Fraiseuse horizontale ou verticale
La principale différence entre les fraiseuses horizontales et verticales réside dans l'orientation de la broche. Les fraiseuses horizontales sont équipées d'une broche parallèle à la table de travail, ce qui les rend idéales pour l'usinage de pièces volumineuses et lourdes. Les fraiseuses verticales, quant à elles, possèdent une broche perpendiculaire, offrant une grande précision et une flexibilité accrue pour la réalisation de pièces de précision.
Cependant, cette simple différence ne définit peut-être pas complètement l'horizontal vs centre de fraisage verticalCes deux machines sont capables d'effectuer des opérations de fraisage. Les deux configurations excellent dans ce domaine, et chez Boda, nous utilisons les deux types de machines pour garantir un fraisage sur mesure, plus efficace et répondant aux besoins de production les plus rentables.
À quoi servent les fraiseuses ?
fraiseuse
Les fraiseuses utilisent des outils de coupe rotatifs à grande vitesse pour enlever de la matière lors de l'usinage. Une fraiseuse se caractérise par son outil de coupe rotatif, souvent muni de plusieurs dents. Ces machines peuvent usiner des métaux, des plastiques et des composites à fibres en ajustant les vitesses de coupe et d'avance, en changeant les extrémités des outils et en modifiant d'autres paramètres d'usinage.
Une fraiseuse façonne une pièce grâce à des opérations telles que le surfaçage, le fraisage en bout, le perçage, l'alésage et le rainurage. Les fraiseuses à commande numérique (CNC) étendent ces capacités au contournage, au fraisage de poches et aux techniques d'enlèvement de matière avancées à des vitesses beaucoup plus élevées.
Les ateliers d'usinage utilisent des fraiseuses pour le prototypage, la création de montages et des opérations comme la découpe. Manuelles ou fraisage CNC Les configurations sont utilisées pour :
- Fraisage en surface, rainurage, perçage et contournage
- Production de surfaces planes, de poches et de géométries complexes
- Usinage de pièces pour les applications aérospatiales, automobiles et industrielles
Explication du broyeur horizontal
Fraiseuse CNC horizontale avec panneau de commande
Une fraiseuse horizontale possède une broche orientée parallèlement à la table de travail. On la reconnaît à la position de l'outil de coupe qui entre en contact latéralement avec la pièce. La broche est montée sur un arbre supportant des outils robustes comme les fraises à surfacer.
Des outils plus lourds, comme les fraises latérales, peuvent également être montés ; ils sont idéaux pour l’enlèvement de grandes quantités de matière. La table se déplace selon les axes X et Y, tandis que la broche s’ajuste selon l’axe Z. Les fraiseuses horizontales sont parfaites pour les passes profondes et les taux d’enlèvement de matière élevés ; elles sont généralement utilisées pour les grandes pièces moulées et forgées.
L'une des raisons pour lesquelles les fraiseuses horizontales ont une orientation de broche parallèle est de faciliter l'évacuation des copeaux pour les grandes pièces.
Caractéristiques principales des broyeurs horizontaux :
- Broche horizontale avec support d'arbre
- Convient aux coupes profondes et à l'usinage en série.
- Idéal pour l'usinage de grandes pièces
- Courant dans les centres d'usinage horizontaux à capacités multi-axes
Explication du broyeur vertical
Centre de fraisage vertical
Une fraiseuse verticale utilise une broche perpendiculaire à la table de travail. Cette orientation dirige l'outil de coupe vers le bas sur la pièce à usiner et est idéale pour les opérations de fraisage de précision telles que le fraisage en bout, le perçage et le contournage.
La broche tient différents outils de fraisagecomme les fraises et les forets. Sur une fraiseuse verticale, la table de travail se déplace selon les axes X, Y et Z pour un positionnement précis de la matière à enlever de la pièce. Parmi les variantes de fraiseuses verticales, on trouve les fraiseuses à console, dont la hauteur de table est réglable, et les fraiseuses à banc fixe, qui assurent la stabilité. Les fraiseuses à tourelle sont équipées d'une tourelle rotative permettant un changement d'outil rapide.
Caractéristiques principales des broyeurs verticaux :
- Orientation verticale de la broche pour des opérations de coupe précises
- Compatible avec les fraises en bout, les fraises à billes et autres outils de coupe
- Disponible en configurations de fraiseuses à tourelle et de fraiseuses à banc fixe
- Montage direct de l'outil
- Systèmes intégrés de refroidissement et d'air pour une meilleure évacuation des copeaux
Lire la suite: Fraisage CNC 3 axes vs 4 axes vs 5 axes
10 différences entre les broyeurs horizontaux et verticaux
La différence d'orientation de la broche, ainsi que les mouvements du banc et le système d'évacuation des copeaux qui en résultent, ont un impact sur leur application dans les processus d'usinage. Vous pouvez trouver 10 différences clés entre moulin vs tour:
1. Orientation de la broche
Broche d'une fraiseuse verticale avec outil de coupe fixé
Les fraiseuses horizontales possèdent un axe de broche parallèle à la table de travail, ce qui leur permet d'usiner des pièces par le côté. Elles peuvent être équipées de plusieurs fraises qui usinent simultanément la pièce. Les fraiseuses verticales, quant à elles, sont dotées d'une broche perpendiculaire qui dirige l'outil vers le bas et réalise une coupe par le haut. L'axe de broche vertical offre une meilleure précision que celui d'une fraiseuse horizontale, mais la broche de cette dernière permet une surface d'usinage plus large.
2. Outils de coupe
Les fraiseuses horizontales sont équipées d'outils robustes montés sur arbre, tels que des fraises latérales et frontales et des fraises à surfacer conçues spécifiquement pour l'enlèvement de matière important. Ces outils, généralement de 50 à 100 mm de diamètre, peuvent supporter un couple élevé.
Les fraiseuses verticales utilisent des outils plus longs et plus fins, comme des fraises en bout (5 à 25 mm de diamètre) et des fraises hémisphériques. La géométrie de l'outil influe sur l'évacuation et la déviation des copeaux, et les outils verticaux sont plus susceptibles de se déformer sous des couples et des charges plus importants.
3. Taux d'enlèvement de matière
Les broyeurs horizontaux présentent un taux d'enlèvement de matière supérieur à celui des broyeurs verticaux. Le taux d'enlèvement de matière typique des broyeurs horizontaux dépasse souvent 500 cm³/min. Ces broyeurs peuvent enlever jusqu'à 10 mm par passe.
Les fraiseuses verticales ont généralement des MRR inférieurs à 300 cm³/min pour l'acier car elles privilégient la précision et la géométrie avec des coupes moins profondes (1-5 mm) pour maintenir la précision.
4. Retrait des copeaux
Copeaux de métal issus de la découpe CNC
Les fraiseuses horizontales bénéficient de l'avantage de la gravité pour l'évacuation des copeaux et évitent l'accumulation de résidus. La chute des copeaux minimise les risques de reprise et d'usure de l'outil. Les fraiseuses verticales, quant à elles, nécessitent un flux de liquide de refroidissement pour évacuer les copeaux ; si ces derniers ne sont pas évacués, ils peuvent s'accumuler et engendrer des défauts de surface.
5. Profondeur de coupe
Les fraiseuses horizontales permettent des passes plus profondes et offrent une plus grande rigidité grâce à leur support d'arbre robuste. Les fraiseuses verticales, quant à elles, sont limitées en profondeur de coupe par la flexion de la broche et la longueur de l'outil de coupe.
6. Différence entre les fraiseuses horizontales et verticales
Étau de serrage pour une pièce sur mesure
Les fraiseuses verticales offrent une configuration plus simple grâce à la visibilité et à l'accès directs à la broche. Elles réduisent le temps d'alignement, la mise à zéro se faisant en quelques minutes pour la plupart des pièces. Les fraiseuses horizontales nécessitent l'installation d'un arbre et le renforcement du bras, ce qui allonge le temps de réglage, même pour les machinistes les plus expérimentés. En cas de configuration multi-outils, ces temps peuvent encore augmenter. La programmation CNC pour les machines horizontales implique souvent la prise en compte de la trajectoire d'outil, notamment pour l'alignement de l'arbre.
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7. Coût et entretien des fraiseuses
Les fraiseuses verticales à outillage multiple présentent un coût initial plus faible et coûtent généralement à partir de 10 000 $. Elles sont plus accessibles aux petits ateliers d'usinage. Les fraiseuses horizontales, dotées d'un bâti et d'une structure robustes, sont souvent disponibles à partir de 50 000 $ et engendrent des coûts de maintenance plus élevés en raison de l'arbre, des roulements et des charges qu'elles supportent.
8. Surface au sol et empreinte de la machine
Les fraiseuses verticales, notamment les fraiseuses à tourelle et à banc fixe, ont un encombrement réduit d'environ 2 à 3 m². Les fraiseuses horizontales, avec leur arbre allongé, peuvent occuper un espace considérable, souvent supérieur à 5 m², ce qui rend leur utilisation difficile dans les ateliers d'usinage exigus.
9. Plage et contrôle de la vitesse de broche
Les fraiseuses horizontales fonctionnent généralement à des vitesses de broche inférieures à celles des fraiseuses verticales. En effet, les fraiseuses horizontales utilisent des outils de coupe robustes capables de réaliser des coupes plus profondes et d'enlever davantage de matière en une seule passe. Les fraiseuses verticales, quant à elles, offrent une plage de vitesses de broche plus étendue, souvent jusqu'à 20 000 tr/min, voire plus, pour le fraisage à grande vitesse et l'obtention de finitions de surface plus fines sur les métaux. La vitesse de broche influe sur l'optimisation des paramètres de coupe, que ce soit pour les configurations verticales ou horizontales.
10. Serrage de la pièce
Les fraiseuses horizontales sont dotées d'un système de serrage renforcé pour maintenir les pièces de grande taille en place et les protéger des forces de coupe latérales. Selon la complexité de la pièce, elles utilisent des dispositifs de fixation spécifiques.
Les fraiseuses verticales utilisent des étaux plus simples pour fixer la pièce et sont conçues pour usiner des pièces de petite taille, la plupart des machines supportant jusqu'à 500 kg. Elles peuvent présenter des difficultés de fixation en cas de forces de coupe latérales ou lorsque l'outil arrive latéralement. C'est pourquoi, pour usiner différentes faces de la pièce, il est souvent nécessaire de la réorienter.
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Choisir entre une fraiseuse horizontale ou verticale pour vos pièces métalliques
Le choix entre le fraisage horizontal et le fraisage vertical dépend de la géométrie, du matériau et des dimensions de la pièce. Les fraiseuses horizontales excellent dans la réduction rapide des dimensions et l'enlèvement de matière lors de l'ébauche en grande série de composants de grande taille, comme les boîtiers en acier, grâce à des taux d'enlèvement de matière plus élevés permettant de réduire les temps de cycle.
Les matériaux peuvent également influencer le choix de votre fraiseuse ; les fraiseuses horizontales traitent les métaux ferreux, et pour les matériaux comme l’acier et l’aluminium, où une finition de surface est requise, il est préférable d’utiliser une fraiseuse verticale à grande vitesse.
Lors du choix d'une fraiseuse, tenez compte des éléments suivants :
- Géométrie et dimensions de la pièce
- Taux d'enlèvement de matière requis
- Surface au sol disponible
- Complexité de l'outillage
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Conclusion
Il est essentiel de comprendre les principales différences entre les fraiseuses horizontales et verticales pour l'usinage des pièces et l'optimisation des trajectoires d'outils. Chaque configuration présente des avantages liés aux outils de coupe, à l'orientation de la broche et au taux d'enlèvement de matière. Que vous optiez pour une fraiseuse horizontale ou verticale, vous devez adapter ses capacités d'usinage aux exigences du projet afin de garantir l'efficacité de la fabrication des pièces.
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QFP
En quoi une fraiseuse horizontale diffère-t-elle d'une fraiseuse verticale ?
Une fraiseuse horizontale utilise un axe de broche parallèle à la table. Ce système permet l'utilisation de plusieurs fraises sur un arbre pour l'usinage de pièces de grande taille. Une fraiseuse verticale, quant à elle, possède une broche verticale, idéale pour un fraisage de précision et l'obtention d'une finition de surface lisse.