17 Arten von Fräsvorgängen, die Sie kennen sollten

Suchen Sie nach den passenden Fräsverfahren, um Bauteile mit der gewünschten Form und Oberflächengüte zu erhalten? Dann sind Sie hier genau richtig. Wir bieten Ihnen eine detaillierte Analyse von fast 17 Verfahren. Arten des Fräsens, Wir erläutern ihre Funktionsweise und Einsatzmöglichkeiten. Außerdem erklären wir, welche Faktoren Sie vor der Auswahl eines Frästyps berücksichtigen sollten. Lesen Sie also weiter!

Grundlagen der Fräsvorgänge verstehen

“Beim Fräsen handelt es sich eigentlich um eine Art subtraktives Fertigungsverfahren, bei dem ein Fräser Material vom Werkstück abträgt, um die gewünschte Form zu erzielen.”

Zur Information: Die erste Fräsmaschine wurde 1818 von Eli Whitney zur Herstellung von Gewehren für die US-Regierung erfunden. Das Funktionsprinzip aller Fräsmaschinen ist im Allgemeinen gleich: Der Fräser rotiert an einem stationären oder beweglichen Werkstück. So wird das Material Schicht für Schicht abgetragen und in die gewünschte Form gebracht.

Gängige Fräsarten

Okay! Es gibt verschiedene Fräsverfahren, die jeweils Bauteile mit einer bestimmten Form erzeugen. Ich habe sie hier nach ihren Arbeitsschritten und Fräsern kategorisiert. So bleibt es übersichtlich, und Sie können das passende Verfahren für Ihre Bedürfnisse auswählen. 

Glaub mir! Die meisten Fräsmaschinenbezeichnungen sind selbsterklärend und beschreiben ihre Funktion oder Funktionsweise. Also, legen wir los!

Fräsarten basierend auf Fräsern und Bewegungen 

1. Planfräsen

Das Planfräsen ist ein beliebtes Verfahren in der Fertigungsindustrie, da es zur Glättung unebener Oberflächen eingesetzt wird. Dabei bewegt sich der Fräser in einer Achse senkrecht zum Werkstück (stationär oder langsam vorwärts). Schnitttiefe und Vorschubgeschwindigkeit lassen sich präzise steuern. 

Dadurch entfernen die scharfen Zähne des rotierenden Fräsers das Werkstückmaterial von der obersten Schicht und erzeugen so effizient eine ebene Oberfläche.

2. Umfangsfräsen (oder Planfräsen)

Wenn wir nun über Umfangsfräsen sprechen, dann kann man sagen, dass es das Gegenteil von Planfräsen ist. Denn im Gegensatz zum Planfräsen ist der Fräser hier in einer Achse parallel zum Werkstück angeordnet. Dadurch trägt der rotierende Fräser Material von den Seiten oder Kanten des Werkstücks ab, nicht von der Oberseite. Okay! 

Man kann also sagen, dass dieses Fräsverfahren am besten geeignet ist, um Nuten oder Schlitze entlang der Werkstücke herzustellen.

3. Stirnfräsen

Stirnfräsen ist das vielseitigste Fräsverfahren, da der verwendete Fräser an beiden Enden Schneidkanten besitzt. Damit lassen sich Taschen, Nuten oder sogar Konturen in Werkstücken erzeugen. Man kann es sich ähnlich wie eine Bohrmaschine vorstellen, nur dass diese nicht nur senkrecht schneidet, sondern auch seitlich.

4. Schulterfräsen

Bei dieser Art von Fräsmaschine wird der Fräser üblicherweise senkrecht oder leicht schräg zum Werkstück positioniert. Er bewegt sich horizontal entlang des Werkstücks und trägt, wie der Name schon sagt, Material von den Seiten des Werkstücks (z. B. von der Schulter) ab, um die 90-Grad-ebenen, vertikalen Flächen zu erzeugen. 

5. Seitenfräsen

Seitenfräsen ähnelt dem Schulterfräsen, da in beiden Fällen Material von den Seiten des Werkstücks abgetragen wird. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass beim Seitenfräsen das Hauptziel darin besteht, das Material entlang der Seiten abzutragen, um Nuten, Schlitze oder Formkanten herzustellen.

6. Winkelfräsen

Beim Winkelfräsen hingegen kommen spezielle Fräser zum Einsatz, beispielsweise Kegel- oder Schneckenfräser, die sich auf den gewünschten Winkel einstellen lassen. Hierbei wird der Fräser in einem bestimmten Winkel zum Werkstück positioniert (weder parallel noch senkrecht). Durch die Rotation des Fräsers wird Material von der geneigten Fläche abgetragen, wodurch präzise Schräg-, Fasen- oder Abschrägungskanten entstehen.

7. Nutenfräsen

Wie der Name schon sagt, kann man mit dem Nutfräsen Kanäle beliebiger Größe in das Material einarbeiten, die man als Nuten oder Schlitze bezeichnet. Dazu verwendet man einen Nutfräser, der im Prinzip einem Kreissägeblatt ähnelt und mit dem man die Seiten des Werkstücks abtrennen kann.

8. Formfräsen

Im Vergleich zu den oben genannten Verfahren passt sich beim Formfräsen die Form des Fräsers exakt dem gewünschten Muster auf dem Werkstück an. Während sich der Fräser dreht, prägt er die Form präzise in das Material ein. Formfräsen ist die gängigste Bearbeitungstechnik in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie im Formenbau. 

9. Profilfräsen

Wenn Sie also komplexe Formen auf Ihrem Werkstück erzeugen möchten, ist Profilfräsen die optimale Lösung. Denn dabei kommt ein Werkzeug mit mehreren Schneidkanten zum Einsatz, das das Material entlang der Seite oder im Winkel entsprechend Ihrem gewünschten Muster bearbeiten kann. Zusätzlich verfügt es über eine Kugelspitze, die sich bewegt und so die Oberfläche glättet. 

Profilfräsen ist daher eine ideale bzw. praktischere Wahl für die Herstellung von Werkzeugen, Formen oder anderen Bauteilen mit detaillierteren Bearbeitungsdetails.

10. Sägen (SAW) Fräsen

Auch beim Sägen und Fräsen ist der verwendete Fräser sehr groß, dünn und hat viele Zähne, ähnlich einem Sägeblatt. Mit diesem Fräser kann das Material senkrecht nach unten geschnitten oder entlang des Werkstücks gedreht werden, um verschiedene präzise Schnitte oder Nuten zu erzeugen.

11. Straddle-Fräsen

Beim Fräsen mit gespreizten Achsen sind zwei Fräser an derselben Spindel auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks befestigt. Dank dieser Anordnung können sogar zwei parallele Flächen gleichzeitig bearbeitet werden, wobei der Abstand zwischen ihnen konstant bleibt.

Fräsarten Basierend auf dem Maschinenbetrieb 

12. Konventionelles Fräsen

Das konventionelle Fräsen, auch Aufwärtsfräsen genannt, ist ein traditionelles Zerspanungsverfahren, das in älteren Maschinen eingesetzt wurde. Dabei dreht sich der Fräser entgegen der Bewegungsrichtung des Werkstückmaterials. 

Nun ja! Anfangs trägt es nur leicht ab, doch gegen Ende wird es aggressiver und entfernt auch dickeres Material, um selbst bei harten Werkstoffen glatte Oberflächen zu erzielen. Allerdings kann dieses aggressive Abtragen den Fräser mit der Zeit verschleißen.

13. Gleichlauffräsen

Das Gleichlauffräsen (auch Gleichlauffräsen genannt) stellt eine moderne Alternative zum Gegenlauffräsen dar und funktioniert genau entgegengesetzt zum herkömmlichen Fräsen. Hierbei bewegt sich der Fräser beispielsweise in die gleiche Richtung wie das Werkstück. 

Dadurch wird das Schnittmaterial am Ende dünner, was die Wärmeentwicklung und Reibung reduziert. Dies minimiert den Verschleiß des Fräsers und sorgt für noch glattere Oberflächen.

14. CNC-Fräsen

CNC-Fräsen ist ein modernes Verfahren, bei dem computergesteuerte Maschinen die Bearbeitungsprozesse vollautomatisch durchführen. So entstehen hochpräzise und formgenaue, komplexe Bauteile, wodurch menschliche Fehler ausgeschlossen werden.

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Spezielle Fräsarten 

15. Gangfräsen

Wie der Name schon sagt, verfügt diese Fräsmaschine über mehrere Fräsköpfe, die auf derselben Welle montiert sind und jeweils eine spezielle Aufgabe erfüllen. Daher ist sie meiner Meinung nach optimal, wenn Sie hohe Produktivität und Zeitersparnis erzielen möchten, da sie mehrere Arbeitsschritte gleichzeitig erledigt.

16. Rotationsfräsen

Ähnlich wie beim Gruppenfräsen beim Rotationsfräsen gibt es auch hier mehrere Fräser, die alle am Drehtisch oder Fräskopf befestigt sind. Das Werkstück rotiert kontinuierlich anstatt sich linear zu bewegen, sodass jeder Fräser Material von unterschiedlichen Stellen abträgt. Daher eignet sich dieses Verfahren optimal für die Serienfertigung, da es Zeit spart.

17. Gewindefräsen

Zu guter Letzt dient das Gewindefräsen, wie der Name schon sagt, der Erzeugung von Gewinden (Innen- oder Außengewinden) im Werkstück. Hierbei werden rotierende Fräser anstelle von Gewindeschneiden verwendet. Der Fräser bewegt sich kreisförmig nach unten und erzeugt so große Gewindegänge im Werkstück.

Wie wählt man den richtigen Frästyp aus?

Sie kennen nun fast alle Arten von Fräsverfahren, richtig? Wenn Sie sich also für eines der oben genannten Verfahren entscheiden möchten, sollten Sie einige Faktoren berücksichtigen, bevor Sie eine Entscheidung treffen. Um Ihnen die Auswahl zu erleichtern, werde ich diese Faktoren hier erläutern.

1. Materialart: Zunächst sollten Sie die Eigenschaften Ihres Werkstückmaterials berücksichtigen, wie z. B. Härte, Zähigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Denn all diese Eigenschaften beeinflussen maßgeblich, wie gut sich das Material bearbeiten lässt. Ist das Material beispielsweise hart wie Werkzeugstahl, so ist konventionelles Fräsen hier nicht zielführend.
2. Gewünschte Ausführung: Als Nächstes sollten Sie kurz innehalten und über die für Ihr gewünschtes Material erforderliche Oberflächenbearbeitung nachdenken. Denn jeder Bearbeitungsschritt erzeugt eine Oberfläche mit unterschiedlicher Rauheit. Sehen Sie sich die folgende Tabelle an!
   

   	Planfräsen	Stirnfräsen	Nutfräsen	Gewindefräsen	Schulterfräsen	Formfräsen	Profilfräsen
   Typische Rauheit Ra (μm)	0,8 – 3,2	0,8 – 6,3	1,6 – 6,3	1,6 – 3,2	1,6 – 3,2	0,8 – 3,2	0,8 – 3,2

3. Geometrische Komplexität: Beachten Sie außerdem, dass nicht alle Fräsverfahren komplexe Formen erzeugen. Plan-, Stirn- und Nutfräsen beispielsweise erzeugen eher einfachere Formen. Stirn- oder Gewindefräsen hingegen eignet sich am besten zur präzisen Herstellung komplexer Formen.
4. Produktionsvolumen: Wenn es Ihnen vor allem um eine schnellere Massenproduktion geht, dann sind CNC- oder Mehrkomponentenfräsen die beste Wahl.
5. Wählen Sie den richtigen Cutter: Abschließend sei noch erwähnt, dass jede der oben genannten Fräsarten mit einem bestimmten Fräsertyp die besten Ergebnisse liefert. Zum Beispiel:;
   • Planfräser für große ebene Flächen
   • T-Nutfräser für Nuten
   • Gewindefräsmaschinen für Gewindeteile
   • Schaftfräser für Taschen, Nuten und Konturen

Schlussbemerkungen

Aus den vorangegangenen Ausführungen lässt sich schließen, dass verschiedene Fräsverfahren zur Verfügung stehen, die jeweils spezifische Formen erzeugen. Bevor Sie sich für ein Verfahren entscheiden, sollten Sie jedoch verschiedene Faktoren wie Materialart, Fräser, gewünschte Oberflächenbeschaffenheit usw. berücksichtigen, um optimale Ergebnisse für Ihr Projekt zu erzielen.

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