Вертикальные и горизонтальные фрезерные станки:в чем разница?

Для операторов механических цехов, рассматривающих возможность покупки фрезерного станка, один из основных вопросов, на который они должны ответить, касается конфигурации:вертикальный или горизонтальный фрезерный станок? Ответ зависит от характера их бизнеса, в частности, от типа и объема работы, выполняемой в магазине, а также от стоимости, возможностей их рабочей силы и оборудования. В этой статье мы рассмотрим разницу между горизонтальными и вертикальными фрезерными станками, чтобы вы могли принять обоснованное решение для своего бизнеса.

Вертикально-фрезерные станки

В вертикальных мельницах ось шпинделя ориентирована вертикально. Фрезы удерживаются в шпинделе и вращаются вокруг своей оси. Обычно шпиндель можно выдвинуть, а стол поднять или опустить, чтобы получить тот же эффект, что позволяет выполнять врезные резы и сверление. Вертикальные мельницы бывают двух видов:мельницы с лежанкой и револьверные мельницы.

Вертикальные револьверные мельницы имеют неподвижный шпиндель, а стол перемещается как перпендикулярно, так и параллельно оси шпинделя для выполнения резки. У них часто есть пиноль, которая позволяет поднимать и опускать фрезу, как сверлильный станок. Револьверные мельницы обеспечивают два метода резки в вертикальном (Z) направлении:путем подъема или опускания пиноли и перемещения колена.

Стол перемещается только перпендикулярно оси шпинделя в станках с вертикальной станиной, а сам шпиндель движется параллельно своей оси.

Горизонтально-фрезерные станки

В горизонтальных мельницах фрезы устанавливаются на горизонтальном шпинделе поперек стола. Многие горизонтальные мельницы также имеют встроенный поворотный стол, который позволяет выполнять фрезерование под разными углами; это называется универсальной таблицей. В то время как концевые фрезы и другие типы инструментов, используемых в вертикальных фрезах, могут использоваться на горизонтальных фрезах, они также имеют установленные на валу фрезы, называемые боковыми и торцевыми фрезами, которые имеют поперечное сечение, как у циркулярной пилы, но обычно шире и меньше по размеру. диаметр. Поскольку фрезы хорошо поддерживаются оправкой и имеют большую площадь поперечного сечения, чем у концевой фрезы, можно выполнять тяжелые резы, что обеспечивает высокую скорость съема материала.

«Если вы посмотрите на общее использование в промышленности, то увидите, что большинство установленных станков представляют собой трехосевые вертикальные фрезерные станки, — говорит Анджело Юрас, специалист по внедрению производства в Autodesk. «Их легко настроить, а техникам легко получить доступ к рабочему столу. Кроме того, когда у вас есть заготовка или тиски, их легко загружать и выгружать, потому что вы просто кладете деталь на стол, а сила тяжести удерживает ее на месте».

«В горизонтальной фрезе шпиндель направлен горизонтально, а это означает, что поверхность, на которой устанавливается заготовка, вертикальна, поэтому оператору требуется больше усилий для загрузки или выгрузки», — отмечает Юрас. «Но помимо простоты или сложности использования у каждой конфигурации есть свои преимущества и недостатки».

Вертикальные и горизонтальные фрезерные станки:преимущества и недостатки

Из-за своей конфигурации горизонтальные фрезы имеют гораздо лучшую эвакуацию стружки, так как гравитация позволяет ей падать. Это обеспечивает более качественную обработку поверхности, а также продлевает срок службы инструмента.

«Когда вы обрабатываете деталь с глубокой полостью или карманом, вся стружка, образующаяся в процессе фрезерования, отпадает», — комментирует Юрас. «Если вы обрабатываете одну и ту же деталь на вертикальной фрезе, вся стружка остается внутри и может создавать проблемные условия резания для управления стойкостью инструмента и сходом стружки».

Горизонтально-фрезерные станки также имеют четвертую ось «надгробия». «Когда вы покупаете горизонтальный фрезерный станок, шпиндель направлен горизонтально, а стол — горизонтально; но он предназначен для резьбовых монтажных отверстий или шпоночных пазов, в которые монтируется приспособление или основание, называемое «надгробием». Надгробие направлено вертикально и представляет заготовку на другой оси», — объясняет Юрас. В этом случае заготовка перпендикулярна шпинделю.

По словам Джураса, если кто-то только запускает механический цех, в 99 % случаев он начинает с простого вертикального фрезерного станка, потому что:

• Они легко доступны
• В них легко попасть
• Цена намного ниже

«Мастерские обычно начинают с вертикально-фрезерных станков, а затем по мере поступления работ они могут добавить горизонтально-фрезерный станок, если это целесообразно для обрабатываемых деталей», — говорит Юрас.

Он вспоминает свой опыт, когда он управлял собственной механической мастерской. «Мы запускали часть, которая заняла 47 минут», — вспоминает он. «На вертикальной мельнице потребовалось девять отдельных операций. В конце концов я приобрел горизонтальную мельницу и сократил эти девять операций до двух. Эта часть была сделана за 22 минуты».

Джурас рассказывает о своем опыте работы в области исследований и разработок для производителя автомобилей, у которого были как вертикальные, так и горизонтальные мельницы, с точки зрения того, как работа влияет на лучшую конфигурацию мельницы:«Мы быстро меняли компоненты, и каждый требовал, чтобы был задан ряд вопросов. спросил и ответил. Насколько быстро это было необходимо? Сколько операций потребовалось для изготовления детали? Какая была доступность оборудования? Сколько нужно было? Все эти вопросы определяли, будем ли мы помещать деталь на вертикальный или горизонтальный фрезерный станок. Как правило, в исследованиях и разработках это зависит от количества обрабатываемых поверхностей; как правило, было легче входить и выходить из вертикальных мельниц. Всегда были плюсы и минусы. Очень многое зависит от крепления и крепления.

Два других аспекта делают вертикально-фрезерные станки привлекательными для начальных операций:обучение и недвижимость. В эпоху, когда производители требуют квалифицированных машинистов, гораздо больше людей имеют опыт работы с вертикальными мельницами, чем с горизонтальными. Инструмент хорош настолько, насколько хороши те, кто им управляет, поэтому, помимо гораздо больших капитальных затрат на горизонтальные фрезы (обычно в три-четыре раза больше стоимости вертикальной фрезы), владелец цеха должен учитывать время и инвестиции, связанные с обучение персонала работе с оборудованием, у которого нет опыта использования.

Кроме того, особенно в районах с высокой стоимостью недвижимости выгодна меньшая площадь вертикальных мельниц. «Я видел маленькие горизонтали и большие вертикали, но это исключение», — говорит Джурас. «Как правило, вертикальные мельницы занимают значительно меньше места, чем горизонтальные».

Заключительные соображения о фрезерном станке

Напомним основные преимущества вертикально-фрезерных станков по сравнению с горизонтальными:

Вертикально-фрезерные станки

• Существенно меньше затрат:вертикальные модели доступны по цене 80 000 долларов, а горизонтальные — от 250 000 до 400 000 долл. США, поэтому неудивительно, что автомастерские покупают вертикальные по сравнению с горизонтальными в четыре или более раз в год.
• Простота использования. Теперь проще увидеть, что происходит внутри вертикальной мельницы.
• Большое количество машинистов знакомо с этой технологией.
• Меньшая занимаемая площадь — требуется меньше места на полу.

Горизонтально-фрезерные станки

• Предлагайте возможность изготовления деталей с меньшим количеством операций и более сложных деталей, а также увеличение времени подготовки шпинделя за счет меньшего времени, затрачиваемого на настройку и крепление для нескольких операций.
• Большая производительность. Горизонтальная мельница обычно может выполнять работу трех или более вертикальных мельниц.
• Может улучшить эвакуацию стружки, повысить качество готовой работы и продлить срок службы инструмента.

«В конце концов, это зависит от типа вашей работы и того, насколько далеко развился ваш бизнес», — говорит Юрас. «Когда вы начинаете, покупка вертикальной мельницы похожа на покупку вашего первого автомобиля. Он нужен вам, чтобы добраться из пункта А в пункт Б, доехать до работы и т. д. После того, как вы поработаете какое-то время и улучшите свое положение, вы перейдете к лучшему автомобилю. Вот так и в автомастерских. После того, как они зарекомендовали себя в бизнесе и зарекомендовали себя — приобрели более сложные детали для обработки, начали выпускать продукцию в больших объемах и накопили инвестиционный капитал — они могут решить, что добавление или переход на горизонтальную мельницу имеет смысл».

По мере роста вашего бизнеса вам потребуется больше оборудования для обработки с ЧПУ. Fusion 360 позволяет вашей команде эффективно сотрудничать, более эффективно использовать ресурсы и управлять затратами. Узнайте больше о том, как максимально эффективно использовать вертикальные и горизонтальные фрезерные станки с помощью Fusion 360, здесь.