Verticale versus horizontale freesmachines:wat is het verschil?

Voor machinisten die overwegen een freesmachine aan te schaffen, heeft een van de meest fundamentele vragen die ze moeten beantwoorden betrekking op de configuratie:verticaal of horizontaal frezen? Het antwoord hangt af van de aard van hun bedrijf, met name het type en het volume van het werk dat in de winkel wordt gedaan en de kosten, capaciteiten van hun personeel en faciliteiten. Dit artikel gaat dieper in op het verschil tussen horizontale en verticale freesmachines, zodat u een weloverwogen beslissing kunt nemen voor uw bedrijf.

Verticale freesmachines

Bij verticale freesmachines is de spilas verticaal georiënteerd. Frezen worden in de spil vastgehouden en draaien om zijn as. Doorgaans kan de spil worden verlengd of de tafel omhoog of omlaag worden gebracht om hetzelfde effect te bereiken, waardoor invallend zagen en boren mogelijk is. De twee soorten verticale molens zijn bedmolens en torenmolens.

Verticale revolvermolens hebben een stationaire spil en de tafel wordt zowel loodrecht als evenwijdig aan de spilas bewogen om het snijden uit te voeren. Ze hebben vaak een schacht waarmee de frees kan worden opgetild en neergelaten, net als een kolomboormachine. Revolvermolens bieden twee snijmethoden in de verticale (Z) richting:door de schacht omhoog of omlaag te brengen en door de knie te bewegen.

De tafel beweegt alleen loodrecht op de as van de spil bij verticale bedfrezen, terwijl de spil zelf evenwijdig aan zijn eigen as beweegt.

Horizontale freesmachines

Bij horizontale freesmachines zijn de frezen op een horizontale spindel over de tafel gemonteerd. Veel horizontale freesmachines hebben ook een ingebouwde draaitafel waarmee onder verschillende hoeken kan worden gefreesd; dit wordt een universele tafel genoemd. Hoewel vingerfrezen en de andere soorten gereedschappen die in verticale frezen worden gebruikt, op horizontale frezen kunnen worden gebruikt, hebben ze ook op een as gemonteerde frezen, zij- en vlakfrezen genoemd, die een doorsnede hebben zoals een cirkelzaag, maar over het algemeen breder en kleiner zijn in diameter. Omdat de frezen een goede ondersteuning hebben van de doorn en een groter dwarsdoorsnede-oppervlak hebben dan een vingerfrees, kunnen zware sneden worden gemaakt, wat een snelle materiaalafname mogelijk maakt.

"Als je kijkt naar het algemene gebruik in de industrie, zijn de meeste geïnstalleerde machines drieassige verticale freesmachines", zegt Angelo Juras, Manufacturing Adoption Specialist bij Autodesk. “Ze zijn eenvoudig in te stellen en technici hebben gemakkelijk toegang tot de werktafel. En als je een werkstuk of bankschroef hebt, is het gemakkelijk te laden en te lossen omdat je het onderdeel gewoon op de tafel legt en de zwaartekracht houdt het op zijn plaats.”

"Bij een horizontale frees wijst de spil horizontaal, wat betekent dat het oppervlak waarop het werkstuk is gemonteerd verticaal is, dus het kost de operator meer moeite om te laden of te lossen", merkt Juras op. "Maar er zijn voor- en nadelen aan elke configuratie die verder gaan dan het gebruiksgemak of de moeilijkheidsgraad."

Verticale versus horizontale freesmachines:voor- en nadelen

Door hun configuratie hebben horizontale molens een veel betere spaanafvoer, omdat ze door de zwaartekracht kunnen vallen. Dit resulteert in een meer verfijnde oppervlakteafwerking en verlengt ook de standtijd.

"Als je een onderdeel bewerkt met een diepe holte of zak, vallen alle spanen die je tijdens het freesproces genereert uit de weg", zegt Juras. "Als u hetzelfde onderdeel op een verticale frees doet, blijven alle spanen binnen en kunnen problematische snijcondities ontstaan ​​voor het beheer van de standtijd en de spaanstroom."

Horizontale freesmachines hebben ook een vierde as "grafsteen" capaciteit. “Als je een horizontale freesmachine koopt, wijst de spil horizontaal en de tafel horizontaal; maar het is ontworpen voor montagegaten met schroefdraad of sleutelsleuven, waar een armatuur of basis wordt gemonteerd, een 'grafsteen' genoemd. De grafsteen wijst verticaal en presenteert het werkstuk op een andere as", legt Juras uit. In dit geval staat het werkstuk loodrecht op de spil.

Volgens Juras begint iemand die net een machinewerkplaats begint 99 procent van de tijd met een eenvoudige verticale frees omdat:

• Ze zijn direct beschikbaar
• Ze zijn gemakkelijk toegankelijk
• De prijs is veel lager

"Winkels beginnen meestal met de verticale freesmachines, en als het werk binnenkomt, kunnen ze een horizontale freesmachine toevoegen als dit zinvol is voor de werkonderdelen die ze bewerken", zegt Juras.

Hij herinnert zich zijn ervaring toen hij zijn eigen machinewerkplaats runde. "We speelden een onderdeel dat 47 minuten duurde", vertelt hij. “Er waren negen afzonderlijke bewerkingen nodig op een verticale molen. Uiteindelijk kocht ik een horizontale frees en bracht ik die negen bewerkingen terug tot twee. Het onderdeel was toen in 22 minuten klaar.”

Juras vertelt over zijn ervaring met het werken in R&D voor een autofabrikant die zowel verticale als horizontale freesmachines had, in termen van hoe het werk de betere freesconfiguratie beïnvloedt:gevraagd en beantwoord. Hoe snel was het nodig? Hoeveel bewerkingen waren er nodig om het onderdeel te produceren? Wat was de beschikbaarheid van de apparatuur? Hoeveel waren er nodig? Al deze vragen bepaalden of we het onderdeel op een verticale of horizontale frees zouden plaatsen. In R&D hangt het meestal af van het aantal te bewerken vlakken; over het algemeen was het gemakkelijker om op en van de verticale molens te stappen. Er waren altijd voor- en nadelen. Er komt zoveel neer op het vasthouden en opspannen van werk.

Twee andere zaken maken verticale freesmachines aantrekkelijk voor startende bedrijven:opleiding en vastgoed. In een tijd waarin fabrikanten schreeuwen om gekwalificeerde machinisten, hebben veel meer mensen ervaring met verticale molens dan met horizontale. Een gereedschap is slechts zo goed als degenen die het bedienen, dus naast de veel hogere kapitaalkosten van horizontale molens (meestal drie tot vier keer de kosten van een verticale molen), moet de winkeleigenaar rekening houden met de tijd en investering die personeel opleiden voor de apparatuur waar ze geen eerdere ervaring mee hebben.

Verder, met name in gebieden waar de vastgoedwaarde hoog is, is de kleinere voetafdruk van verticale fabrieken gunstig. "Ik heb kleine horizontalen en grote verticalen gezien, maar dat is een uitzondering", zegt Juras. "Over het algemeen nemen verticale freesmachines aanzienlijk minder ruimte in beslag dan horizontale."

Overwegingen voor de laatste freesmachine

Laten we de algemene voordelen van verticale versus horizontale freesmachines samenvatten:

Verticale freesmachines

• Beduidend minder kosten:met verticals die beschikbaar zijn voor $ 80K en horizontalen van $ 250K tot $ 400K, is het niet verwonderlijk dat machinefabrieken verticals kopen ten opzichte van horizontalen met een snelheid van vier keer of meer op jaarbasis.
• Gebruiksgemak — Het is gemakkelijker om te zien wat er in een verticale molen gebeurt.
• Een grotere groep machinisten is bekend met de technologie.
• Kleiner voetafdruk — vereist minder vloeroppervlak.

Horizontale freesmachines

• Bied de mogelijkheid om onderdelen uit te voeren met minder bewerkingen en meer gecompliceerde onderdelen en bereik een grotere spindeltijd door minder tijd te besteden aan het instellen en opspannen voor meerdere bewerkingen.
• Grotere doorvoer — Een horizontale frees kan doorgaans het werk doen van drie of meer verticale freesmachines.
• Kan een betere spaanafvoer bereiken, het voltooide werk verbeteren en de standtijd verlengen.

"Uiteindelijk hangt het af van je soort werk en hoe ver je bedrijf is geëvolueerd", zegt Juras. “Als je begint, is het kopen van een verticale molen als het krijgen van je eerste auto. Je hebt het nodig om van punt A naar punt B te komen, om naar je werk te gaan, enz. Als je een tijdje hebt gewerkt en je situatie hebt verbeterd, stap je over naar een betere auto. Zo gaat dat met machinefabrieken. Als ze eenmaal zaken hebben gedaan en zichzelf hebben bewezen - meer geavanceerde onderdelen hebben gekocht om te bewerken, zijn begonnen met het produceren van grote hoeveelheden en investeringskapitaal hebben opgebouwd - vinden ze het misschien logisch om toe te voegen aan of over te stappen op een horizontale frees."

Naarmate uw bedrijf groeit, heeft u meer nodig van uw CNC-bewerkingshardware. Met Fusion 360 kan uw team effectief samenwerken, uw middelen beter gebruiken en kosten beheren. Lees hier meer over hoe u uw verticale en horizontale freesmachines kunt maximaliseren met Fusion 360.