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Fräsen – Die Grundlagen für Einsteiger Teil 1

Dieser Artikel soll dir die Grundlagen des Fräsen Schritt für Schritt näher bringen. Die Informationen und Hilfestellungen richten sich in der Praxis hierbei an Heimwerker & Modellbauer. Im ersten Teil soll es um das Verfahren Fräsen, den Aufbau einer Fräsmaschine und die verschiedenen Fräswerkzeuge gehen.

Inhaltsverzeichnis

  1. Aufbau & Funktion einer Fräsmaschine
  2. Fräser – Arten & Verwendungen
  3. Fräsverfahren
ein Schaftfräser

Was ist Fräsen ?

Fräsen zählt zu den spanenden Bearbeitungsverfahren, welches durch Verwendung eines mehrschneidigen Werkzeuges (dem Fräser) ausgeführt wird. Beim Fräsen nimmt der Fräser durch rotierende Bewegungen Späne am Werkstück ab. Da die Schneiden des Fräsers nicht ständig im Eingriff sind, kann keine gleichbleibende Zerspankraft erreicht werden. Der Vorschub und die Zustellbewegung werden meist vom Maschinentisch ausgeführt, dies kann jedoch je nach Fräsmaschine variieren.

Wozu dient das Fräsen von Bauteilen ?

Das Fräsen dient dem Herstellen von Ebenen und Form-veränderten Flächen an Werkstücken. Die Arbeiten werden an einer Fräsmaschine durchgeführt. Durch die große Vielfalt an unterschiedlichen Fräsern und neuesten Maschinen, ist es möglich, komplexe Bauteile zu fertigen. Das Herstellen von Nuten, Taschen, Radien, Zapfen und Prismen sind nur wenige der vielen Bearbeitungsmöglichkeiten beim Fräsen.

Aufbau & Funktionen einer Fräsmaschine

Aufbau einer Fräsmaschine
Aufbau einer Fräsmaschine
  1. Werkzeugspindel
  2. Fräskopf
  3. Ständer / Gehäuse
  4. Frästisch
  5. Vorschub
  6. Handrad Y-Achse
  7. Bedieneinheit
  8. Handrad X-Achse
  9. Maschinenfuß
  10. Schaltschrank

Fräsmaschinen dienen der spanenden Bearbeitung von Bauteilen verschiedener Formen, Größen & Werkstoffe. Die Vielzahl an unterschiedlichen Fräsmaschinen-Bauformen & Ausführungen, sowie eine große Auswahl an unterschiedlichen Fräsern, ermöglichen es komplexe Bauteile zu fertigen.

Fräsmaschinen eignen sich für Heimwerker & Modellbauer, die maßgenaue und präzise Bauteile fertigen wollen.

Die Auswahl einer passenden Fräsmaschine will gut geplant sein. Einen Ratgeber Beitrag für Einsteiger zum Kauf einer Fräsmaschine findest du hier.

Fräser – Arten & Verwendungen

Fräser sind mehrschneidige Werkzeuge, welche sich um die eigene Achse drehen und durch ihre rotierenden Bewegungen Späne am Werkstück abtragen. Die Schneiden eines Fräsers sind nicht ständig im Eingriff, was eine variierende Zerspankraft zur Folge hat. Zu den wichtigen Fräsern für Heimwerker gehören die Schaftfräser, Langlochfräser, Messerköpfe und Walzenstirnfräser.

Schaftfräser

Charakteristisch für Schaftfräser ist, dass die Schneidfläche und Spannfläche aus einem Stück bestehen. Die Ausführung des Schaft’s kann zylindrisch oder kegelig sein. Ein weiteres Merkmal ist, dass die Aufnahme des Fräsers mithilfe eines Spanndornes über den Schaft erfolgt.

Verwendungszweck: Umfangsfräsen, Nuten, Absätze, Taschen

Schaftfräser im Einsatz
Messerkopf im Einsatz
Messerkopf im Eingriff

Messerkopf

Bei einem Messerkopf handelt es sich um einen Fräsaufsatz mit Wendeschneidplatten. Sie erlauben eine hohe Schnittgeschwindigkeit und einen hohen Vorschub, wodurch sich in relativ geringer Zeit große Mengen Material abtragen lassen. Verwendet werden Messerkopf-Fräser zum Fräsen planebener Flächen an Bauteilen.

Verwendungszweck: Planfräsen, viel Material abtragen

Walzenstirnfräser

Walzenstirnfräser gehören zu den Wendelgezahnten Fräsern. Sie können sowohl mit der Hauptschneide, als auch mit der Nebenschneide Material abtragen. Somit lassen sie sich zum Umfangsfräsen, Stirnfräsen & Umfangsstirnfräsen verwenden.

Verwendungszweck: Umfangsstirnfräsen, Stirnfräsen, Umfangsfräsen

Fräsverfahren

Sucht man im Internet nach den verschiedenen Fräsverfahren, findet man eine Vielzahl unterschiedlicher Einteilungen, die ein teils irreführendes Bild erzeugen. Jede Website scheint eine unterschiedliche Einteilung der verschiedenen Verfahren vorzunehmen. In diesem Beitrag sollen nur die für Einsteiger relevanten Fräsverfahren vorgestellt werden. Auf Repetico.de findest du dazu eine >> bildliche Darstellung der Fräsverfahren . Dort werden auch die Verfahren dargestellt, auf die an dieser Stelle näher eingegangen werden soll.

Umfangsfräsen

Beim Umfangsfräsen tragen die Hauptschneiden, die an der Mantelfläche des Fräsers liegen das Material vom Werkstück ab. Die Achse der Fräse läuft somit parallel zur gefrästen Fläche. Beim Umfangsfräsen unterscheidet man zwischen Gegenlauffräsen & Gleichlauffräsen.

Beim Gegenlauffräsen rotiert der Fräser entgegen der Vorschubrichtung des Werkstückes. Die Schnittkraft steigt mit der Spanbildung an. Die plötzlich nachlassende Schnittkraft, durch reißen des Spans führt dazu, dass es zu Schwingungen des Fräsers und damit zu Rattermarken im Werkstück kommt.

Beim Gleichlauffräsen rotiert der Fräser in Richtung der Vorschubbewegung. Die Schnittkraft ist beim Eindringen der Schneide in das Werkstück am größten und nimmt mit der immer kleiner werdenden Spandicke ab. Die Entstehung von Rattermarken ist beim Gleichlauffräsen gering, da die Fräserschneide die Oberfläche glättet.

Stirnfräsen

Beim Stirnfräsen sind sowohl die Haupt- als auch Nebenschneide im Eingriff. Dabei drehen sie sich bei einem Durchgang sowohl im Gegenlauf als auch im Gleichlauf. Im Gegenlauf nimmt die Spandicke und somit auch die Schnittkräfte zu. Ab dem Punkt wo die Schneiden in den Gleichlauf übergehen, nimmt die Spandicke wieder ab und somit auch die Schnittkräfte. Die Schnittkräfte gleichen sich somit aus und der Fräsvorgang verläuft ruhig.

Unterschied: Schrupp- & Schlichtfräsen

Schlichten beschreibt die Feinbearbeitung beim Fräsen. Ziel ist eine bestimmte Oberflächengüte und Maßgenauigkeit zu erreichen. Eine geringe Schnitttiefe und auf den Schlichtvorgang ausgerichtete Schnittwerte sind hier ausschlaggebende Punkte. Ebenso kann die Verwendung von Schlichtfräsern zielführend sein.

Schlichten = Feinbearbeitung -> Ziel: Oberflächengüte & Maßgenauigkeit

Schruppen beschreibt die Grobbearbeitung beim Fräsen. Ziel ist es hier in möglichst geringer Zeit viel Material abzutragen. Die Oberflächengüte und Maßgenauigkeit spielt hier eine geringe Rolle, da diese mit dem darauffolgenden Schlichtvorgang realisiert werden. Beim Schruppen werden andere Schnittwerte verwendet. Unter Anderem höhere Schnitttiefen und Schnittgeschwindigkeiten. Die daraus resultierenden hohen Schnittkräfte können durch Verwendung eines Schruppfräsers reduziert werden.

Schruppen = Grobbearbeitung -> Ziel: Viel Material in kurzer Zeit abtragen