Sie sehen verschiedene Formen aus unterschiedlichen Materialien, wie Kunststoff, Metall und Holz. Aber haben Sie sich jemals gefragt, wie diese komplexen Formen entstehen? Fräsen ist die Wissenschaft dahinter. Beim Fräsen handelt es sich jedoch nicht um ein einziges Verfahren, sondern es gibt mehrere Fräsoperationen. Für jede Art werden bestimmte Werkzeuge und Techniken verwendet.
Daher unterscheiden sich diese Typen in vielen Aspekten. Die Kenntnis dieser Typen ist entscheidend, egal ob Sie ein einfacher Maschinist oder ein erfahrener Ingenieur sind. Wenn Sie diese Vorgänge nicht kennen, kann dies zu unerwünschten Ergebnissen führen. Sind auch Sie mit diesen Fräsarten nicht vertraut? Keine Sorge! In diesem Artikel werde ich gängige Arten von Fräsoperationen untersuchen. Also, fangen wir an!
Was sind Fräsarbeiten?
Fräsbearbeitungen sind Bearbeitungsprozesse, bei denen Material von einem Werkstück entfernt wird. Einfach ausgedrückt, werden beim Fräsen verschiedene Materialien geformt und geschnitten. Bei diesen Bearbeitungen wird moderne Technologie eingesetzt, um die Präzision beim Schneiden zu gewährleisten. Von einfach bis komplex, mit dem Fräsen kann man jede Form erreichen.
Diese einfach aussehenden Vorgänge funktionieren jedoch nicht ohne Weiteres. Sie benötigen verschiedene Werkzeuge, um effizient arbeiten zu können. Zu diesen Werkzeugen gehören Fräser, Bohrer und Schlitze. Lassen Sie uns besprechen, wie diese Werkzeuge das Material formen. Das Werkstück wird auf die stabile Plattform gelegt, und die Werkzeuge sind mit einem rotierenden Arm verbunden.
Diese rotierenden Werkzeuge bewegen sich unter verschiedenen Winkeln um das Werkstück und schneiden es. Allerdings sind diese Werkzeuge sehr individuell. Sie schneiden das Material zum Beispiel in dem gewünschten Winkel und in der gewünschten Tiefe. Daher sind diese Verfahren sehr vorteilhaft für die Herstellung komplexer Geometrien. Sie werden zum Beispiel für die Herstellung von Rahmen für Flugzeuge und Schiffe usw. verwendet.
Arten von Fräsarbeiten
Wie bereits erwähnt, ist der Fräsprozess nicht einfach und hat viele Arten. Diese Fräsvorgänge unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht voneinander. Im nächsten Abschnitt werde ich verschiedene Arten mit ihren detaillierten Einblicken diskutieren. Lasst uns eintauchen!
1- Planfräsen
Planfräsen ist eine der vielseitigsten Fräsarbeiten. Bei dieser Operation werden Planfräser verwendet. Diese Fräser haben mehrere Schneiden auf der Stirn und den Kanten. Wie funktionieren also Planfräser? Das Werkstück wird rechtwinklig zu diesen Fräsern gehalten.
Die Schneide an der Stirnseite trägt einen großen Teil des Materials vom Werkstück ab. Die Eckschneide hingegen glättet die Oberfläche des Werkstücks. Auf diese Weise erhält man das Material in der gewünschten Form und Glätte. Dank mehrerer Schneiden ist die Planfräsbearbeitung schnell. Daher wird es in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt.
2- Glattfräsen
Planfräsen ist eine weitere wichtige Fräsoperation. Bei diesem Vorgang wird eine ebene Fläche auf dem Werkstück erzeugt. Diese ebene Fläche ist die Grundlage für weitere fortgeschrittene Bearbeitungsverfahren. Die für dieses Fräsen verwendeten Werkzeuge sind Plattenfräser. Aus diesem Grund wird das Planfräsen auch als Plattenfräsen bezeichnet. Diese Fräser haben scharfe Zähne, die in einem Arbeitsgang viel Material abtragen.
Außerdem hängen mehrere Arten von Fräsern vom Abstand zwischen den Zähnen ab. Das Planfräsen ist ein energieeffizientes Verfahren, da einfache Werkzeuge verwendet werden. Daher eignet es sich am besten für die Bearbeitung von Vorrichtungen und die Herstellung von ebenen Flächen auf Metallen. Bedenken Sie jedoch, dass diese Art der Bearbeitung zeitaufwändig ist und keine feinbearbeitete Oberfläche erzeugt.
3- Seitenfräsen
Wie der Name schon sagt, wird bei diesem Fräsvorgang das Material an den Seiten des Werkstücks abgetragen. Die bei diesem Vorgang verwendeten Fräser sind Fräswerkzeuge. Diese Fräser haben Schneiden am gesamten Umfang. Diese Fräser bewegen sich während des Schneidens parallel zum Werkstück. Daher eignet sich dieses Fräsverfahren am besten für die Herstellung von Schlitzen und Nuten in einem Werkstück.
Sie können diesen Vorgang auf zwei Arten durchführen. Zum Beispiel bewegt sich der Fräser und schneidet gegen die Fräsbahn (konventionelles Fräsen). Oder der Fräser bewegt sich mit der Fräsbahn (Gleichlauffräsen). Im zweiten Fall erhält man eine besser bearbeitete Oberfläche. Schließlich verbessert die korrekte Einstellung von Werkzeugen und Werkstücken die Präzision des Seitenfräsens.
4- Spreizfräsen
Das Spreizfräsen ist ein fortschrittliches Fräsverfahren. Bei diesem Verfahren werden zwei Fräser eingesetzt, die gleichzeitig arbeiten. WIE? Lassen Sie mich erklären, wie sie funktionieren. Ein Dorn verbindet zwei Fräser miteinander. Diese Fräser bewegen sich auf einer parallelen Achse und schneiden gleichzeitig zwei verschiedene Oberflächen. Auf diese Weise lassen sich identische Formen oder Designs, wie z. B. Schlitze, herstellen.
Die Anordnung der Schneiden an diesen Fräsern ist peripher. Das bedeutet, dass sie das Material schnell abtragen. Beim Spreizfräsen spielt die Lage der Werkstücke eine große Rolle. Wenn Sie symmetrische Schlitze oder Nuten erzeugen wollen, sollte die Position beider Flächen identisch sein. Außerdem können Sie die Tiefe und Größe der Nuten einstellen, indem Sie den Abstand der Fräser verändern.
5-Gang-Fräsen
Möchten Sie mehrere Fräsvorgänge auf einmal durchführen? Das Gangfräsen bietet Ihnen diese Möglichkeit. Beim Gruppenfräsen werden mehrere Fräser auf demselben Dorn angeordnet. Diese Fräser führen gleichzeitig verschiedene Fräsoperationen an demselben Werkstück aus. Einige Fräser erzeugen zum Beispiel Schlitze und ebene Flächen auf dem Werkstück.
Sie können die Konfiguration dieser Fräser ändern und die gewünschten Formen erhalten. Sie könnten sich Sorgen machen, dass mehrere Arbeitsgänge gleichzeitig die Präzision beeinträchtigen könnten. Das ist jedoch nicht der Fall. Alle diese Fräser arbeiten mit einem automatischen System und erzeugen komplizierte und präzise Formen. Gangfräsen wird hauptsächlich in der Elektronik- und Luftfahrtindustrie eingesetzt.
6- CAM-Fräsen
Das CAM-Fräsen ist die fortschrittlichste Art der Fräsbearbeitung. Dabei wird eine CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) verwendet. Diese Software steuert alle Schneidwerkzeuge und erstellt die komplexesten und präzisesten Designs. Doch wie funktioniert diese Software? Das Verfahren beginnt mit der Erstellung eines digitalen Modells.
Dieses Modell wird mit einer anderen Software namens CAD (Computer-Aided Design) erstellt. Die CAM-Software verarbeitet diesen Entwurf und erstellt spezifische Werkzeugwege. Diese Werkzeugwege werden dann in G-Codes umgewandelt, die CNC-Werkzeuge steuern. Die CNC-Maschinen befolgen diese Anweisungen und schneiden das Werkstück präzise.
Schnelles Highlight: Dieser Vorgang ist vollständig computergesteuert, so dass menschliche Fehler ausgeschlossen sind. Das computergestützte System folgt den programmierten Anweisungen (die mit einer CAM-Software erstellt wurden). Aus diesem Grund halte ich diese Art des Fräsens für eine der präziseren Arten.
7- Schaftfräsen
Das Schaftfräsen ist eine weitere manuelle Bearbeitung, bei der Schlitze und Taschen in einem Werkstück entstehen. Die für dieses Fräsen verwendeten Werkzeuge werden als Schaftfräser bezeichnet. Der Schaftfräser hat ein spezielles Design mit Schneidkanten sowohl an der Stirnseite als auch an den Seiten. So kann er das Material aus verschiedenen Winkeln, d. h. horizontal, diagonal und vertikal, effizient schneiden.
Schaftfräser sind jedoch vielseitig und werden in verschiedenen Ausführungen angeboten. So gibt es zum Beispiel Fräser mit flachem Ende, mit Kugelkopf und mit Eckenradius. Alle diese Arten sind spezifisch für Kunststoff, Holz und Metalle. Dank der fortschrittlichen Technologie gibt es für das Schaftfräsen jetzt auch ein CNC-System.
Schnelles Highlight: Sie sollten wissen, dass beim Schaftfräsen erhebliche Hitze entsteht. Diese Wärme kann zu einem schnelleren Verschleiß der Werkzeuge führen. Es gibt verschiedene Kühlmittel, die die Wärmeeinwirkung verringern und dieses Problem beseitigen. Die Hersteller verwenden diese Kühlmittel in der Regel beim Schaftfräsen.
8- Sägefräsen
Das Sägefräsen ist die traditionelle Art der Fräsbearbeitung. Bei diesem Vorgang werden Sägefräser verwendet. Diese Fräser haben scharfe Zähne an den Seiten und tragen Material von einem Werkstück ab. Die Sägefräser sind mit einem Dorn versehen, der sie beim Fräsen festhält. Die Geschwindigkeit der Sägefräser kann jedoch manuell gesteuert werden.
Durch Sägefräsen können Sie Schlitze und Nuten mit geringer Tiefe herstellen. Daher eignet es sich am besten für die Herstellung von Nuten in Maschinenteilen und Schmuckstücken. Außerdem ist dieses Verfahren aufgrund seiner traditionellen Bauweise insgesamt kostengünstig. Daher ist es eine gute Wahl für kleine Werkstätten. Allerdings kommt es auch bei diesem Verfahren zu einer starken Hitzeentwicklung. Sie können jedoch ein Kühlmittel verwenden, um dieses Problem zu beheben.
9- Gewindefräsen
Das Gewindefräsen ist ein CNC-Verfahren. Für diesen Vorgang werden Werkzeuge verwendet, die als Gewindefräser bekannt sind. Durch dieses Fräsen können Sie auf dem Werkstück Gewinde in verschiedenen Formen und Größen herstellen. WIE? Bei diesem Arbeitsgang bewegt sich der Gewindefräser auf einer spiralförmigen Bahn, die vom CNC-System gesteuert wird.
Der Fräser trägt das Material in Form von Schichten vom Werkstück ab. Auf diese Weise werden Gewinde mit der gewünschten Form und Tiefe erzeugt. Diese Fräser können sich in allen Achsen bewegen. So können Sie ohne zusätzliche Werkzeuge Gewinde in jeder Richtung herstellen. Aufgrund der höheren Präzision wird er bei der Herstellung von Flugzeug- und Elektronikteilen eingesetzt.
10- Formfräsen
Das Formfräsen ist eine besondere Art der Fräsbearbeitung, bei der Konturen erzeugt werden. Bei dieser Operation werden vordefinierte Fräserformen, so genannte "Formfräser", verwendet. Diese Fräser erzeugen eindeutige Konturen auf dem Werkstück. Mit einfachen Worten: Die Form der Kontur wird durch die Form der verwendeten Formfräser bestimmt.
Dieser Vorgang beginnt mit der Wahl der Form des Fräsers. Das Werkstück wird auf eine stabile Plattform gelegt. Der Formschneider dreht sich um die horizontale oder vertikale Achse und trägt das Material vom Werkstück ab. Auch bei diesem Verfahren werden CNC-gesteuerte Formfräser eingesetzt, so dass die Präzision nicht beeinträchtigt wird. Das Formfräsen wird bei der Herstellung von Zahnrädern, Formen und Gesenken eingesetzt.
Verschiedene Arten von Fräsvorgängen auf der Grundlage von Fräsmechanismen
Alle oben genannten Arten von Fräsarbeiten basieren auf den verwendeten Werkzeugen. Aber wussten Sie, dass das Fräsen auch in andere Arten unterteilt werden kann, die auf dem Fräsmechanismus basieren? Im folgenden Abschnitt werde ich kurz auf diese Arten eingehen.
1- Manuelles Fräsen
Manuelle Fräsmaschinen verwendeten traditionelle Werkzeuge und Methoden. Geschickte Bediener treiben alle diese Werkzeuge manuell an. Bei diesem Fräsverfahren werden Spindel, Handrad, Tisch und Schneidwerkzeuge verwendet. Wie funktionieren all diese manuellen Werkzeuge? Lassen Sie es mich erklären. Auf dem Tisch wird ein Werkstück platziert, das je nach Fräsvorgang feststehend oder rotierend sein kann.
Die Spindel ist das rotierende Werkzeug, das die Bewegung des Tisches oder der Werkzeuge beim Fräsen unterstützt. Wenn der Bediener das Handrad betätigt, bewegt sich die Spindel, und die Schneidwerkzeuge schneiden das Material. Der Bediener kontrolliert jedoch die Geschwindigkeit all dieser Werkzeuge. Es wäre nicht falsch zu sagen, dass die Präzision der Formen und Schnitte von den Fähigkeiten des Bedieners abhängt.
2- CNC-Fräsen
Der fortschrittlichste Fräsmechanismus ist CNC (Computer Numerische Steuerung) Fräsen. Bei diesem Fräsverfahren werden die Maschinen, die das Material formen oder schneiden, automatisiert. WIE? Zunächst wird mit einer CAD/CAM-Software ein digitales Modell des Entwurfs erstellt. Dieses Modell wird dann in G-Code umgewandelt. Ein Computer entschlüsselt diese Anweisungen und steuert die Schneidwerkzeuge.
Schneidwerkzeuge schneiden, formen und erstellen komplizierte Designs ohne Fehler. Außerdem können sich die CNC-Werkzeuge in drei, vier oder fünf Achsen bewegen. Dies bedeutet, dass die meisten komplexen Geometrien mit diesem Versand möglich sind. Da der Mensch nicht mitarbeitet, ist das Präzisionsniveau hervorragend. Dieses fortschrittliche Fräsverfahren ist in Branchen, in denen es auf Präzision ankommt, unentbehrlich geworden.
3- Konventionelles Fräsen und Steigfräsen
Konventionelles und Gleichlauffräsen sind zwei gegensätzliche Fräsverfahren. Lassen Sie mich ihren Mechanismus in einfachen Worten erklären. Das konventionelle Fräsen ist auch als Gegenlauffräsen bekannt. Beim Gleichlauffräsen bewegen sich die Fräser gegen die Vorschubrichtung. Bewegt sich das Werkstück in Abwärtsrichtung, bewegt sich der Fräser nach oben und trägt Material vom Werkstück ab.
Die Späne (abgetragene Teile) können sowohl dünn als auch dick sein. Dieser Typ eignet sich für die Bearbeitung komplexerer Werkstoffe wie Aluminium und Stahl. Aufgrund der entgegengesetzten Schnittrichtung ist die Reibung jedoch erheblich. Durch die Reibung entsteht Wärme, die den Verschleiß der Werkzeuge verursacht. Außerdem ist die Endbearbeitung bei dieser Art sehr schlecht.
Das Gleichlauf- oder Gegenlauffräsen ist das Gegenteil des oben beschriebenen Fräsmechanismus. Bei diesem Verfahren bewegen sich die Fräser mit der Vorschubrichtung. Bewegt sich das Werkstück nach unten, bewegen sich auch die Fräser und schneiden das Werkstück in dieser Richtung. Die Späne eines Werkstücks sind früher dick und werden mit fortschreitendem Fräsen dünn. Außerdem ist die Wärmeentwicklung bei diesem Verfahren geringer.
Fräsoperationen Anwendungen
Beim Fräsen geht es nicht nur um das Schneiden von Materialien. Es geht um Innovation, Präzision und viele andere Dinge. Sind Sie neugierig, wie die Fräsbearbeitung uns hilft? Der folgende Abschnitt befasst sich mit ihren Anwendungen.
1- Luft- und Raumfahrtindustrie
In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden bei der Präzision keine Kompromisse gemacht. Ein kleiner Fehler kann zu schwerwiegenden Folgen führen. Deshalb ist das Fräsen hier vertrauenswürdig. Sie sehen die komplexen Geometrien von Flugzeugen. So werden beispielsweise Flugzeugtriebwerke, Beschlagrahmen und Paneele durch CNC-Fräsen hergestellt. Bei diesem automatisierten Fräsvorgang wird ein computergesteuertes System verwendet, das die verschiedenen Teile präzise herstellt.
2- Automobilherstellung
Auch in der Automobilindustrie werden verschiedene Fräsarbeiten durchgeführt. Durch das Fräsen werden zum Beispiel komplizierte und moderne Fahrzeugrahmenkonstruktionen hergestellt. Das Fräsen ist auch bei der Herstellung von Motorköpfen, Zahnrädern und Ventilkomponenten hilfreich. All diese Teile funktionieren dank der genauen Geometrien, die durch das Fräsen erzielt werden, effizient.
3- Werkzeug- und Formenbau
Eine weitere Anwendung des Fräsens ist der Werkzeugbau. So werden beispielsweise Stanz- und Schneidwerkzeuge durch Fräsen hergestellt. Auch die Formen, die beim Kunststoffspritzguss verwendet werden, werden durch Fräsen hergestellt. Die Präzision dieser Werkzeuge ist für ihre effiziente Arbeit notwendig. Durch die Fräsbearbeitung erhalten sie also eine höhere Präzision.
4- Holzbearbeitung und Möbelherstellung
Das Fräsen beschränkt sich nicht nur auf Metalle und Kunststoffe. Durch Fräsen werden auch verschiedene komplizierte Designs und Formen aus Holz hergestellt. In der Möbelindustrie beispielsweise werden Fräsmaschinen eingesetzt, um komplizierte und moderne Formen zu schaffen. Auch die Holzkunst in der Architektur ist ein Ergebnis der Fräsbearbeitung.
5- Elektronik und Halbleiterherstellung
Für die Herstellung von Elektronik werden Leichtmetalle und Halbleiter benötigt. Diese Materialien erfordern besondere Aufmerksamkeit bei der Bearbeitung. Daher werden Fräsmaschinen eingesetzt, um diese Materialien zu bearbeiten. Sie sehen verschiedene elektronische Bauteile wie Kühlschrankrahmen, Kühlkörper und Steckverbinder. All das wird durch Fräsen vorbereitet.
Häufig gestellte Fragen
Mit welcher Art von Fräsvorgang wird die höchste Genauigkeit erreicht?
Beim CNC-Fräsen wird die höchste Genauigkeit erreicht. Das liegt daran, dass sie ein computergesteuertes System verwenden. Dieses System ist automatisiert und steuert die Fräswerkzeuge zum Schneiden des Materials. Daher ist die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler gleich null, und Sie können die höchste Genauigkeit erreichen.
Welche Art des Fräsens ist die kostengünstigste?
Das manuelle Fräsen ist das kostengünstigste Verfahren. Der Grund dafür liegt im einfachen Antriebsmechanismus und den Werkzeugen. Diese Werkzeuge werden manuell bedient und erfordern keine höheren Qualifikationen. Bedenken Sie jedoch, dass die Präzision bei dieser Art von Verfahren beeinträchtigt wird.
Welche Materialien eignen sich für Fräsarbeiten?
Beim Fräsen können verschiedene Materialien verarbeitet werden. Die Liste einiger dieser Materialien umfasst
- Rostfreier Stahl
- Kunststoff
- Wälder
- Aluminium
- HSS (Hochgeschwindigkeitsstahl)
Schlussfolgerung
Es gibt verschiedene Arten von Fräsoperationen, die für unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden. Einige erzeugen beispielsweise einfache Nuten, andere wiederum komplizierte und komplexe Geometrien. Zu diesen Arten gehören Planfräsen, Flachfräsen, Schaftfräsen, Sägefräsen usw.
Es gibt andere Fräsmechanismen wie CNC, manuell und konventionell. CNC ist eine der fortschrittlichsten Arten. Aufgrund seiner Präzision und Vielseitigkeit ist das Fräsen zu einer Notwendigkeit in der modernen Industrie geworden. Fräsmaschinen werden beispielsweise in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Metallverarbeitungsindustrie eingesetzt.