Frezarki poziome i pionowe

W nowoczesnym przemyśle metalowym, frezowanie jest popularnym procesem, który oferuje wykwalifikowanym rzemieślnikom sposób na fachowe kształtowanie i cięcie materiałów. Jest on wykorzystywany do produkcji niektórych z najbardziej powszechnych i najważniejszych produktów, z których korzystamy każdego dnia. W tym artykule przyjrzymy się frezarkom poziomym i frezarkom pionowym, porównując te dwa typy i rozumiejąc ich różnice i zastosowania. 

Porównanie frezarek poziomych i pionowych

Frezowanie to proces, w którym materiał jest usuwany z obrabianego przedmiotu za pomocą frezu obrotowego. Standardowa frezarka składa się z obracającego się wrzeciona, które jest napędzane przez silnik. Wrzeciono może poruszać się wzdłuż jednej lub dwóch osi i często ma zmienne ustawienia prędkości. Wrzeciono jest zamontowane nad stołem roboczym, na którym przedmiot obrabiany jest mocowany za pomocą wizjerów, bloków lub uchwytów. W zależności od typu frezarki, stół roboczy może być wyposażony w posuw mocy.

Większość frezarek należy do jednej z dwóch kategorii, w zależności od orientacji obracającego się wrzeciona. Frezarki pionowe i poziome wykonują mniej więcej te same operacje, ale proces produkcyjny jest inny. Oba typy mają zalety i wady, i oba są lepiej przystosowane do poszczególnych operacji.

Poniżej znajduje się przegląd frezarek poziomych i pionowych.

Co to jest frezarka pionowa?

Frezarka pionowa jest najczęściej używanym typem i posiada pionowo zorientowaną głowicę tnącą lub wrzeciono. Wrzeciono utrzymuje obracające się narzędzie tnące przy obrabianym przedmiocie. Wrzeciono porusza się pionowo, wzdłuż osi Y. Inne części maszyny przesuwają się wzdłuż osi X lub nawet osi Z, aby prawidłowo ustawić obrabiany przedmiot.

Frezarki pionowe są idealne do projektów obrabianych jednostronnie; obejmuje to operacje sekcjonowania lub operacje wykończeniowe, takie jak frezowanie końcowe. Same frezarki pionowe można podzielić na dwa typy: frezarki łożowe i rewolwerowe. Każda z nich funkcjonuje nieco inaczej od drugiej i każda oferuje unikalne zalety.

Frezarka rewolwerowa: Frezarka rewolwerowa jest wybierana przez wiele małych warsztatów, posiada stałe wrzeciono. Aby uzyskać różne cięcia, łoże frezarki porusza się zarówno poziomo, jak i prostopadle. Frezarka rewolwerowa jest bardzo wszechstronna, biorąc pod uwagę, że może manipulować położeniem materiału w obu kierunkach. Młyny rewolwerowe są często wykonywane jako młyny CNC, co zwiększyło ich zastosowanie i funkcjonalność w jeszcze większym stopniu. Ponieważ młyny stołowe poruszają się, wymaga to bardziej skomplikowanej konstrukcji, co sprawia, że młyny rewolwerowe najlepiej nadają się do mniejszych projektów.

Młyn łóżkowy: Młyn łóżko, z drugiej strony, przesuwa materiał prostopadle do osi. Łoże młyna porusza się wzdłuż osi Y i Z, a wrzeciono wzdłuż osi X, zapewniając pełny, 3-osiowy zakres ruchu. Ruch wrzeciona, w połączeniu z poziomym ruchem stołu, umożliwia frezowanie różnych głębokości i kształtów. W porównaniu z frezarkami rewolwerowymi, frezarka ta doskonale sprawdza się w projektach, w których potrzebne są duże, ciężkie elementy.

Najlepsze cechy frezarek pionowych

i). Popularność: Frezarki pionowe - często nazywane młynami kolanowymi - stanowią większość maszyn frezujących w kraju. W przemyśle metalowym,

frezarki pionowe nie wymagają zazwyczaj tak dużych inwestycji, jak cięższe i droższe frezarki. Ze względu na niski koszt początkowy, koszty produkcji części wykonanych na frezarkach kolanowych są również niższe. A ponieważ są to frezarki najczęściej spotykane w warsztatach maszynowych w całym kraju, łatwiej znaleźć wykwalifikowanych operatorów.

ii). Łatwość obsługi: Konstrukcja młynów pionowych zapewnia operatorom lepszą widoczność podczas pracy. Daje to operatorowi większe szanse na zauważenie i skorygowanie potencjalnych problemów. W zależności od modelu, odczyty cyfrowe i sterowanie CNC jeszcze bardziej ułatwiają śledzenie pozycji obrabianego przedmiotu. W przypadku frezarek CNC, programowanie jest łatwe dzięki powszechnie stosowanemu kodowi G.

iii). Elastyczność produkcji: Ze względu na swoją wszechstronność, integrację z CNC i różnorodność możliwych narzędzi, frezarki pionowe są idealne dla projektów produkcyjnych na małą skalę, a nawet dla części jednorazowych. Prototypy, prace niestandardowe lub linie produktów na specjalne zamówienie wymagające wysokiej precyzji są idealne dla frezarek pionowych i często są to dokładnie te rodzaje prac, które mogą być wysłane do lokalnego warsztatu, a nie do dużego zakładu przemysłowego.

Co to jest frezarka pozioma?

Podobnie jak frezarki pionowe, frezarki poziome wyposażone są w obracające się wrzeciono. Wrzeciono to jest zamontowane poziomo nad łożem. Narzędzie tnące, często dysk przypominający tarczę piły lub szlifierki, może poruszać się wzdłuż wrzeciona. Dzięki temu frezarka pozioma może usuwać materiał wzdłuż obrabianego przedmiotu, a nawet działać jako strugarka, wykańczając całą powierzchnię. W połączeniu ze stołem obrotowym, młyn poziomy jest prawie tak wszechstronny jak młyn pionowy.

W porównaniu do frezarek pionowych, frezarki poziome są w stanie wykonywać cięższe i głębsze cięcia.  Zazwyczaj frezarki poziome mają silniki o większej mocy i często większe łoża, co czyni je idealnymi do pracy w ciężkich warunkach. Wiele firm produkcyjnych stosuje je do wycinania szczelin lub rowków, takich jak rowki teowe, w obrabianych przedmiotach. Mogą one również wykonywać operacje frezowania przy ustawieniu pod różnymi kątami.

Najlepsze cechy frezarek poziomych

i). Ewakuacja wiórów: Ze względu na układ młynów poziomych, grawitacja pomaga w wyciąganiu wiórów podczas cięcia. Lepsze odprowadzanie wiórów skutkuje czystszymi wykończeniami powierzchni i mniejszym zapotrzebowaniem na pracę.

ii). Solidna konstrukcja: Młyny poziome są najczęściej spotykane w ciężkich warunkach przemysłowych dla dużych serii produkcyjnych. Większość z nich jest zbudowana odpowiednio, ze sztywną konstrukcją, która przekłada się na mniejsze wibracje maszyny, mniejsze odchylenia i bardziej płynne działanie niż w przypadku młynów pionowych.

iii). Wydajność: Zintegrowane zmieniacze palet, zmienne prędkości wrzeciona i ciężkie przyrządy sprawiają, że wiele frezów poziomych jest idealnych do obróbki dużych ilości i skomplikowanych zadań. Pionowe centra obróbcze oferują większą elastyczność, ale frezarki poziome zapewniają stabilność, trwałość i moc.

Do czego używane są frezarki?

Frezarki są wszechstronnymi urządzeniami. Występują w różnych rozmiarach, od małych używanych w domach lub garażach do większych, wymagających przestrzeni magazynowej do funkcjonowania. W swojej istocie, frezarki używają wyboru narzędzi do rzeźbienia i wiercenia w surowych materiałach, aby uzyskać kształty i prawie gotowe produkty. Mogą one dodawać gwinty do śrub, wiercić otwory lub tworzyć precyzyjne kształty z dowolnego materiału.

Narzędzia tnące

W zależności od wymaganych cięć i materiału używane są różne narzędzia. Narzędzia tnące są trzymane w tulei zaciskowej na końcu wrzeciona. Podczas obracania głowica styka się z frezowanym materiałem.

Gwintowniki służą do nacinania gwintów. Po zastosowaniu gwintownika w otworze, wkręca się w niego śrubę. Frez służy do przecinania materiału przez i wokół obrabianego przedmiotu. Różne typy i rozmiary są używane do różnych celów.

Obróbka części

Aby zaprogramować komputer lub wykonać części, mechanik będzie postępował zgodnie z projektem. Wybierając odpowiednie narzędzia i wykonując właściwą sekwencję operacji, mechanik może przekształcić surowy materiał w precyzyjną część z zachowaniem dopuszczalnych tolerancji.

Precyzyjna komputerowa kontrola numeryczna
Frezarka sterowana komputerowo może wytwarzać zwięzłe części produkcyjne przy niewielkim zaangażowaniu operatora. Specjalne silniki i precyzyjne narzędzia pomiarowe zwane silnikami krokowymi wybierają narzędzia, przesuwają stół i głowicę oraz obrabiają części do dokładnych wymiarów, których ręczne wykonanie jest trudne lub czasochłonne.

Maszyniści szkolą się w programowaniu G-code, aby zaprogramować właściwą sekwencję dla maszyn CNC. Nawet operatorzy bez zaawansowanej wiedzy programistycznej mogą często używać programów CAD i narzędzi do programowania konwersacyjnego, aby tworzyć prawidłowe programy.

Popularne produkty wykonane na frezarkach

Bez wątpienia, codziennie używasz produktów wykonanych i uformowanych przez frezarki. Oto niektóre z najbardziej powszechnych i nieznanych produktów wytwarzanych przez frezarki.

Długopisy i ołówki. Czy kiedykolwiek będąc na lekcji, robiąc notatki lub podpisując dokument w biurze, zastanawiałeś się, skąd pochodzi przybór do pisania, którego używasz? Frezarka jest potrzebna do wykonania części maszyny, która wyprodukuje Twoje ołówki lub formy, które wyprodukują Twoje długopisy.

Gitary. System operacyjny maszyny CNC jest idealny do tworzenia dokładnych cięć, które nadają instrumentowi jego atrybuty i niepowtarzalny wygląd. Aby drewniany zegar działał prawidłowo, wiele oddzielnych i drobnych części musi być precyzyjnie wyciętych. A frezarki wycinają te części zegara.

Odznaki policyjne. Projekt odznaki zostanie wprowadzony do systemu operacyjnego frezarki CNC, która następnie wykona unikalne małe nacięcia przedstawiające emblemat policyjny.

Narzędzia chirurgiczne. Od skalpeli do noszy i zaawansowanego sprzętu do obrazowania, frezarki produkują skomplikowane części dla społeczności medycznej.

Wybór pomiędzy pionową i poziomą

Oba typy frezarek mają swoje zalety. Wybór pomiędzy nimi zależy całkowicie od rodzaju frezowania, które musi być wykonane. Liczba płaszczyzn, na których element musi być obrabiany, jak również kształt i rozmiar elementu, są głównymi czynnikami decydującymi o tym, czy frezowanie jest bardziej odpowiednie dla procesów pionowych czy poziomych. Cięższe przedmioty i takie, które muszą być obrabiane z wielu stron, łatwiej poddają się frezowaniu poziomemu, podczas gdy prace takie jak zatapianie matryc najlepiej nadają się dla frezarki pionowej. Wiele elementów można jednak obrabiać na obu typach frezarek, stosując odpowiednie techniki.

Zarówno frezarki pionowe, jak i poziome mogą wykorzystywać technologię CNC (komputerowo sterowaną numerycznie) do automatyzacji frezowania dla dokładnej kontroli, szczególnie w przypadku skomplikowanych prac frezarskich lub gdy potrzebna jest dokładna powtarzalność. Istnieją również różne rodzaje dodatkowych części i głowic tnących, które mogą być używane do modyfikacji frezarki poziomej do frezowania pionowego lub odwrotnie. Jest to ogromna zaleta dla małych warsztatów, które zazwyczaj potrzebują jednego typu frezarki, ponieważ umożliwia to szerszy zakres frezowania na jednej maszynie, zwłaszcza w zastosowaniach, które nie są często potrzebne.

Jeśli nie jesteś pewien, który proces potrzebujesz, młyny pionowe są często najbardziej elastyczne i oferują najlepszą wartość. Nawet prosty stacjonarny młyn pionowy CNC może wykonywać skomplikowane i złożone cięcia, dodając ogromną wartość do każdego warsztatu.