein horizontaler Balken auf der Oberseite der Säule, um genügend Abstand zwischen der Struktur und dem Werkzeug zu schaffen.

3 – Was ist der Hauptunterschied zwischen einer horizontalen und Vertikalfräsmaschine ?

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Maschinentypen liegt in der Ausrichtung des Werkzeugs. Vertikale Maschinen haben ein zylindrisches Werkzeug, das sich um die senkrechte Achse zum Werkstück dreht, während sich das horizontale Werkzeug um die Achse um die Oberfläche des Teils dreht.

4 – Wo liegen die Grenzen von CNC-Fräsmaschinen?

Im Allgemeinen haben CNC-Fräsmaschinen aufgrund der Größe, der Achsenbewegung, des Freiheitsgrads und der Werkzeugfähigkeiten mehrere Einschränkungen. Abgesehen davon sind die Gesamtkosten der CNC-Fräsmaschine eine weitere wichtige Einschränkung von CNC-Fräsmaschinen.