Fräsen
Letzter Autor: induux Redaktion
Fräsen oder auch das "Fräsverfahren" ist eine Spanung mittels eines rotierenden Fräswerkzeugs für Werkstücke aus Holz, Kunststoff und Metall. Bei diesem Fertigungsverfahren wird das Material vom Rohteil als Späne entfernt.
Siehe auch CNC-Fräse.
Fräsen wird als Spanen mit kreisförmiger, dem Werkzeug zugeordneter Schnittbewegung und beliebiger Vorschubbewegung definiert. Dabei bleibt die Drehachse der Schnittbewegung in ihrer Lage zum Werkstück unabhängig von der Vorschubbewegung. Beim Fräsen dreht sich das Werkzeug um die eigene Achse und wird bei senkrechter oder zur Rotationsachse schräg gesetzten Vorschubbewegung bedient und somit das Material entfernt.
Die Vorschubbewegung kann dabei manuell oder automatisch erfolgen, wobei die Richtung in verschiedenen Achsen angegeben werden kann. 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 (Drehung von Z). Die Abgrenzung zum Drehen besteht darin, dass das Werkstück rotiert.
Was bedeutet Schnittgeschwindigkeit? Holz wird mit hoher Schnittgeschwindigkeit und ohne Kühlschmierstoff gefräst. Je höher die Schnittgeschwindigkeit, desto größer die Stabilität.
Was sagt die Vorschubbewegung aus? Die Schneidbelastung und Oberflächengüte werden bestimmt. Die Größe der Vorschubbewegung wirkt sich auf den Werkzeugverschleiß und die Schnittkraft aus.
Welche Fräsen-Arten gibt es?
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 gleichmäßig gerichtet. 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. Die Verfahren bestehen aus Umfangs-Rundfräsen, Stirn-Rundfräsen und Stirn-Umfangs-Rundfräsen.
Formfräsen
Beim Formfräsen können beliebige ebene und räumliche Flächen hergestellt werden. Formfräsen wird unterteilt in Freiformfräsen, 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.
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
Wälzfräsen
Zur Herstellung von Walzflächen wie Verzahnungen an Zahnrädern wird das Walzfräsen eingesetzt.