Portalfräsmaschine: Ein vollständiger Überblick über ihre Struktur und Funktionsweise

1884 wurde erstmals die Portalfräsmaschine entwickelt. Die Einführung halbautomatischer Fräsmaschinen begann in den 1920er Jahren. Die Werkbank nutzte Stopper, um eine automatische Umstellung von Eilvorschub auf Eilvorschub durchzuführen.

Eine Portalfräsmaschine zeichnet sich unter den Werkzeugmaschinen durch ihre Doppelsäulenkonstruktion aus. Diese Maschine ist aufgrund der schnellen Bewegung des Portals besonders effektiv. In diesem Artikel werden die grundlegende Struktur, die Funktionen und die Verwendung erläutert. Wir werden auch besprechen, wie sich die Portalfräsmaschine von ihren Doppelsäulenverwandten unterscheidet.

Was ist eine Portalfräsmaschine?

Als Portalfräsmaschine wird eine Fräsmaschine mit horizontalem Langbett und Portalrahmen bezeichnet.

Auf der Portalfräsmaschine können mehrere Fräser gleichzeitig zur Oberflächenbearbeitung eingesetzt werden. Die Bearbeitungspräzision und die Produktionseffizienz sind beide relativ hoch. Sie eignet sich auch für große Werkstücke mit ebenen und abgeschrägten Oberflächen in der Serien- und Massenfertigung.

Eine Portalfräsmaschine kann auch mit einigen einzigartigen Komponenten und Oberflächen arbeiten. Portalfräsmaschinen gibt es derzeit in mehreren Varianten, die sich ideal für verschiedene Werkstücke eignen.

Aufbau einer Portalfräsmaschine

Der Aufbau der Portalfräse ist recht unkompliziert. Sie besteht aus dem Arbeitstisch und der Portalfräse sowie zwei Stützsäulen. Der Arbeitstisch ermöglicht die Installation von Werkstückspannvorrichtungen wie Backenfuttern, Schraubstöcken usw. Die Bearbeitungsspindel befindet sich in der Portalfräse.

Die Spindel wird durch das Antriebssystem des Portals bewegt und angetrieben, das im Allgemeinen ein Motor ist. Das Portal (Y-Achse) und die Längsachse (X-Achse) des Arbeitstisches sind beide frei beweglich, ebenso wie die Spindel. Eine typische Portalfräse umfasst daher zwei oder mehr Bearbeitungsachsen.

Der Tisch der Portalfräsmaschine ist über Befestigungselemente am Bett angebracht und das Bett verfügt über eine Führungsschiene für die X-Achse.

Die Oberseite der Arbeitsstation hat eine Portalstruktur. Ein Portalwagen ist ebenfalls Teil des Portals und ist an der X-Achsenschiene befestigt. Am Portal ist die Z-Achsen-Führungsschiene installiert. Ein Z-Achsenwagen ist im Lieferumfang eines Balkens enthalten. Der Z-Achsenwagen klemmt den Balken beweglich an die Z-Achsenführung. Auf dem Balken ist auch eine Y-Achsen-Führungsschiene angebracht.

Die Portalstruktur wird dank der Platzierung des Fräswerkzeugs der Portalfräsmaschine auf der Führungsschiene der Y-Achse unter der Steuerung des numerischen Steuerungssystems einer dreidimensionalen Raumfräsbearbeitung in X-, Y- und Z-Richtung unterzogen.

Mehrachsenfähigkeit der Portalfräsmaschine

Eine Portalmaschine hat heutzutage mehr als zwei Achsen. Die Fähigkeit einer Maschine, komplizierte Schnitte an einem Werkstück vorzunehmen, steigt mit der Anzahl der Achsen, die sie besitzt. Eine Portalmaschine hat nur eine Spindel und die Achsen werden ausschließlich vom Fräser versorgt, im Gegensatz zu vertikalen oder horizontalen Bearbeitungszentren, die viele Spindeln verwenden, um eine mehrachsige Bearbeitung zu ermöglichen.

Die Drehung der Spindel um die vertikale Achse erzeugt am häufigsten die dritte Achse. Sie ermöglicht es dem Schneidwerkzeug, eine Stelle schneller zu bestimmen. Das Schwingkopfdesign ermöglicht die vierte Achse. Zum Schneiden der Seiten des Werkstücks kann die Spindel um bis zu 90 Grad geschwenkt werden. Ein kippbarer Drehtisch kann diese beiden Achsen ebenfalls erreichen. Die Drehachse wird als fünfte Achse bezeichnet, wenn die Spindel schwenkt.

Schnellwechsel-Werkzeugsystem einer modernen Portalfräsmaschine

Die Stärke einer modernen Portalfräsmaschine liegt in ihrer Fähigkeit, frei in verschiedenen Winkeln zu bearbeiten, sowie in den Anbaugeräten, die ihre Produktivität steigern. Das Schnellwechselsystem für Werkzeuge ist eine unverzichtbare Ausstattung.

Schnellwechselwerkzeug ist der Fachbegriff für ein Schnellwechselwerkzeugsystem. Es handelt sich dabei um ein automatisches modulares System, das einen schnellen Werkzeugwechsel an Maschinen ermöglicht. Die Maschine kann mit minimalem Zeitverlust zwischen den Vorgängen wechseln, was nützlich ist. Wie wir alle wissen, bedeuten reduzierte Maschinenausfallzeiten eine höhere Produktivität.

Was ist der Unterschied zwischen Portal- und Brückenfräsmaschinen?

Die Begriffe „Portalfräsmaschine“ und „Brückenfräsmaschine“ werden oft synonym verwendet, da sie sich beide auf einen Fräsmaschinentyp mit brückenartiger Struktur beziehen. Allerdings kann es zwischen den beiden Begriffen je nach Kontext und spezifischem Design einige geringfügige Unterschiede geben.

Im Allgemeinen verfügen sowohl Portal- als auch Brückenfräsmaschinen über eine Brücken- oder Portalstruktur, die den Arbeitstisch überspannt und die Bewegung des Schneidwerkzeugs stützt und führt. Hier sind einige wichtige Merkmale und Unterschiede, die Sie berücksichtigen sollten:

1. Aufbau: Portalfräsmaschinen haben normalerweise zwei Stützsäulen auf beiden Seiten des Arbeitstisches, die durch einen Querträger oder eine Brücke verbunden sind. Diese Konstruktion sorgt für hohe Stabilität und Steifigkeit. Brückenfräsmaschinen hingegen haben normalerweise eine oder mehrere Säulen an den Enden des Arbeitstisches, die durch eine Brücke verbunden sind. Diese Konstruktion bietet eine gute Zugänglichkeit zum Werkstück von den Seiten.
2. Größe und Kapazität: Portalfräsmaschinen sind in der Regel größer und können aufgrund ihrer robusten Struktur schwerere Werkstücke bearbeiten. Sie werden häufig zur Bearbeitung großer Komponenten wie Luft- und Raumfahrtteilen oder Formen verwendet. Brückenfräsmaschinen können zwar auch große Werkstücke bearbeiten, benötigen jedoch möglicherweise weniger Stellfläche und werden häufig für mittelgroße Teile verwendet.
3. Flexibilität: Portalfräsmaschinen bieten in der Regel mehr Flexibilität hinsichtlich Werkstückgröße und -form. Das Design ermöglicht mehrere Bewegungsachsen, darunter X-, Y- und Z-Achsen sowie mögliche zusätzliche Achsen zum Drehen oder Neigen. Portalfräsmaschinen haben möglicherweise einen eingeschränkteren Bewegungsbereich, bieten aber dennoch Vielseitigkeit für eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen.
4. Anwendung: Portalfräsmaschinen werden häufig in Schwerindustrien wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und dem Schiffbau eingesetzt, wo Präzision und Stabilität entscheidend sind. Brückenfräsmaschinen werden auch in ähnlichen Branchen eingesetzt, finden aber möglicherweise mehr Anwendung in der allgemeinen Bearbeitung, im Werkzeug- und Formenbau und in der Produktion kleinerer Stückzahlen.

Funktionsweise einer Portalfräsmaschine

Eine Portalfräsmaschine kann eine Vielzahl von Aufgaben ausführen, wie z. B. Fräsen, Planfräsen, Bohren, Gewindeschneiden und Reiben. Dies unterscheidet eine Portalmaschine nicht von einer normalen Fräsmaschine.

Dennoch ermöglichen Portalfräsmaschinen aufgrund ihrer Bettgröße das Schneiden größerer, längerer und schwererer Werkstücke. Sie bearbeiten häufig Objekte mit Abmessungen im Meterbereich, einschließlich Länge, Breite und Gewicht. Da die Herstellung großformatiger Matrizen und Formen für die Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Militär-/Verteidigungsindustrie von entscheidender Bedeutung ist, ist diese Eigenschaft von Vorteil.

Abschluss

Die Portalfräsmaschine ist ausreichend robust, leistungsstark, einfach zu bedienen und bietet eine umfassende Leistung. Die spezifischen Leistungsmerkmale hängen stark von der verwendeten Technologie ab und variieren je nach Art, Modell und Hersteller.

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