Fräsen

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aktualisiert am 21.11.2019 - 15:19:33
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Fräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren. Mittels eines rotierenden Fräswerkzeug lassen sich bei dem spanenden Verfahren fest eingespannte Werkstücke aus Holz, Kunststoff und Metall fräsen. Das Material wird vom Rohteil als Späne entfernt. (P)

Frage / Defintion: Was ist fräsen?
Auch oft gesucht: Fräsverfahren, CNC-Fräsen



Was ist Fräsen?

Das Fräswerkzeug dreht sich um die eigene Achse und entfernt so das Material. Beim Fräsen erfolgt die Vorschubbewegung senkrecht oder schräg zur Rotationsachse des Werkzeuges. Die Vorschubbewegung kann dabei manuell oder automatisch erfolgen. Die Richtung wird in verschiedenen Achsen angegeben. Die Grundachsen sind X, Y und Z. Mittlerweile gibt es Maschinen mit mehreren Achsen wie A (Drehung von X), B (Drehung von Y); und C (Dreheung von Z). Die Abgrenzung zum Drehen besteht darin, dass das Werkstück rotiert. In der DIN 8589 wird Fräsen als Spanen mit kreisförmiger, dem Werkzeug zugeordneter Schnittbewegung und beliebiger Vorschubbewegung definiert. Dabei bleibt die Drehachse der Schnittbewegung in ihrer Lage zum Werkstück, ungeachtet der Vorschubbewegung.

Was bedeutet Schnittgeschwindigkeit? Sollte relativ hoch gehalten werden, damit die Fertigung ohne Rattern gewährleistet wird.

Was sagt die Vorschubbewegung aus? Damit wird die Schneidbelastung und Oberflächengüte bestimmt. Je größer der Vorschub, desto größer wird der Werkzeugverschleiß und die Schnittkraft.

Fräsverfahren

Grundlagen zum Fräsen und Fräsverfahren



Einteilung nach Laufrichtung

Beim Fräsen muss nach der Laufrichtung unterteilt werden, Das bedeutet, es muss festgestellt werden wie beim Schnitt ins Werkstück sich die Werkzeugumlaufrichtung zur Vorschublaufrichtung verhält. Unterteilt wird dann in:

Gegenlauffräsen

Die Wirkbewegung des Fräsers und der Vorschub sind gegeneinander gerichtet. Dieses Verfahren ist bei den meisten Maschinen der Standard. Dabei bildet sich ein verdickender Span (Kommaspan) vom Eintrittspunkt zum Austrittspunkt der Schneide. Die zunehmende Spandicke sorgt für eine ungleiche Belastung der Maschine, die zu Vibrationen führen. Außerdem nimmt der Kraftaufwand zu, da beim Eintritt nur wenig Material abgenommen werden muss und kurz vor dem Austritt der maximale Kraftaufwand erreicht wird. Die gefrästen Flächen weisen eine glatte aber wellige Struktur auf, da durch den hohen Druck ein starker Verschleiß an den Freiflächen der Schneiden entsteht. Das Gegenlauffräsen ist dann sinnvoll, wenn Werkstücke harte oder verschleißende Randzonen aufweisen.

Gleichlauffräsen

Anders als beim Gegenlauffräsen sind die Wirkbewegung des Fräsers und der Vorschub gleichgerichtet. Dieses Verfahren verlangt recht spielfreie Führungen und Spindeln. Im Vergleich zum Gegenlauffräsen ist die Kraft beim Gleichlauffräsen zu Beginn am größten und nimmt dann kontinuierlich ab. Der Span wird während des Vorgangs immer dünner und wird am ende nur noch abgeschält. Bei diesem Verfahren hat das Werkstück eine glatte Oberfläche.Durch den geringeren Verschleiß kann bei diesem Verfahren die Vorschubgeschwindigkeit um ca. 50 % erhöht werden.

Einteilung nach DIN 8589

Die DIN 8589 definiert die Einteilung und Definition der spanenden Fertigungsverfahren.

Stirnfräsen

Beim Stirnfräsen gibt es keine Unterscheidung bezüglich Gegen- und Gleichlauffräsen. Beim Stirn-Umfangsfräsen gibt es jedoch wieder die Unterscheidung.

Planfräsen

Das Planfräsen wird am häufigsten angewendet und dient der Herstellung von ebenen Flächen wie Absätzen, Dichtungsflächen, ... Dieses Verfahren wird unterteilt in Umfangs-Planfräsen, Stirn-Planfräsen und Stirn-Umfangsplanfräsen.

Rundfräsen

Beim Rundfräsen werden runde (kreiszylindrische) Flächen erzeugt. Das Verfahren wird auch wieder aufgeteilt in Umfangs-Rundfräsen, Stirn-Rundfräsen und Stirn-Umfangs-Rundfräsen.

Formfräsen

Beim Formfräsen können beliebige ebene und räumliche Flächen hergestellt werden. Formfräsen wird unterteilt in Freifromfräsen, Nachformfräsen, NC-Formfräsen und kinematisches Formfräsen.

Schraubfräsen

Gewinde, Spindeln und Zylinderschnecken werden mit dem Schraubfräsen hergestellt. Das zu erstellende Werkstück wird entweder durch Langgewinde-Schraubfräsen oder Kurzgewinde-Schraubfräsen hergestellt.

Wälzfräsen

Wälzfräsen mit einer Universal Fräsmaschine


Zur Herstellung von Walzflächen wie Verzahnungen an Zahnrädern wird das Walzfräsen eingesetzt.

Profilfräsen

Beim Profilfräsen werden Negative der zu erstellenden Form hergestellt, um das Werkzeug daraus zu erstellen. Dazu zählen T-Nuten, Span-Nuten oder umlaufende Nuten. Anhängig von der Vorschubbewegung werden runde oder gerade Formen erstellt. Das Profilfräsen wird unterteilt in

  • Längs-Profilfräsen
  • Rund-Profilfräsen
  • Form-Profilfräsen
  • Profilfräsen mit Fräskette

Werkstoffe

Beim Fräsen können Werkstücke aus Kunststoff, Metall und Holz bearbeitet werden. Holz wird mit hoher Schnittgeschwindigkeit und ohne Kühlschmierstoff gefräst.

CNC-Fräsen

Neben dem konventionellen Fräsen gibt es das CNC-Fräsen, das computergesteuert wird.

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