Fräsen

Bestimmt hast du schon einmal gefräst, denn Fräsen ist eines der wichtigsten spanenden Trennverfahren!

Aber was ist Fräsen überhaupt? Welche Fräsverfahren gibt es? Und was sind die Zerspanungsgrößen?

simpleclub hilft dir, das Thema Fräsen schnell zu verstehen.

Fräsen ist ein spanendes Trennverfahren bei dem ebene Flächen oder Konturen hergestellt werden. Die Schnittbewegung erfolgt durch den rotierenden Fräser.


Zerspanungsgrößen

Die Spanabnahme erfolgt durch...

  • die kreisförmige Schnittbewegung des Fräsers
  • die gradlinige und stetige Vorschubbewegung des Werkstücks

Schnittbewegung

Die Schnittbewegung ist charakterisiert durch die Schnittgeschwindigkeit und Schnittrichtung.

Die Schnittgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit am äußeren Umfang des Fräsers.

Vorschubgeschwindigkeit

Die Vorschubbewegung wird charakterisiert durch die Vorschubrichtung und Vorschubgeschwindigkeit. Die Vorschubgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit mit der sich die Achse des Fräsers bei der Bearbeitung in Vorschubrichtung bewegt. Der Zahnvorschub f_zfzf_z ist dadurch gekennzeichnet wie viel Material ein Zahn des Fräsers abnimmt.

Spanabnahme
Zahnvorschub

Fräsverfahren

Fräsverfahren werden nach Form der zu erzeugenden Fläche, nach Lage der Schneiden zur Vorschubbewegung und nach dem Zusammenwirken von Schnitt- und Vorschubbewegung unterschieden.

Form der zu erzeugenden Fläche

Fräsverfahren unterscheiden sich nach der Form der zu erzeugenden Fläche. Dazu gehören Planfräsen, Rundfräsen und Profilfräsen.

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A: Planfräsen

Beim Planfräsen werden ebene Flächen gefertigt.

B: Rundfräsen

Wie der Name verrät, entstehen runde Flächen.

C: Profilfräsen

Beim Profilfräsen wird die Form des Werkzeugs auf das Werkstück übertragen, im Beispiel oben ist es eine Prismen-Form.

Lage der Schneiden zur Vorschubbewegung

Je nachdem, ob die Spanabnahme an der Stirnseite und oder am Umfang stattfindet, werden Fräsverfahren in Stirnfräsen, Stirn-Umfangsfräsen und Umfangsfräsen unterteilt.

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A: Planfräsen durch Stirnfräsen

Spanabnahme erfolgt an der Stirnseite des Walzenstirnfräsers.

B: Planfräsen durch Stirn-Umfangsfräsen

Die Spanabnahme erfolgt am Umfang und an der Sirnseite des Walzenstirnfräsers.

C: Planfräsen durch Umfangsfräsen

Spanabnahme erfolgt am Umfang des Walzenfräsers.

Zusammenwirken von Schnitt- und Vorschubbewegung

Nach dem Zusammenwirken von Schnitt- und Vorschubbewegung unterscheiden sich die Fräsverfahren in Gegenlauffräsen und Gleichlauffräsen.

Gegenlauffräsen

Vorschub und Schnittbewegung wirken entgegengesetzt.
Einfach zu merken: Fräser schaufelt den Span ab.
Beim Gegenlauffräsen dringt der Fräszahn nicht direkt in den Werkstoff ein. Das Ganze passiert erst allmählich.

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Gleichlauffräsen

Schnittbewegung und Vorschub wirken in die gleiche Richtung. Einfach zu merken: Fräser „frisst“ sich ins Werkstück.

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Fräswerkzeuge

Häufig verwendete Fräswerkzeuge sind Schaftfräser sowie Plan- und Eckfräsköpfe.

Schaftfräser

Schaftfräser dienen vorwiegend zur Bearbeitung kleiner Flächen, Nuten, Langlöcher und Taschen. Unterschieden werden sie nach Ein- und Mehrschneider...

Einschneider

Mehrschneider

  • Haben eine Schneide
  • Haben einen sehr großen Spanraum
  • Werden für weiche Werkstoffe (z.B. unverstärkte Kunstoffe und Aluminium) verwendet
  • Haben Zwei oder mehrere Schneiden
  • Werden für härtere Werkstoffe eingesetzt

...und nach Lage der Schneiden mit Zentrumsschnitt und ohne Zentrumsschnitt.

Schaftfräser ohne Zentrumsschnitt

Schaftfräser mit Zentrumsschnitt

  • Schneiden reichen nicht über die Fräsermitte
  • Können nur außerhalb des Werkstücks auf Tiefe zustellen
  • Mindestens eine Schneide reicht über die Fräsermitte
  • Senkrechtes Eintauchen in das Werkstüück möglich
A: ohne Zentrumsschnitt
B: mit Zentrumsschnitt
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Plan- und Eckfräsköpfe

Zum Plan- und Eckfräsen werden Messerköpfe verwendet. Der Werkstoff wird mit der Hauptschneide zerspant.

Planfräsköpfe werden zur Herstellung von ebenen Flächen verwendet. Daher haben sie einen kleinen Einstellwinkel, um die Kraft auf die Schneiden klein zuhalten.

Eckfräsköpfe dienen neben der Erzeugung ebener Flächen gleichzeitig zur Fertigung senkrechter Flächen. Der Einstellwinkel bei Eckfräsköpfen beträgt 90°.

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Gut zu wissen für die Prüfung

Vorteile von Stirn-Planfräsern gegenüber Umfangs-Planfräsen

Dadurch, dass beim Plan-Stirn Fräsen stets mehrere Zähne gleichzeitig im Eingriff sind, ist ein ruhiger Lauf gegeben und damit ist auch der Kraftausgleich für Gleich- und Gegenlauffräsen möglich.

  • Große Werkzeugsteifigkeitgrößere Kräfte werden übertragen

  • Einfache Einsatz von Wendeschneidplattenhöhere Schnittgeschwindigkeit.

  • Große mittlere Spanungsdicke → Stirn-Planfräsen hat ein hohes Zeitspanungsvolumen.

Vorteile beim Umfangsfräsen von Gleichlauffräsen gegenüber dem Gegenlauffräsen

Das Werkstück wird beim Gleichlauffräsen auf die Unterlage gedrückt. Der Fräser frisst sich quasi in das Werkstück. Die Spandicke und die Schnittkraft sind demnach beim Eintritt des Fräszahns in das Werkstück am größten und verringern sich während dem Schnittvorgang: deshalb erhält das Werkstück eine hohe Werkstückoberfläche.

Beim Gegenlauffräsen wird das Werkstück hochgezogen. Der Span wird quasi weggeschaufelt. Dadurch ist die Spandicke und die Schnittkraft am Ende des Schnittvorgangs am größten. Die Freifläche des Fräszahns gleitet beim Eintritt des Fräszahns ins Werkstück über die Oberfläche. Dadurch findet ein erhöhter Freiflächenverschleiß statt.

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