CNC-Fräsen ist ein wichtiges Verfahren der spanenden Bearbeitung. Dabei kommen verschiedene Arten von Fräsern zum Einsatz, also grundlegende Mehrschneiden-Fräswerkzeuge. Dieses CNC-Bearbeitungsverfahren wird beim Bearbeiten von Flächen, beim Schneiden von Gewinden, beim Herstellen von Nuten oder Zahnrädern verwendet. Alle diese Tätigkeiten werden mit Fräsmaschinen durchgeführt, die mit entsprechenden Fräsern ausgestattet sind.
Was sind CNC-Fräser?
CNC-Fräser sind Zerspanungswerkzeuge, die zum Fräsen von ebenen und geformten Flächen im zu bearbeitenden Material verwendet werden. Sie können nach ihrer Form, der Geometrie ihrer Schneiden sowie nach dem Material, aus dem sie hergestellt sind, unterschieden werden. Das Material selbst und die Art der Beschichtung sind sehr wichtig, da sie die sogenannte Zerspanbarkeit und die Effizienz des Bearbeitungsprozesses beeinflussen. Unter dem Begriff Zerspanbarkeit versteht man die Fähigkeit des Werkzeugs, bestimmte Materialien zu zerspanen.
Die verschiedenen Arten von CNC-Fräsern unterscheiden sich in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften je nach dem Material, aus dem sie hergestellt sind. Eine ihrer grundlegenden Eigenschaften ist die Härte, die deutlich über der des zu bearbeitenden Materials liegen sollte. Dies ist beispielsweise bei der Bearbeitung von Metallen sehr wichtig. Darüber hinaus sollten Fräser unter anderem folgende Eigenschaften aufweisen: hohe Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und deren Schwankungen während des Fräsens sowie hohe Verschleißfestigkeit.
Arten von Fräsern – grundlegende Unterteilungen
Arten von Fräsern für Metall, Kunststoff oder Holz können nach verschiedenen Parametern klassifiziert werden. Hier stellen wir die charakteristischsten davon vor.
Fräser nach Form
CNC-Fräser können unter Berücksichtigung ihrer Form in verschiedene Typen unterteilt werden. Als Haupttypen können folgende Fräswerkzeuge genannt werden:
- Walzenfräser, die zum Formen von ebenen Flächen verwendet werden. Ihre spiralförmigen Schneiden befinden sich auf der Außenfläche der Walze.
- Frontfräser, deren Schneide an der Stirnfläche angebracht ist,
- Zylinder-Frontfräser, die sich durch eine Schneide an der Seiten- und Stirnfläche auszeichnen,
- Schaftfräser, sogenannte Fingerfräser, die zum Fräsen von Nuten oder Kanälen an Seitenflächen verwendet werden. Kugelförmige Fingerfräser werden zur Bearbeitung komplexer Flächen eingesetzt.
Aufgrund ihrer Form lassen sich Fräser auch wie folgt unterscheiden: Schneckenfräser, Modulfräser, Scheibenfräser, Winkel- und Formfräser sowie Gewindefräser.
Fräser nach Schneidengeometrie
Fräswerkzeuge lassen sich unter Berücksichtigung der Schneidengeometrie in folgende Fräser unterteilen:
- Winkel- und Trapezfräser zum Fräsen von Winkel- und Trapeznuten,
- Zylinderfräser zum Bearbeiten verschiedener Arten von Oberflächen,
- Zylinder-Stirnfräser zum Bearbeiten verschiedener Flächen, einschließlich Kanten,
- Einseitenfräser zum Schneiden,
- Dreiseiten-Scheibenfräser mit geraden Schneiden und Dreiseiten-Scheibenfräser mit alternierenden Schneiden, die zum Erzeugen von geradlinigen Nuten dienen.
Fräser nach Materialien
Die Materialien, aus denen Fräswerkzeuge hergestellt werden, sind sehr vielfältig und jedes hat einen anderen Verwendungszweck. Unter ihnen lassen sich folgende Fräser unterscheiden:
- aus Schnellarbeitsstahl – sie zeichnen sich durch eine hohe Beständigkeit gegen dynamische und Stoßbelastungen aus und werden bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten eingesetzt,
- aus Hartmetall – sie zeichnen sich durch eine sehr hohe Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit aus,
- aus Keramik – sie werden zum Fräsen von gehärtetem Gusseisen und gehärtetem Stahl verwendet. Dieses Material ist spröder als Hartmetall,
- Diamantfräser – zeichnen sich durch eine sehr hohe Widerstandsfähigkeit aus. Aus diesem Grund werden sie vor allem zur Bearbeitung von Nichteisenmetallen und Laminaten verwendet. Fräser mit Diamantplatte können zum Fräsen mit sehr hoher Geschwindigkeit verwendet werden.
Arten von Fräsern nach anderen Kriterien
Neben den oben genannten Kriterien können CNC-Fräser beispielsweise nach folgenden Kriterien unterteilt werden:
- Verwendungszweck (für die Bearbeitung von ebenen Flächen, für Nuten, für Gewinde, für Zahnräder, zum Vertiefen usw.),
- Befestigungsart – aufsteckbar und mit Schaft,
- Arbeitsrichtung – rechtsdrehend und linksdrehend,
- Art der Schneiden (mit geraden Schneiden, mit spiralförmigen Schneiden oder mit wechselseitigen Schneiden).
Natürlich darf man die grundlegende Einteilung der Fräser nicht vergessen, die wie bei allen Zerspanungswerkzeugen gleich ist, nämlich in:
- normale Fräser – hergestellt nach nationalen Normen,
- Spezialfräser – auf Bestellung gefertigt, auch als Formfräser bezeichnet. Sie haben einen Umriss, der der Form der bearbeiteten Oberfläche entspricht, und sind für die Bearbeitung von Werkstücken und nicht standardmäßigen Oberflächen vorgesehen.Bei der Auswahl der richtigen CNC-Fräser sollten sowohl deren Schnittparameter als auch die Zerspanbarkeit des zu bearbeitenden Materials berücksichtigt werden. Die Kataloge der Hersteller von Zerspanungswerkzeugen enthalten Angaben zur Auswahl der Werkzeuge für bestimmte Materialien und zu den empfohlenen Schnittparametern.Ein weiteres wichtiges Kriterium kann der Preis sein. Fräswerkzeuge aus teureren Materialien bieten eine höhere Bearbeitungsleistung, sodass ihre Verwendung letztendlich zu niedrigeren Produktionskosten führen kann.
Zusammenfassung
Bei der Auswahl der richtigen CNC-Fräser sollten sowohl deren Schnittparameter als auch die Zerspanbarkeit des zu bearbeitenden Materials berücksichtigt werden. Die Kataloge der Hersteller von Zerspanungswerkzeugen enthalten Angaben zur Auswahl der Werkzeuge für bestimmte Materialien und zu den empfohlenen Schnittparametern.
Ein weiteres wichtiges Kriterium kann der Preis sein. Fräswerkzeuge aus teureren Materialien bieten eine höhere Bearbeitungsleistung, sodass ihre Verwendung letztendlich zu niedrigeren Produktionskosten führen kann.
