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Fräsen - Fräsen Grundlagen

Einteilung der Fräsverfahren

Fräsen

Aus den Forderungen nach effizientem Bearbeiten unterschiedlicher Werkstückgeometrien haben Fertigungstechniker zahlreiche Fräsverfahren entwickelt. Spezifiziert werden diese nach der Bewegung des Fräswerkzeugs relativ zum Bauteil und nach der Schnittgeschwindigkeit.

Während man bis vor einigen Jahrzehnten nur größere ebene Flächen und gerade Nuten durch Fräsen herstellen konnte, ist Fräsen heute ein universelles und effizientes Verfahren für alle Funktionsflächen – Profile, Radien, räumlich gekrümmte Flächen, Verzahnungen, Gewinde für die Einzel- und Serienfertigung sowie den Werkzeug- und Formenbau.

Die Fräsverfahren dominieren bei der Komplettbearbeitung prismatischer und gehäuseförmiger Teile. Funktionsflächen, wie Wendelnuten, Verzahnungen und Gewinde sind bei rotationssymmetrischen Werkstücken ebenfalls produktiv und qualitätssicher herstellbar.

Fräsverfahren für einfache, ebene und zylindrische Flächen

Planfräsen

Planfräsen dient der Herstellung ebener Flächen. Die Vorschubbewegung ist geradlinig und überwiegend senkrecht zur Drehbewegung des Werkzeuges. Unterschieden wird in Umfangs-, Stirnplan- und Stirn-Umfangs-Planfräsen.

Fräsverfahren für unterschiedliche Werkstückgeoemtrien

Rundfräsen

Das Rundfräsen findet unter bestimmten Bedingungen als Alternative zum Runddrehen seine Anwendung. Die Vorschubbewegung ist kreisförmig.

Unterschieden wird in:

  • Achsparalleles Drehfräsen, d. h. die Achsanordnung von Werkstück und Werkzeug ist parallel. Damit ist diese Verfahrensmodifikation für die Außen- und Innenbearbeitung geeignet.
  • Orthogonales- oder Stirndrehfräsen, d. h., die Achsanordnung ist senkrecht. Dieses Verfahren ist für die Außenbearbeitung geeignet.

Die Vorteile des Rundfräsens (bzw. Drehfräsens) gegenüber dem Runddrehen liegen beispielsweise in der geringeren thermischen Belastung der Schneiden und der Werkstückrandzone, in der einfacheren Späneentsorgung (keine Wirrspäne) und im verminderten Einsatz von Kühlschmiermitteln. Eine bedeutende wirtschaftliche Anwendung hat das Rundfräsen bei der Bearbeitung schwerer und unwuchtbehafteter Radsätze durch die Unterflurbearbeitung (ohne Ausbau der Radsätze, bis 16 to Achslast) gefunden.

Unterflurbearbeitung nach Niles-Simmons (Chemnitz)

Weitere Anwendungen sind in der Komplettbearbeitung schwerer Schmiedestücke mit speziellen Formelementen (z. B. Exzenterbearbeitung mit orthogonalem Drehfräsen) und in der Komplettbearbeitung von Extruderschnecken in einer Aufspannung zu finden.

Fräsverfahren für Profile und Verzahnungen

Schraubfräsen

Mit der beim Schraubfräsen üblichen wendelförmigen Vorschubbewegung können vor allem Schneckenräder und Gewinde hergestellt werden. Geeignet ist dieses Verfahren sowohl für Lang- als auch Kurzgewinde. Beim Kurzgewindefräsen ist zur Herstellung des Gewindes nur etwas mehr als eine Umdrehung des Werkstückes erforderlich (Voraussetzung ist ein mehrprofiliger Gewindefräser parallel zur Werkstückachse angeordnet und ein Vorschub entsprechend der Gewindesteigung). Diese Verfahrensmodifikation steht in Konkurrenz zum Gewindestrehlen.

Schnittvorgang und Spanbildung beim Außenwirbeln

Eine Sonderform des Schraubfräsens ist das Wirbeln. Das so genannte Wirbelwerkzeug hat beim Außenwirbeln nach innen gerichtete Schneiden (innenverzahnter Fräser). Das Werkzeug kreist dabei exzentrisch positioniert mit hoher Drehzahl um das sich langsam drehende Werkstück.

Sowohl Werkstückvorschub als auch Werkzeugträgervorschub werden entsprechend der Steigung der Schnecke kinematisch NC-gesteuert.

Die Vorteile des Verfahrens liegen vor allem in der hohen Produktivität, den geringen Rüst- und Werkzeugwechselzeiten sowie der problemlosen Späneentsorgung.

Verzahnen nach dem Profilverfahren

Wälzfräsen

Grundlegend für dieses Fräsverfahren ist, dass ein Fräswerkzeug mit Bezugsprofil während des Zerspanvorganges eine mit der Vorschubbewegung simultane Wälzbewegung ausführt. Trotz der großen Fortschritte in der spanlosen Formgebung hat das Wälzfräsen nach wie vor in der Bearbeitung von Verzahnungen seine Bedeutung, insbesondere in der flexiblen Fertigung im kleinen Stückzahlbereich bei hoher Variantenvielfalt.

Profilfräsen

Ähnlich wie beim Profildrehen bildet sich die Form (das Profil) des Fräsers im Werkstück ab. Es ist das wichtigste Verfahren zur Herstellung von Nuten beliebiger Form an prismatischen Werkstücken (z. B. T-Nuten). Des weiteren findet das Profilfräsen beim Fräsen von Verzahnungen mittels Scheiben- oder Fingerfräsern seine Anwendung.


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