Die Verwendung einer Fräsmaschine ermöglicht das Schneiden und Herstellen bestimmter Teile oder Komponenten für ein Projekt, ohne dass Materialien wie in hinzugefügt werden müssen additive Fertigung. Dies wird durch die erreicht CNC-Fräsmaschine durch den Prozess der subtraktive Fertigung, das überschüssiges Material wegschneidet, um das gewünschte Aussehen oder die gewünschte Funktion zu erreichen.
Um ein Projekt abzuschließen, stehen verschiedene Arten von Mühlen zur Verfügung, darunter vertikale Mühlen und horizontale Mühlen. Sowohl vertikale als auch horizontale Mühlen können für verschiedene Branchen arbeiten, auch wenn sie sich unterscheiden. Zu verstehen, welche Fräsmaschine für ein Projekt oder Unternehmen verwendet werden soll, kann das Risiko kostspieliger Fehler verringern und die besten Werkzeuge bereitstellen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
Dieser Artikel enthält detaillierte Informationen zu den Unterschieden zwischen horizontalen und vertikalen Fräsmaschinen, ihren Vor- und Nachteilen und wie man die beste für ein bestimmtes Projekt auswählt.
Einführung in eine vertikale Fräsmaschine
Das übliche Setup für vertikale Fräsmaschinen verfügt über die Schneidewerkzeug vertikal ausgerichtet sein und gemäß den Konstruktionsanforderungen gegen ein stationäres Werkstück schneiden. In der Industrie werden üblicherweise zwei Arten von Vertikalfräsmaschinen verwendet: Kniefräsmaschinen (auch als Revolverfräsmaschinen bekannt) und Bettfräsmaschinen, jede mit ihren eigenen einzigartigen Vorteilen und Funktionen.
Kniemühlen
Kniemühlen sind eine beliebte Wahl in Maschinenwerkstätten und verfügen typischerweise über eine feste Spindel. Diese Fräser haben eine vertikale Kniebewegung auf der Z-Achse, während sich der Tisch entlang der Längsachse X und Y bewegt.
Heutzutage sind viele CNC-Fräser Kniefräser, die entweder eigenständige oder Tischmodelle mit variabler Geschwindigkeit sein können, die eine Vielzahl von Bearbeitungsanwendungen ermöglichen.
Bettmühlen
Eine Bettmühle unterscheidet sich von Kniemühlen dadurch, dass sich ihr Tisch nicht entlang der Z-Achse auf und ab bewegt. Stattdessen sorgt die Spindel für eine vertikale Bewegung. Im Gegensatz zur Kniemühle, die nur die Pinole und nicht den Motor bewegt, bewegen sich der gesamte Kopf und Motor der Bettmühle auf der Z-Achse auf und ab. Aber sowohl Kniefräser als auch Bettfräser nutzen die Bewegung entlang der X-Achse und der Y-Achse für den Arbeitstisch. Bettmühlen eignen sich gut für große und schwere Werkstücke.
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Einführung in eine horizontale Fräsmaschine
Die horizontale Fräsmaschine hat eine Spindel, die sich in einer horizontalen Position dreht. Seine Schneidwerkzeuge sind oft kürzer und dicker als die langen, dünnen Schaftfräser, die in vertikalen Gegenstücken verwendet werden.
Obwohl CNC-Vertikal-Kniefräser vielseitiger sind, können Horizontalfräser schwerere und tiefere Schnitte bewältigen. Diese Maschinen haben typischerweise stärkere Motoren, um größere Betten und schwere Werkstücke zu bearbeiten.
Die Hauptstruktur einer horizontalen Fräsmaschine besteht aus:
- Base: Die Basis trägt die Maschine und ist dafür verantwortlich, alle Vibrationen, die während des Betriebs auftreten können, zu absorbieren und zu dämpfen.
- Spalte: Die Säule beherbergt die Spindel und ist vertikal auf der Basis montiert. Es verleiht der Maschine Halt und Steifigkeit.
- Knie: Das Knie ist ein höhenverstellbares Bauteil, das an der Säule montiert ist. Er kann mit Handkurbeln nach oben oder unten bewegt werden, wodurch der Bediener die Höhe des Arbeitstisches für verschiedene Bearbeitungsvorgänge anpassen kann.
- Sattel: Der Sattel wird oben auf dem Knie montiert und kann auf den Wegen der Maschine in beide Richtungen bewegt werden. Es hält den Arbeitstisch und ermöglicht es ihm, sich von einer Seite zur anderen zu bewegen.
- Arbeitstisch: Der Arbeitstisch ist auf dem Schlitten montiert und kann sich je nach Bearbeitungsvorgang in verschiedene Richtungen bewegen. Es hat T-Nuten, um das Werkstück während der Bearbeitung sicher zu halten.
- Spindel: Die Spindel ist horizontal an der Säule montiert und dreht sich, um das Schneidwerkzeug anzutreiben. Der Antrieb erfolgt über einen Motor, der sich entweder in der Säule oder im Sockel befindet.
- Laube: Der Dorn ist ein langes, zylindrisches Bauteil, das in die Spindel eingesetzt wird und das Schneidwerkzeug hält. Es kann eingestellt werden, um eine genaue Ausrichtung des Schneidwerkzeugs mit dem Werkstück sicherzustellen.
- Überhängender Arm: Ausrichten und Stützen der Dornstütze.
- Dornstütze oder Halterung: Es ist am überhängenden Arm befestigt und stützt das Ende der Welle auf der gegenüberliegenden Seite der Spindel.
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Horizontale vs. vertikale Mühlen: 11 Hauptunterschiede erklärt
In diesem Abschnitt gehen wir aus elf Perspektiven auf die grundlegenden Unterschiede zwischen Horizontalfräsmaschinen und Vertikalfräsmaschinen ein.
1. Die Ausrichtung der Spindel
Horizontalfräsmaschinen haben eine horizontale Spindel, die parallel zum Boden arbeitet und von einer horizontalen Welle getragen wird. Das Schneidwerkzeug ist auf der Welle montiert und dreht sich entlang einer horizontalen Achse.
Bei einer Vertikalmühle eine vertikale Spindel, die senkrecht zum Boden ausgerichtet ist und von einer vertikalen Säule getragen wird. Dieses Setup ähnelt a Tischbohrmaschine: Das Schneidwerkzeug ist auf der Spindel montiert und dreht sich entlang einer vertikalen Achse.
Die Ausrichtung der Spindel wirkt sich auf die Arten von Schnitten aus, die mit jeder Maschine ausgeführt werden können. Horizontalmühlen eignen sich besser für schwere Schneidvorgänge und können größere, sperrigere Materialien verarbeiten. Sie werden häufig in industriellen Anwendungen wie der Herstellung großer Metallteile wie Motorblöcke verwendet. Vertikalmühlen hingegen eignen sich besser für Präzisionsschneidvorgänge und werden häufig in kleinen bis mittelgroßen Fertigungsbetrieben eingesetzt. Sie sind ideal für die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien und können sowohl zum Schruppen als auch zum Schlichten verwendet werden.
2. Werkzeuggeometrie
Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Fräsmaschinentypen aus Sicht der Werkzeuggeometrie ist die Art und Weise, wie das Schneidwerkzeug ausgerichtet ist.
Horizontalfräsmaschinen verwenden kurze und dicke Werkzeuge, die eine beträchtliche Menge Material vom Werkstück entfernen können. In einer vertikalen Fräsmaschine werden lange und dünne Werkzeuge für unterschiedliche Präzisions- und Schneidetechniken verwendet.
Die Ausrichtung des Schneidwerkzeugs beeinflusst die Art der Schneidoperationen, die durchgeführt werden können, sowie die Arten von Werkstücken, die effektiv bearbeitet werden können. Die Art und Genauigkeit der Schnitte, die jede Maschine ausführen kann, hängt von der Form und Art des verwendeten Schneidwerkzeugs ab. Im Allgemeinen sind vertikale Fräsmaschinen vielseitiger und können für ein breiteres Spektrum an Schneidvorgängen verwendet werden, einschließlich Bohren, Schlitzenund Planfräsen, während Horizontalfräser besser für schwerere, größere Werkstücke geeignet sind.
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3. Kosten jeder Maschine
Horizontalfräsmaschinen sind tendenziell teurer als Vertikalfräsmaschinen. Dies liegt daran, dass es sich typischerweise um größere und komplexere Maschinen handelt, bei denen zusätzliche Komponenten erforderlich sind, um das Werkstück in mehrere Richtungen zu bewegen. Sie benötigen auch mehr Platz und haben möglicherweise höhere technische Anforderungen, was die Gesamtkosten erhöhen kann.
In kleinen Betrieben werden vertikale Fräsmaschinen häufiger als horizontale Gegenstücke ausgewählt, da sie niedrigere Anschaffungskosten und geringere Betriebs- und Wartungskosten haben. Dies macht sie zu einer beliebteren Wahl. Da vertikale Maschinen den Maschinisten vertrauter sind, sind sie außerdem einfacher zu bedienen und kostengünstiger als horizontale Maschinen.
Die Kosten können jedoch von den spezifischen Merkmalen und Fähigkeiten der betreffenden Maschine abhängen. Beachten Sie, dass die Kosten einer Mühle je nach Faktoren wie Marke, Modell, Zustand und enthaltenem Zubehör stark variieren können.
4. Schnittspezifikationen und Ausgabe
Die Schneidspezifikationen werden durch die Geometrie des Schneidwerkzeugs beeinflusst. Horizontale Werkzeuge sind aufgrund ihres kürzeren, dickeren Designs stabiler und können tiefere Schnitte erzeugen, während sie dem Widerstand standhalten, was das Schneiden mehrerer Rillen oder Schlitze und das Ausführen schwerer Schneidvorgänge an großen und schweren Metallteilen ermöglicht.
Vertikale Werkzeuge eignen sich perfekt zum Schneiden von Schlitzen, Bohren von Löchern und zum Ausführen der meisten allgemeinen Operationen. Sie sind in der Regel besser für die Durchführung kleinerer Schneidvorgänge geeignet. Die vertikale Spindel ermöglicht den Einsatz von Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeugen, die ein schnelleres und effizienteres Schneiden ermöglichen.
5. Vielseitigkeit
Vertikalfräsmaschinen sind äußerst vielseitig und werden von Maschinisten bevorzugt, da sie sowohl als Bohrwerke als auch als Bohrmaschinen eingesetzt werden können. Im Gegensatz zu horizontalen Mühlen können sie leicht in Bohrmaschinen umgewandelt werden. Diese Maschinen sind nicht nur in der Lage zu planieren und zu schlitzen, sondern eignen sich auch besonders gut für Aufgaben wie z Prototyp entwickeln, Maßarbeit und sogar Gravur.
6. Umfang der Anpassbarkeit
Horizontale Fräsmaschinen bieten in der Regel umfangreichere Anpassungsmöglichkeiten als vertikale. Dies liegt daran, dass das Design einer horizontalen Fräsmaschine eine größere Bandbreite an Schnittbewegungen und Positionierungsoptionen zulässt, was wiederum spezialisiertere Bearbeitungsvorgänge ermöglicht. Darüber hinaus verfügen die meisten horizontalen Fräsmaschinen über mehr Werkzeug- und Werkstückhalteoptionen, die auf bestimmte Anwendungen zugeschnitten werden können.
7. Materialentfernungsrate
Aus Sicht der Materialabtragsrate sind horizontale Fräsmaschinen aufgrund ihrer überlegenen Stabilität und der Fähigkeit, tiefere Schnitte auszuführen, effizienter als vertikale. Obwohl Vertikalfräser häufig für empfindliche oder komplizierte Schnitte verwendet werden, bei denen es auf Präzision ankommt und die Schnitte flach sind, führt ihre begrenzte Schneidfähigkeit zu einer geringeren Abtragsrate.
8. Chip-Evakuierung
Bei der Bearbeitung mit einer Vertikalfräse bleiben die entstehenden Metallspäne meist an der Werkstückoberfläche haften. Dies führt dazu, dass sie schmelzen und Defekte erzeugen, die Nachbearbeitungsvorgänge erfordern können. Im Gegensatz dazu werden bei Verwendung eines Horizontalschneiders die Späne vom Arbeitstisch weg und in Richtung Boden ausgeworfen, was zu einer feiner bearbeiteten Oberfläche führt.
9. Anzahl der zu bearbeitenden Seiten
Der Einsatz von Horizontalmaschinen ermöglicht eine vielseitige Herangehensweise an Werkstücke mit der Möglichkeit, aus verschiedenen Richtungen und Winkeln auf sie zuzugreifen. Vertikale Werkzeuge arbeiten jedoch nur auf einer Oberfläche.
Darüber hinaus ist der horizontale Aufbau besser auf komplizierte und anpassungsfähige Aufgaben zugeschnitten. Es ermöglicht auch die Integration zusätzlicher Komponenten und Funktionen, die in Vertikalfräsmaschinen nicht verfügbar sind. Dadurch haben Vertikalmühlen einen eingeschränkten Betriebsbereich.
10. Overarm- und Arbor-Unterstützung
Das Vorhandensein einer Überarm- oder Dornstütze ist auch ein Unterscheidungsmerkmal zwischen den beiden Maschinentypen. Eine horizontale Fräsmaschine weist zwei unterschiedliche Komponenten auf – einen Oberarm und eine Dornstütze. Der Oberarm bildet einen waagerechten Balken am Scheitelpunkt der Säule. Abhängig von der spezifischen Bearbeitungsanforderung kann entweder ein Schneidwerkzeug oder eine Welle in einer horizontalen Fräse gehalten werden. Wenn ein Dorn für eine bestimmte Fräsaufgabe verwendet wird, ist eine Dornstütze erforderlich, um ihn auszurichten und zu stützen. Diese Stützstrukturen sind typischerweise am Oberarm befestigt und sind einzigartig für die horizontale Mühle.
11. Betriebsschwierigkeiten
Im Allgemeinen gelten horizontale Fräsmaschinen aus folgenden Gründen als schwieriger zu bedienen als vertikale Fräsmaschinen:
- Einrichtung: Horizontalmühlen erfordern mehr Werkzeuge und Vorrichtungen, dessen Einrichtung länger dauern kann.
- Schnittgeschw
- Materialhandhabung: Im Vergleich zu einer vertikalen Fräsmaschine ist das Werkstück, das sich auf einer horizontalen Spindel befindet, schwieriger zugänglich und manipulierbar.
Vor-und Nachteile
Die folgende Tabelle erläutert die Vor- und Nachteile eines vertikalen und horizontalen Fräsaufbaus.
| CNC-Vertikalfräser | CNC-Horizontalfräser | |
| Vorteile | Vielseitigkeit: Der vertikale Aufbau ist in der Branche aufgrund seiner geringeren Wartungskosten sehr beliebt, und es ist nicht schwierig, Spezialisten zu finden, die ihn bedienen können. Bezahlbarkeit: Vertikale Maschinen sind billiger und leicht verfügbar, was sie zu einer rentablen Investition für kleine Unternehmen macht, die mit dem Fertigungsprozess beginnen möchten. Einfachheit: Vertikalmühlen sind im Vergleich zu ihren horizontalen Gegenstücken einfacher zu bedienen, da sie für Benutzer besser sichtbar sind und geringere Programmieranforderungen erforderlich sind. Kleinserienfertigung: Vertikalmühlen werden für die Produktion kleiner Stückzahlen bevorzugt, da sie relativ einfach sind und weniger kosten. Somit nehmen Programmier- und Planungsaktivitäten weniger Zeit in Anspruch. | Bessere Spanabfuhr: Entfernen Sie Metallspäne effektiver, was zu einem besser verarbeiteten Material führt. Vertikale Maschinen werfen die Späne auf die Oberfläche, was kleine Fehler verursachen kann, die möglicherweise weitere Arbeit erfordern. Haltbarkeit: Bieten mehr Stabilität bei tiefen Schneidvorgängen, da ihr Schneidwerkzeug dicker und kürzer ist, was Vibrationen reduziert und für Stabilität sorgt. Grosse Kapazität: Ermöglichen Sie verschiedene Winkel und Erweiterungen, die mit einem vertikalen Fräsaufbau nicht möglich sind. Hohe Ausgaberate: Bieten eine höhere Produktivität, da sie eine höhere Materialabtragsrate und eine bessere Spanabfuhr haben und tiefere Schnitte in einem Durchgang ausführen können, wodurch weniger Zeit für die Durchführung einer Aufgabe benötigt wird. |
| Nachteile | Niedrige Ausgaberate: Vertikalmühlen haben eine geringere Produktionsleistung, da sie langsamer Material entfernen und nicht für große Teile geeignet sind. Geringe Schnitttiefe: Vertikale Schneidwerkzeuge sind instabil, was ihre Fähigkeiten beim Umgang mit komplexeren Teilen und Nuten, die eine größere Tiefe erfordern, einschränkt. | Hohe Kosten: Teuer, sowohl anfänglich als auch für die Wartung. Herausfordernd: Es kann schwierig sein, hochqualifizierte Bediener für horizontale Fräsmaschinen zu finden, da sie nicht so weit verbreitet sind wie vertikale Fräsmaschinen, sodass nur wenige Menschen Erfahrung mit der Arbeit mit ihnen haben. |
| Anwendungen | 1. Herstellung von Automobilteilen wie Wellen, Getriebe, Stifte, etc. 2. Herstellung von Teilen für die Transportindustrie, wie Autozubehör, Motorradteile, Motorkomponenten usw. 3. Prototyping, Maßarbeit oder Gravur. 4. Plan, Schlitz, Bohrer und Bohrung: Herstellung von Maschinen und Werkzeugen, die in Fertigungsprozessen verwendet werden. 5. Metallbearbeitungsprojekte abschließen, sogar als Router arbeiten. | 1. Zahnradschneiden: Die horizontale Fräsmaschine kann zum Schneiden von Zahnrädern und Keilen verwendet werden, die in Industriemaschinen verwendet werden. 2. Oberflächenbearbeitung: Eine horizontale Fräsmaschine kann verwendet werden, um flache Oberflächen auf einem Stück Metall oder einem anderen Material zu erzeugen. 3. Schlitzfräsen: Die Maschine kann auch zum Einbringen von Schlitzen in Werkstücke verwendet werden. 4. Profilieren: Die Maschine kann zum Profilieren und Formen komplexer Oberflächen verwendet werden. 5. Bohren von Löchern: Mit der horizontalen Fräsmaschine können Löcher in Materialien gebohrt werden. 6. Schneiden von Keilnuten: Die Maschine kann auch zum Schneiden von Keilnuten in Wellen und anderen Komponenten verwendet werden. |
Wie wählt man zwischen horizontalem und vertikalem Fräsen?
Die Wahl zwischen vertikalen und horizontalen Fräsmaschinen hängt von einigen Faktoren ab, wie Form und Größe der verwendeten Materialien, Zeitaufwand und Budget. Jeder Maschinentyp ist für verschiedene Aufgaben geeignet, aber Sie müssen die richtige für Ihre Anforderungen auswählen.
1. Größe
Vertikalfräsmaschinen eignen sich hervorragend für kleinere Werkstücke, da ihr zylindrisches und kleines Design es Ihnen ermöglicht, bestimmte Bereiche präzise zu bearbeiten. Sie sind jedoch nicht ideal für tiefe Operationen und erfordern mehrere Durchgänge, selbst für einfache Nuten.
Für große Projekte mit schweren oder sperrigen Materialien sowie Teilen, die auf mehreren Seiten geschnitten werden müssen, ist es am besten, eine horizontale Fräsmaschine zu verwenden.
2. Form
Wenn Sie kleinere oder komplizierte Teile wie Zahnersatz oder elektronische Komponenten bearbeiten möchten, sind Vertikalfräser möglicherweise die bessere Wahl. Aber wenn die Form der Materialien, mit denen Sie arbeiten, sperrig oder seltsam geformt ist, funktioniert eine horizontale Anordnung besser dafür.
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Für Projekte, die schnelle und regelmäßige Durchlaufzeiten erfordern, ist eine horizontale Fräsmaschine ideal. Für weniger zeitkritische Projekte ist eine vertikale Maschine jedoch eine billigere und benutzerfreundlichere Alternative.
4. Projekte
Wenn Sie eine Maschine suchen, die vielseitig genug ist, um verschiedene Arten von Projekten zu bewältigen, wählen Sie eine, die eine breite Palette von Aufgaben ausführen kann. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie nicht das Budget haben, mehrere Maschinen oder Zusatzteile zu kaufen.
5. Haushalt
Vertikale Fräsmaschinen können eine gute Option für Personen mit begrenzten finanziellen Mitteln sein, da sie in der Regel günstiger in der Anschaffung sind als horizontale Fräsen. Es wird jedoch empfohlen, Ihre aktuellen und zukünftigen Projekte zusammen mit der Art und dem Gewicht der Materialien zu bewerten, die Ihre Fräsmaschine verarbeiten soll.
Auch wenn vertikale Maschinen eine kostengünstigere Option zu sein scheinen, sollten Sie sicherstellen, dass die von Ihnen verwendeten Materialien nicht zu schwer oder dick sind, da dies letztendlich zu erhöhten Kosten aufgrund von Reparaturen oder Ersatz von Geräten führen könnte. Berücksichtigen Sie schließlich die Kosten für alle Schneidwerkzeuge, die für die Fertigstellung Ihres Projekts erforderlich sind, wenn Sie Ihr Budget berücksichtigen.
Fazit
In den letzten zwanzig Jahren haben sich Fräsmaschinen rasant weiterentwickelt, was die mühelose Erstellung von Maschinenteilen ermöglicht und zahlreiche Vorteile bietet. Der Kontrast zwischen modernem Vertikal- und Horizontalfräsen ist wesentlich, um bei der Auswahl einer Maschine eine fundierte Entscheidung zu treffen. Dieser Blog-Beitrag liefert die notwendigen Informationen, um Ihnen zu helfen, eine genaue Auswahl zu treffen. Oder partner mit Runsom-Präzision, ein erfahrener Hersteller mit den Werkzeugen und der Erfahrung, um hervorragende Leistungen zu erbringen CNC-Fräsdienste und termingerecht Ihr Projekt effizient abschließen.
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