Fresado y torneado horizontal y vertical:¿cuáles son las diferencias?

Cuando se trata de máquinas de fresado y torneado CNC, hay muchos detalles que marcan una diferencia significativa en su flujo de trabajo. Ninguna máquina por sí sola puede manejar todas las operaciones de fabricación posibles, por lo que es aconsejable tener en cuenta las características que serían más adecuadas para las operaciones de uno.

Hay muchos cálculos de este tipo a tener en cuenta, pero una de las distinciones más importantes que se deben hacer cuando se trata de elegir una configuración de mecanizado es si la configuración debe ser vertical u horizontal.

Los centros de mecanizado horizontales (HMC) y las fresadoras verticales (VMC) difieren en varios aspectos más allá de su orientación. Los dos tipos de fresas tienen diferentes componentes y se adaptan a diferentes operaciones de corte:como regla general, una fresadora horizontal puede cortar ranuras profundas con un mínimo de vibración o deformación de la herramienta, mientras que una fresadora vertical puede ser mejor para detalles finos.

Este artículo analiza las diferencias clave entre las fresadoras horizontales y las fresadoras verticales. Analiza los beneficios y las limitaciones de cada proceso, enumera algunas máquinas comunes en el mercado y ofrece consejos para elegir entre fresado horizontal y vertical.

¿Qué es una Fresadora Vertical?

Una fresadora vertical es una fresadora en la que el husillo (que sujeta la pinza, que a su vez sujeta la herramienta de corte) está orientado verticalmente. Es la configuración más común para una fresadora CNC y puede usarse para fresado, ranurado, taladrado o mandrinado.

Fresadoras verticales en realidad comprenden la mayoría de la maquinaria de fresado en industrias como la metalurgia, lo que se puede atribuir a sus costos más bajos en comparación con los sistemas horizontales. Como su nombre lo indica, las fresadoras verticales tienen una orientación vertical en su cabezal de corte o husillo. Los detalles de los controles de fresado pueden variar de una máquina a otra.

Las fresadoras verticales populares incluyen las gamas de productos Integrex, VCN y VTC de Mazak; las series VF, VR y Universal de Haas (3ERP utiliza modelos de la gama VF y Universal); el ROBODRILL de FANUC; y las gamas CMX V, DMV y NVX de DMG MORI.

Los dos tipos principales de molinos verticales son los molinos de torreta y los molinos de bancada.

Fresadora de torreta

Con las fresadoras de torreta, el husillo permanece fijo en su lugar, mientras que la parte de la bancada de la máquina sostiene el material. Esta cama se mueve horizontal o verticalmente, lo que permite que la máquina manipule la posición del material en ambas direcciones. El molino de torreta es un dispositivo extremadamente versátil, pero puede verse limitado por el tamaño de las piezas que produce.

Fresadora de bancada

Las fresadoras de cama mueven los materiales a lo largo del eje horizontal con un husillo que está restringido al eje vertical. El husillo puede moverse hacia arriba y hacia abajo según sea necesario y procesar el material para darle forma. Las fresadoras de bancada tienen un rango de movimiento bastante bueno, ya que la parte del husillo se combina con el movimiento horizontal de la bancada permitiendo fresar una gran variedad de formas y profundidades.

¿Qué es una Fresadora Horizontal?

Una fresadora horizontal puede realizar muchas operaciones similares a un molino vertical, pero está configurado de manera diferente, con el husillo orientado horizontalmente. Más robustas y robustas que las fresadoras verticales, estas máquinas pueden manejar potentes operaciones de corte y piezas pesadas.

Los cortadores del molino horizontal se parecen un poco a la hoja de una sierra circular, con la diferencia crucial de que generalmente son más gruesos, más pequeños y su forma ofrece un fresado más rápido que los husillos de sus contrapartes verticales.

El uso del eje y su longitud también pueden significar que un molino horizontal puede usar múltiples cortadores a la vez.

Para operaciones de fresado más complejas, algunas fresadoras horizontales tienen una mesa giratoria, por lo que la herramienta de corte puede acercarse a la pieza de trabajo desde diferentes ángulos. Esta configuración de fresado horizontal se denomina mesa universal.

Las fresadoras horizontales populares incluyen las gamas de productos FF, HCN y MEGA de Mazak; las series EC y Universal de Haas (3ERP usa Universal); y las gamas NH, NHX e i-Series de DMG MORI.

¿Qué es el torneado CNC?

Cuando se trata de centros de torneado CNC , al igual que las fresadoras, también se pueden dividir en configuraciones horizontales y verticales.

Torneado horizontal

Centros de torneado horizontales son el tipo más prominente en la mayoría de las industrias. Tienen un husillo orientado horizontalmente, con herramientas montadas fuera del costado del portaherramientas. Esto les ayuda a atravesar el objeto que se está procesando. Al igual que su equivalente de fresado, este tipo de centro de torneado también se beneficia de la gravedad, ya que extrae las virutas de la pieza de trabajo.

Torneado Vertical

Centros de torneado verticales también se denominan tornos de torreta vertical o VTL. Los centros de torneado vertical y horizontal son muy similares, pero su configuración y forma están volteadas, lo que permite que el cabezal se asiente en el suelo y la placa frontal se convierta en una mesa giratoria horizontal. Los centros de torneado verticales invertidos son como los normales, pero tienen posiciones invertidas para el husillo y el mandril de mordaza.

Mecanizado vertical:pros y contras

El fresado vertical es más aplicable a proyectos donde el foco principal del objeto en cuestión está en un lado en particular. Esto puede ser algo así como una gran placa de metal o un dado que se hunde.

Ventajas

1. Simplicidad: Las fresadoras verticales también tienen la ventaja de ser generalmente menos complejas que las fresadoras horizontales, por lo que son más baratas y fáciles de usar y mantener.
2. Versatilidad :Con los centros de mecanizado verticales existen algunas variaciones según el tipo que sea. Las fresadoras de torreta generalmente se limitan a proyectos de menor tamaño debido a que el movimiento de dos ejes puede ser un desafío con piezas de material más grandes. Por el contrario, las fresadoras de bancada se adaptan mejor a proyectos que requieren piezas de trabajo más pesadas y grandes (aunque aún son mucho menos eficientes en el procesamiento de dichos artículos en comparación con las fresadoras horizontales).
3. Huella: Las fresadoras verticales ocupan mucho menos espacio que sus contrapartes verticales. Esto, junto con el precio, los hace deseables para las tiendas más pequeñas. También tienen más usuarios y, por lo tanto, tienen un grupo más grande de maquinistas calificados.
4. Coste :Los centros de fresado verticales son más comunes que los horizontales y son menos costosos, tanto en términos de costos de máquina como de mantenimiento.
5. Detalle :Las fresadoras verticales son buenas para fresar características finas en piezas con tolerancias estrechas.

Desventajas

Donde faltan los VMC es la capacidad de producir en mayores volúmenes y complejidades. Los materiales más pesados ​​también pueden ser un problema para las operaciones de la fresadora vertical, ya que pueden ser más difíciles de subir y bajar.

1. Acceso :Una fresadora vertical sobresale en el fresado de una sola cara (por ejemplo, troqueles hundidos), pero está menos equipada para fresar en todos los lados de una pieza, lo que requiere una nueva configuración de sujeción.
2. Poder :Para piezas muy grandes y pesadas, las fresadoras verticales pueden tener problemas, especialmente las fresadoras de torreta que necesitan mover constantemente la pieza de trabajo.
3. Velocidad :Los molinos verticales son precisos pero pueden ser más lentos que una fresadora horizontal cuando se requiere una producción de gran volumen.

Fresado horizontal:pros y contras

A pesar del precio más alto, las fresadoras horizontales son la opción preferible para proyectos más complejos.

Ventajas

Las máquinas son más versátiles y pueden trabajar en más lados que las verticales. También son mejores para artículos más pesados ​​y en los que es deseable cortar una o más ranuras con un material. Los molinos horizontales también tienen una mayor propensión a crear ranuras.

Otros beneficios son:

1. Poder :La estabilidad del eje permite realizar cortes pesados, lo que permite una rápida eliminación de material en secciones grandes, incluso de materiales duros.
2. Velocidad :La eliminación rápida de material hace que los molinos horizontales sean ideales para la producción de alto volumen (de piezas relativamente simples).
3. Fresado en grupo :Las máquinas también pueden admitir cortadores adicionales para varias aplicaciones, particularmente para insertar ranuras de manera más eficiente. En ciertos molinos horizontales, las camas se pueden girar para permitir el fresado en múltiples ángulos en lugar de estrictamente en un plano horizontal. Este movimiento de la cama también agrega un poco más de versatilidad al arsenal de la máquina.
4. Limpieza de virutas: Las fresadoras horizontales también tienen una evacuación de viruta mucho mejor. Esto se reduce a la configuración que hace uso de la gravedad para dejar caer las virutas. Además, esto es más propicio para un mejor acabado superficial y una vida útil más larga de la herramienta.

Desventajas

En términos de inconvenientes, el más crítico es el mayor costo asociado con fresadoras horizontales.

1. Costos :Estos costos pueden llegar a ser de 3 a 4 veces mayores que los de los molinos verticales. Los HMC también pueden ser más difíciles de monitorear, con partes obstruidas y la vista del proyecto limitada por el diseño.
2. Complejidad :Una fresadora horizontal puede ser más difícil de manejar que una fresadora vertical.
3. Huella :Una fresadora horizontal ocupa más espacio que las fresadoras verticales, lo que las hace difíciles de instalar en talleres de máquinas más pequeños.

Torneado horizontal:pros y contras

Los centros de torneado horizontales suelen ser bastante flexibles y tienen camas más largas, lo que los hace más adecuados para piezas más largas como ejes. Esto les da una utilidad y versatilidad adicionales. También pueden usar piezas como alimentadores de barras y comúnmente tienen contrapuntos, que son raros en los tornos verticales.

Los centros de torneado horizontales existen desde hace más tiempo y, por lo tanto, la mayoría de las máquinas y los expertos tienden a operar con esta configuración. Esto también significa que hay una gran cantidad de información disponible sobre estas máquinas y sus operaciones específicas. La contratación y la formación tienden a orientarse hacia ello, lo que puede ser una ventaja de la propia máquina.

Las máquinas horizontales pueden ser limitadas. A la hora de mecanizar piezas cortas de gran diámetro, especialmente si son piezas pesadas, los centros de torneado verticales funcionan mejor. El flujo de virutas y la limpieza también son un problema con las configuraciones horizontales.

Torneado vertical:pros y contras

Esta configuración es particularmente beneficiosa para mecanizar objetos grandes, pesados ​​y cortos. El tirón hacia abajo de la gravedad contribuye a la colocación de la pieza de trabajo en la sujeción de trabajo. Otra ventaja es que la presencia de la gravedad aleja las virutas de la pieza de trabajo hacia la bandeja o el transportador.

Muchas piezas de automóviles se fabrican verticalmente y, por lo general, con un husillo doble. Un beneficio de eso es que tienes la gravedad trabajando para ti; cuando coloca la pieza en el mandril, se asienta sola.

Tener el husillo vertical, en lugar de horizontal, permite que el husillo se apoye 360°, lo que elimina la caída del husillo y aumenta el peso máximo permitido en el husillo. El soporte adicional también disipa las fuerzas de corte creadas por un corte pesado o interrumpido. La eliminación de la caída del husillo también permite capacidades para lograr una mejor planitud de la pieza y precisiones de perpendicularidad.

Los centros de torneado verticales también ocupan mucho menos espacio que sus hermanos horizontales, lo que permite a los talleres optimizar el espacio de piso. A menudo, un torno vertical puede ocupar la mitad del espacio que ocupa un torno horizontal, lo que puede darle una ventaja en talleres más pequeños.

Las máquinas verticales invertidas también son una opción, ya que pueden permitir una automatización integrada que no estaría disponible con la horizontal. Aquí, el husillo se acerca y recoge la pieza, mientras que en horizontal se necesita un robot o un pórtico para cargarla.

Las virutas pueden representar un problema para los tornos verticales y los centros de torneado si la pieza que se procesa es cóncava. Esto a menudo da como resultado que las virutas queden atrapadas internamente. Otro problema que puede surgir es que las virutas caigan en el propio husillo. Las medidas de protección y vigilancia deben ser eficaces.

¿Cómo elegir entre fresado vertical y fresado horizontal?

La elección de una fresadora vertical frente a una fresadora horizontal se reduce a factores como:

1. tamaño de la pieza
2. complejidad de la pieza
3. presupuesto
4. cantidad
5. disponibilidad de taller mecánico
6. material

Como regla general, el fresado vertical suele ser mejor para:

• partes detalladas
• piezas que solo necesitan trabajo en un lado,
• materiales más blandos
• piezas cotidianas para las que hay un presupuesto limitado

El fresado horizontal es mejor para:

• eliminación rápida de material
• piezas grandes y pesadas
• materiales más duros
• piezas que necesitan trabajo en varias caras
• operaciones que requieren herramientas de corte personalizadas o especializadas

En muchos casos, un taller de máquinas considerará su proyecto y determinará el mejor equipo para fresar.

Para obtener más información sobre los diferentes tipos de fresadoras y sus aplicaciones, consulta nuestra guía sobre qué es el fresado CNC y cómo funciona.

Nota final

También es importante tener en cuenta que también hay varios tipos de piezas adicionales y cabezales de corte que se pueden usar para modificar una fresadora horizontal para hacer fresado vertical, o viceversa. Esto puede servir como una solución más económica cuando un tipo de máquina se encuentra con un posible obstáculo.

Sin embargo, si bien estas herramientas son excelentes, siguen siendo una solución limitada en comparación con tener el dispositivo real a mano. Del mismo modo, los centros de torneado verticales invertidos también pueden ser algo a tener en cuenta, ya que pueden agregar automatización adicional al proceso.

Espero que la información que proporcionamos ayude. 3ERP ofrece servicios de fresado CNC y servicios de torneado CNC tanto para la creación rápida de prototipos como para la producción. Póngase en contacto con nuestros ingenieros si necesita más sugerencias de fabricación.