Fraiseuses verticales et horizontales :quelle est la différence ?

Pour les opérateurs d'ateliers d'usinage qui envisagent d'acheter une fraiseuse, l'une des questions les plus fondamentales auxquelles ils doivent répondre concerne la configuration :fraiseuse verticale ou horizontale ? La réponse dépend de la nature de leur entreprise, en particulier du type et du volume de travail effectué dans l'atelier, ainsi que du coût, des capacités de leur main-d'œuvre et des installations. Cet article se penchera sur la différence entre les fraiseuses horizontales et verticales afin que vous puissiez prendre une décision éclairée pour votre entreprise.

Fraiseuses verticales

Dans les broyeurs verticaux, l'axe de la broche est orienté verticalement. Les fraises sont maintenues dans la broche et tournent sur son axe. En règle générale, la broche peut être allongée ou la table relevée ou abaissée pour produire le même effet, permettant des coupes en plongée et des perçages. Les deux types de broyeurs verticaux sont les broyeurs à lit et les broyeurs à tourelle.

Les fraiseuses à tourelle verticales ont une broche fixe et la table est déplacée à la fois perpendiculairement et parallèlement à l'axe de la broche pour exécuter la coupe. Ils ont souvent une plume qui permet de lever et d'abaisser la fraise un peu comme une perceuse à colonne. Les fraises à tourelle proposent deux méthodes de coupe dans le sens vertical (Z) :en levant ou en abaissant le fourreau et en déplaçant le genou.

La table se déplace uniquement perpendiculairement à l'axe de la broche dans les broyeurs à lit vertical, tandis que la broche elle-même se déplace parallèlement à son propre axe.

Fraiseuses horizontales

Dans les broyeurs horizontaux, les fraises sont montées sur une broche horizontale à travers la table. De nombreuses fraiseuses horizontales disposent également d'une table rotative intégrée qui permet de fraiser sous différents angles; c'est ce qu'on appelle une table universelle. Alors que les fraises en bout et les autres types d'outils utilisés dans les fraises verticales peuvent être utilisés sur des fraises horizontales, elles ont également des fraises montées sur tonnelle, appelées fraises latérales et à surfacer, qui ont une section transversale comme une scie circulaire mais sont généralement plus larges et plus petites. diamètre. Parce que les fraises ont un bon support de l'arbre et une section transversale plus grande qu'une fraise en bout, des coupes lourdes peuvent être prises, permettant des taux d'enlèvement de matière rapides.

« Si vous regardez l'utilisation générale dans l'industrie, la plupart des machines installées sont des fraiseuses verticales à trois axes », explique Angelo Juras, spécialiste de l'adoption de la fabrication chez Autodesk. « Ils sont faciles à installer et il est facile pour les techniciens d'accéder à la table de travail. De plus, lorsque vous avez une pièce ou un étau, il est facile de charger et de décharger car il vous suffit de poser la pièce sur la table et la gravité la maintient en place. »

"Avec une fraiseuse horizontale, la broche pointe horizontalement, ce qui signifie que la surface sur laquelle la pièce est montée est verticale, il faut donc plus d'efforts à l'opérateur pour charger ou décharger", note Juras. "Mais il y a des avantages et des inconvénients à chaque configuration au-delà de la facilité ou de la difficulté d'utilisation."

Fraiseuses verticales ou horizontales :avantages et inconvénients

En raison de leur configuration, les broyeurs horizontaux ont une bien meilleure évacuation des copeaux, car la gravité leur permet de tomber. Cela se traduit par une finition de surface plus raffinée et prolonge également la durée de vie de l'outil.

"Lorsque vous usinez une pièce avec une cavité profonde ou une poche, tous les copeaux que vous générez lors du processus de fraisage disparaissent", commente Juras. "Si vous faites la même pièce sur une fraiseuse verticale, tous les copeaux restent à l'intérieur et peuvent créer des conditions de coupe problématiques pour la gestion de la durée de vie de l'outil et le flux de copeaux."

Les fraiseuses horizontales disposent également d'une capacité de "tombstone" sur le quatrième axe. « Lorsque vous achetez une fraiseuse horizontale, la broche est orientée horizontalement et la table est horizontale; mais il est conçu pour des trous de montage filetés ou des fentes de clé, où un luminaire ou une base est monté, appelé « pierre tombale ». La pierre tombale pointe verticalement et présente la pièce sur un autre axe », explique Juras. Dans ce cas, la pièce est perpendiculaire à la broche.

Selon Juras, si quelqu'un vient de démarrer un atelier d'usinage, 99 % du temps, il commence avec une fraiseuse verticale de base parce que :

• Ils sont facilement disponibles
• Ils sont faciles d'accès
• Le prix est beaucoup plus bas

"Les ateliers commencent généralement par les fraiseuses verticales, puis au fur et à mesure que le travail arrive, ils peuvent ajouter une fraiseuse horizontale si cela convient aux pièces qu'ils usinent", explique Juras.

Il se souvient de son expérience lorsqu'il dirigeait son propre atelier d'usinage. « Nous faisions une partie qui prenait 47 minutes », raconte-t-il. « Cela a nécessité neuf opérations distinctes sur un broyeur vertical. Finalement, j'ai acquis une fraiseuse horizontale et j'ai réduit ces neuf opérations à deux. La pièce a ensuite été réalisée en 22 minutes.”

Juras raconte son expérience de travail en R&D pour un constructeur automobile qui possédait à la fois des laminoirs verticaux et horizontaux, en termes d'impact du travail sur la meilleure configuration de l'usine :"Nous faisions une rotation rapide des composants, et chacun nécessitait une série de questions demandé et répondu. À quelle vitesse était-il nécessaire ? Combien d'opérations ont été nécessaires pour produire la pièce ? Quelle était la disponibilité du matériel ? Combien en a-t-il fallu ? Toutes ces questions ont déterminé si nous placions la pièce sur une fraiseuse verticale ou horizontale. Typiquement, en R&D, cela dépend du nombre de faces à usiner; généralement, il était plus facile de monter et de descendre des moulins verticaux. Il y avait toujours du pour et du contre. Tant de choses se résument au serrage et à la fixation.

Deux autres problèmes rendent les fraiseuses verticales attrayantes pour les entreprises en démarrage :la formation et l'immobilier. À une époque où les fabricants crient pour des machinistes qualifiés, beaucoup plus sont expérimentés avec des fraiseuses verticales qu'horizontales. Un outil n'est aussi bon que ceux qui l'utilisent, donc en plus du coût en capital beaucoup plus élevé des fraiseuses horizontales (généralement trois à quatre fois le coût d'une fraiseuse verticale), le propriétaire de l'atelier doit tenir compte du temps et de l'investissement nécessaires pour former le personnel à l'équipement qu'il n'a aucune expérience préalable de l'utilisation.

De plus, en particulier dans les zones où la valeur immobilière est élevée, la plus petite empreinte des usines verticales est bénéfique. "J'ai vu de petites horizontales et de grandes verticales, mais c'est une exception", déclare Juras. "Généralement, les broyeurs verticaux occupent beaucoup moins d'espace que les horizontaux."

Considérations finales sur la fraiseuse

Récapitulons les avantages généraux des fraiseuses verticales par rapport aux fraiseuses horizontales :

Fraiseuses verticales

• Coût nettement inférieur :avec des produits verticaux disponibles à 80 000 $ et des produits horizontaux allant de 250 000 $ à 400 000 $, il n'est pas surprenant que les ateliers d'usinage achètent des produits verticaux plutôt que des produits horizontaux au moins quatre fois par an.
• Facilité d'utilisation :il est plus facile de voir ce qui se passe à l'intérieur d'un broyeur vertical.
• Un plus grand nombre de machinistes connaissent la technologie.
• Encombrement réduit :nécessite moins d'espace au sol.

Fraiseuses horizontales

• Offrir la possibilité d'exécuter des pièces avec moins d'opérations et des pièces plus compliquées et d'augmenter le temps de fonctionnement de la broche en réduisant le temps consacré à la configuration et au montage pour plusieurs opérations.
• Rendement supérieur :un broyeur horizontal peut généralement effectuer le travail de trois broyeurs verticaux ou plus.
• Peut obtenir une meilleure évacuation des copeaux, améliorer le travail fini et prolonger la durée de vie de l'outil.

"En fin de compte, cela dépend de votre type de travail et de l'évolution de votre entreprise", explique Juras. « Lorsque vous commencez, acheter un broyeur vertical, c'est comme acheter votre première voiture. Vous en avez besoin pour aller d'un point A à un point B, pour vous rendre au travail, etc. Une fois que vous avez travaillé pendant un certain temps et amélioré votre situation, vous passez à une meilleure voiture. C'est comme ça avec les ateliers d'usinage. Une fois qu'ils se sont lancés dans les affaires et ont fait leurs preuves (acquis des pièces plus sophistiquées à usiner, commencé à produire en volume et accumulé des capitaux d'investissement), ils peuvent trouver logique d'ajouter ou de passer à un laminoir horizontal."

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