Comprendre les différences entre le fraisage horizontal et vertical

Le fraisage est un processus de fabrication courant dans lequel un outil rotatif enlève de la matière d'une pièce fixe et vous livre des pièces avec la finition souhaitée. Bien que l'opération de fraisage soit basique, il existe différents types de fraiseuses, et la caractérisation la plus importante est basée sur l'orientation de l'outil de coupe.

Les fraiseuses horizontales et verticales ont des caractéristiques opérationnelles uniques qui les rendent adaptées à des opérations et applications spécifiques. Le texte suivant examinera les différences entre les fraiseuses verticales et les fraiseuses horizontales et discutera de leurs avantages et inconvénients.

Un bref aperçu des fraiseuses verticales

Les fraiseuses verticales sont la configuration la plus courante où vous voyez l'outil de coupe dans une orientation verticale. L'outil appuie contre la pièce fixe et enlève le matériau selon vos exigences de conception. Dans l'industrie, il existe deux types de configurations de fraisage vertical qui sont assez courantes.

Fraiseuses à tourelle

La configuration de fraisage à tourelle est généralement utilisée pour les petites pièces. Dans cette configuration, la broche contenant l'outil de coupe reste fixe tandis que le lit de la tourelle peut se déplacer à la fois horizontalement et verticalement.

Fraiseuses à lit

Les fraiseuses à lit sont plus courantes, en particulier dans un atelier d'usinage traditionnel. Dans cette configuration, la broche peut se déplacer verticalement tandis que le lit se déplace horizontalement. Grâce à la combinaison de ces mouvements, vous pouvez facilement créer des rainures, des alésages et diverses autres fonctionnalités.

Un bref aperçu des fraiseuses horizontales

Les fraiseuses horizontales sont légèrement différentes. Les opérations de base restent les mêmes. Vous aurez toujours une pièce fixe et un outil rotatif. Cependant, l'orientation de l'outil aurait une orientation horizontale.

Généralement, ces fraiseuses sont plus courantes dans les cas où vous avez affaire à des pièces plus grandes ou à des coupes plus profondes. La conception au-dessus du bras et la rotation horizontale de l'outil se traduisent par une plus grande puissance de coupe et des opérations plus rapides, mais au résultat de la précision. Cependant, les progrès de la technologie CNC signifient que les centres de fraisage horizontaux n'ont plus ce problème.

Une autre chose importante à noter à propos des machines horizontales est leur capacité à gérer les angles. Si vous utilisez une table universelle avec une configuration horizontale, vous vous assurerez que la fraise peut approcher la pièce sous différents angles et mieux gérer les conceptions plus complexes.

Avantages et inconvénients des fraiseuses verticales CNC

Les centres d'usinage verticaux CNC présentent une série d'avantages et d'inconvénients qui les rendent adaptés à une variété de travaux. La plupart des avantages de la configuration verticale proviennent du faible coût et de la disponibilité de la machine. De même, les limitations proviennent de la conception géométrique et des capacités de coupe de l'outil.

Voici une brève description des avantages et des inconvénients d'une configuration de fraisage vertical.

Les avantages

• Disponibilité : Les configurations de fraisage vertical sont très populaires dans l'industrie en raison de leurs faibles besoins et coûts de maintenance. Ces machines sont facilement disponibles dans de nombreux ateliers de fabrication et vous pouvez facilement trouver des experts capables de gérer les exigences d'une machine verticale.
• Réduction des coûts : La machine verticale est facilement disponible et coûte moins cher, ce qui permet aux petites entreprises d'y investir plus facilement et de démarrer le processus de fabrication.
• Simplicité des opérations : Un autre avantage du fraisage vertical est la simplicité opérationnelle. Une fraiseuse verticale offre une plus grande visibilité aux utilisateurs et a même des exigences de programmation inférieures à celles de ses homologues horizontaux.
• Production à faible volume : En raison de leur simplicité relative et de leurs coûts réduits, les broyeurs verticaux sont la méthode de choix pour les petites quantités et les travaux rapides. De plus, vous n'aurez même pas à consacrer trop de temps à la programmation et à d'autres activités de planification, ce qui réduit encore vos délais.

Les inconvénients

• Rendement de production inférieur : Nous avons déjà expliqué comment les fraiseuses verticales ont un taux d'enlèvement de matière inférieur et ne peuvent pas fonctionner sur de grandes pièces. Pour cette raison, un broyeur vertical aura toujours un rendement de production inférieur à celui d'une machine horizontale.
• Profondeur de coupe limitée : L'outil de coupe vertical est assez instable et peut vaciller beaucoup lorsque vous effectuez une coupe plus profonde. Pour cette raison, vous ne pouvez pas traiter des pièces et des rainures plus complexes avec une profondeur plus élevée. Dans de tels cas, les capacités de coupe que les machines verticales apportent à la table constituent un inconvénient pour de nombreuses opérations.

Avantages et inconvénients des fraiseuses horizontales CNC

Semblables à la configuration verticale, les fraiseuses horizontales sont le choix préféré pour une variété d'applications. La puissance de coupe de leur outil et d'autres capacités les rendent principalement adaptés aux travaux à grande échelle avec des exigences de production plus élevées. De plus, les limites du système sont principalement dues aux coûts plus élevés d'achat et d'entretien des machines.

Voici une brève description des avantages et des inconvénients d'une configuration de fraisage horizontal.

Les avantages

• Meilleure évacuation des copeaux : Les copeaux de métal qui se forment pendant le processus de coupe peuvent fondre à la surface et provoquer de petits défauts pouvant nécessiter un post-traitement. Les coupeurs horizontaux rejettent les copeaux de la pièce, ce qui permet d'obtenir un matériau avec une finition exceptionnelle.
• Plus de stabilité : L'outil de coupe des machines horizontales est plus épais et plus court, ce qui réduit les vibrations et améliore la stabilité lors d'une opération de coupe profonde.
• Capacité à gérer des formes complexes : Les fraiseuses horizontales ont la capacité de gérer différents angles et vous permettent d'utiliser une combinaison de modules complémentaires pour faciliter la production de formes complexes qu'une configuration de fraisage vertical ne peut pas gérer.
• Productivité accrue : Un taux d'enlèvement de matière plus élevé, une meilleure évacuation des copeaux et la possibilité d'obtenir des coupes plus profondes en une seule fois vous permettent d'en faire plus en moins de temps et de maintenir une excellente productivité.

Les inconvénients

• Coûteux : Par rapport à une machine verticale, les configurations de fraisage horizontal sont assez coûteuses en termes de capital initial et de coûts de maintenance. C'est pourquoi vous ne les trouverez que dans des configurations de fabrication à grande échelle. Pour les petites entreprises, les services d'usinage CNC sont une meilleure alternative qui ne nécessite aucun engagement financier exubérant de votre entreprise.
• Plus difficile de trouver des opérateurs formés : Outre les coûts initiaux et de maintenance élevés, vous aurez également plus de mal à trouver des opérateurs formés ayant une expertise dans la fraiseuse horizontale. La raison est simple. Comme ces machines sont rares, seules quelques personnes ont une expérience pratique réelle avec les machines.

Fraiseuses horizontales et verticales :les principales différences

Comme indiqué précédemment, les approches horizontales et verticales présentent de nombreuses similitudes. Les principales raisons sont les principes de base du processus de fraisage. Ils restent les mêmes.

Cependant, il existe des différences importantes qui affectent également les opérations et les résultats. Voici les principales différences entre le fraisage vertical et horizontal.

L'orientation de la broche

C'est peut-être la plus grande différence entre les deux configurations. L'orientation de la broche dicte la façon dont la fraise interagit avec la pièce. Comme leurs noms l'indiquent, les deux types de machines ont des orientations différentes qui vous permettent d'avoir soit la précision qu'offre l'usinage vertical, soit la profondeur qu'une configuration horizontale apporte à la table.

Géométrie de l'outil

Une autre différence réside dans la géométrie de l'outil. Les fraiseuses verticales ont un outil cylindrique à la fois long et fin. Au contraire, les machines horizontales ont des outils plus courts et plus épais qui peuvent fournir des coupes plus profondes et traiter des pièces plus grandes. Généralement, ces spécifications géométriques affectent directement les spécifications de coupe, dont nous parlerons ensuite.

Spécifications et précision de coupe

La géométrie de l'outil a un effet direct sur les spécifications et les résultats de coupe. L'outil vertical est plus précis pour les petites pièces, mais présente également des inconvénients importants. Vous ne pouvez pas créer de coupes plus profondes avec un outil vertical car il commence à vibrer et à provoquer des écarts par rapport à la conception. Les outils horizontaux, en revanche, sont plus courts et plus épais, ce qui leur donne la stabilité nécessaire pour maintenir la résistance tout en créant des coupes plus profondes.

Coût de chaque machine

Les machines verticales sont moins coûteuses que leurs homologues horizontales. C'est pourquoi les machines verticales sont plus courantes dans le monde. De plus, les opérations et la maintenance des machines verticales sont également plus simples, ce qui en fait un choix plus approprié pour les opérations à petite échelle.

Les machines horizontales, en revanche, sont plus chères à l'achat et à l'entretien. De plus, les experts qui peuvent manipuler ces machines sont rares, ce qui augmente encore les coûts globaux de l'usinage CNC. Cependant, ces machines sont également importantes. C'est pourquoi de nombreuses entreprises manufacturières y investissent après avoir établi leur présence commerciale.

Taux d'enlèvement de matière

En ce qui concerne le taux d'enlèvement, les fraiseuses horizontales fonctionnent bien mieux que leurs homologues verticales en raison de leur grande stabilité et de leur capacité à produire des coupes plus profondes. Généralement, les machines verticales sont populaires pour des opérations limitées comme le surfaçage et le rainurage, car les coupes ne sont pas trop profondes dans ces cas et vous pouvez également être précis. Cependant, ce potentiel de coupe limité signifie naturellement que le taux d'élimination sera plus faible.

Nombre de côtés pour l'usinage

Nous avons déjà expliqué comment les machines horizontales vous permettent d'approcher la pièce sous différents angles et côtés. Par rapport à cela, les outils verticaux fonctionnent sur un seul plan.

De plus, la configuration horizontale est également plus adaptée aux travaux complexes et personnalisables. Vous pouvez également ajouter certains modules complémentaires et autres fonctionnalités à la configuration horizontale. Ces choses ne sont pas disponibles dans une fraiseuse verticale, ce qui limite le nombre d'opérations que vous pouvez effectuer.

Les principales considérations pour choisir entre des machines verticales ou horizontales

Les fraiseuses verticales et horizontales conviennent à une variété de tâches. Mais le bon choix pour vous dépend de plusieurs facteurs comme la taille, la forme, le temps nécessaire et enfin le budget global dont vous disposez.

Par exemple, une configuration verticale est idéale pour les petites pièces. Les outils verticaux sont cylindriques et petits, ce qui vous permet de cibler précisément les zones souhaitées. Cependant, vous ne pouvez pas aller trop loin car les outils verticaux sont conçus pour les opérations de surface. Même lorsque vous créez des rainures à l'aide d'une machine verticale, il est toujours recommandé de faire plusieurs tours tout en enlevant une petite couche à chaque passage.

Dans le cas d'une machine horizontale, le problème susmentionné n'existe pas. L'outil de coupe peut traiter des pièces plus grandes et le taux d'enlèvement de matière exceptionnel peut vous aider à obtenir les résultats souhaités dans les plus brefs délais.

Enfin, le budget global dont vous disposez est un autre facteur important dont vous devez tenir compte. Si vous installez l'ensemble de la configuration dans votre propre atelier, il est important de se rappeler que les fraiseuses horizontales sont plus chères à acheter et à entretenir. Si vous décidez d'approcher un service d'usinage CNC, le coût global d'installation et de maintenance de ces machines deviendrait un point discutable.

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Foire aux questions

1 – Quels sont les types de fraiseuses ?

Il existe plusieurs types de fraisage machines en plus de horizontal et fraiseuse verticale , comme la colonne fraisage machines, C-Frame fraisage machines, type banc fraisage machines, etc. Cependant, la caractérisation la plus importante est en fonction de l'orientation de l'outil qui vous laisse soit une verticale ou une fraiseuse horizontale .

2 – Quels sont les principaux composants d'une fraiseuse horizontale ?

Colonne :Le support structurel de toute la machine qui maintient le réservoir d'huile et la pompe qui lubrifie la broche.
Genou :L'unité de logement pour le mécanisme d'engrenage à l'intérieur de la fraiseuse
Table universelle :Cette table est utilisée pour maintenir la pièce en place. Il vous permet également d'approcher sous différents angles.
Broche :Maintient et supporte l'outil de coupe de la fraiseuse.
Bras en porte-à-faux :une poutre horizontale sur la face supérieure du poteau pour créer un espace suffisant entre la structure et l'outil.

3 – Quelle est la principale différence entre un horizontal et fraiseuse verticale ?

La principale différence entre les deux types de machines réside dans l'orientation de l'outil. Les machines verticales ont un outil cylindrique qui tourne sur l'axe perpendiculaire à la pièce tandis que l'outil horizontal tourne autour de l'axe autour de la surface de la pièce.

4 - Quelles sont les limites des fraiseuses CNC ?

Généralement, les fraiseuses CNC ont plusieurs limitations en raison de la taille, du mouvement de l'axe, du degré de liberté et des capacités de l'outil. En dehors de cela, le coût global de la fraiseuse CNC est une autre limitation importante des fraiseuses CNC.