Fräswerkzeuge: Typen und Materialien

Es gibt mehrere Kategorien von Fräswerkzeugen, die sich nach ihren Schneidkanten, Formen und den Materialien, aus denen sie hergestellt sind, unterscheiden lassen.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die verschiedenen Typen, die verwendeten Materialien, ihre Anwendungen und vieles mehr.

Grundaufbau von Fräswerkzeugen

Fräswerkzeuge sind Gegenstände oder Geräte, mit denen überschüssiges Material von einem Werkstück abgetragen wird, um eine gewünschte Form oder ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen.

Die Verwendung von Fräswerkzeugen ist recht einfach. Sie spannen die Werkzeuge einfach in die Fräsmaschine ein, sodass sich der Fräser mit hoher Geschwindigkeit gegen das Werkstück bewegt, um zu schneiden, zu bohren oder eine Form zu erzeugen.

Bevor Sie die verschiedenen Arten von Fräsern kennenlernen, ist es hilfreich, ihren grundlegenden Aufbau zu verstehen. Ein Fräser besteht aus drei Hauptteilen: dem Schaft, dem Körper und der Schneidkante. Diese Teile wirken zusammen, um die Fräsarbeit zu erledigen.

• Der Schaft ist der Teil, den Sie mit der Spindel der Fräsmaschine verbinden. Er hält alles an seinem Platz.
• Der Körper ist der mittlere Hauptteil. Er verbindet den Schaft mit dem Kopf und trägt das gesamte Werkzeug.
• Die Schneidkante ist der Teil, der den eigentlichen Schnitt ausführt. Sie umfasst die Spitze, die Hauptschneidkante und die Zähne.

Wie werden Schneidwerkzeuge in Fräsmaschinen eingesetzt?

Das Fräswerkzeug arbeitet, indem es sich dreht und Material vom Werkstück abträgt. Sie führen das Werkstück an den rotierenden Fräser heran, der Metall oder Kunststoff schnell abträgt. Die Fräsmaschine kann mehrere Fräser gleichzeitig aufnehmen, um den Prozess zu beschleunigen und die benötigte Form schneller zu erzeugen.

Beim Fräsen ist es ratsam, das Werkzeug zu wechseln, um die gewünschte Form zu erhalten.

Bedeutung von Fräswerkzeugen

Fräser sind wichtig, weil sie dabei helfen, überschüssiges Material vom bearbeiteten Teil zu entfernen. Eine Fräsmaschine ist sehr vielseitig. Sie können sie für viele verschiedene Bearbeitungsaufgaben und zur Herstellung von Teilen in allen möglichen Formen und Größen einsetzen. Der Fräser ermöglicht es Ihnen, diese Arbeit sowohl präzise als auch schnell auszuführen.

Arten von Schneidwerkzeugen für Fräsmaschinen

Es gibt mehrere Arten von Fräswerkzeugen, die sich jeweils durch ihre spezifischen Funktionen und ihre Arbeitsweise, Eignung, Schneidkanten, Formen und Größen unterscheiden. Hier sind die gängigsten, die Sie kennen sollten.

Planfräsen

Diese Werkzeuge werden zum Planfräsen eingesetzt, bei dem ein Teil der Oberfläche eines Werkstücks abgetragen wird. Die Schneidkanten eines Planfräswerkzeugs schneiden horizontal, anders als Schaftfräser, die vertikal schneiden. Sie werden hauptsächlich zum Bearbeiten der Außenseite eines Werkstücks verwendet.

Schaftfräser

Schaftfräser schneiden in alle Richtungen, anders als Bohrer, die nur gerade nach unten schneiden. Sie werden für verschiedene Fräsaufgaben wie das Bearbeiten von Werkzeugstahl, Bohren, Nutenfräsen und mehr eingesetzt. Nachfolgend finden Sie einige Arten von Schaftfräsern:

Kugelfräser: Diese Fräser haben eine runde, kugelförmige Spitze. Sie eignen sich hervorragend zum Fräsen gekrümmter Oberflächen.

Schaftfräser mit gerader Stirn:Diese haben flache Stirnseiten und werden für allgemeine Fräsaufgaben wie Eintauchen, Konturfräsen und Nutenfräsen verwendet.

Radiusfräser: Diese haben abgerundete Ecken, die zu glatteren Schnitten und einer längeren Standzeit beitragen.

Hinterschneidungsfräser: Auch als Lollipop-Fräser bezeichnet, sind diese flexibel und ideal für die Bearbeitung von Hinterschneidungen.

Verrundungsfräser: Diese haben stabile, abgerundete Stirnseiten zum Fräsen abgerundeter Kanten.

Eckenradiusfräser: Bekannt für grobe Oberflächen, tragen diese Fräser schnell große Materialmengen ab.

Walzenstirnfräser (Umfangsfräser)

Einen Walzenstirnfräser verwenden Sie, um auf einer Horizontalfräsmaschine ebene Flächen zu fräsen. Bei der Arbeit mit Zahnrädern können Sie diese nach ihrer Zahnform in Geradverzahnungen und Schrägverzahnungen einteilen. Sie können sie auch nach der Zähnezahl gruppieren: Grobverzahnungen haben weniger Zähne, Feinverzahnungen mehr.

Dreischneiden-Schaftfräser

Dies ist ein Basiswerkzeug, das Sie auf einer Horizontalfräsmaschine verwenden. Es dient hauptsächlich zum Fräsen von Nuten und Absätzen. Da es drei Schneidkanten hat, kann es gleichzeitig auf drei Flächen schneiden.

Nutfräser (T-Nutenfräser)

Dieser Fräser ähnelt dem Walzenstirnfräser, unterscheidet sich aber dadurch, dass er zwei Schneiden und keine Mittelbohrung hat. Sie verwenden ihn zum Fräsen von Passfedernuten und Nuten, er ist jedoch nicht für das Planfräsen von Flächen ausgelegt.

Scheibenfräser

Der Scheibenfräser hat feine Zähne und eignet sich hervorragend zum Fräsen schmaler und tiefer Nuten in nicht allzu harten Werkstoffen. Wenn der Fräser stumpf wird, können Sie ihn mit einer Schleifmaschine nachschärfen und erneut verwenden.

Winkelfräser

Dieser Fräsertyp hilft Ihnen, präzise Winkel und Nuten in verschiedenen Werkstoffen zu fräsen. Es gibt zwei Hauptarten: Einwinkelfräser und Doppelwinkelfräser. Einwinkelfräser können Winkel von 18 bis 90 Grad und Dicken von 6 bis 35 mm aufweisen. Doppelwinkelfräser reichen von 30 bis 120 Grad und sind 10 bis 45 mm dick.

Formfräser

Formfräser werden zum Formen komplexer Oberflächen wie Zahnräder oder aufwendiger Konturen eingesetzt. Sie sind in verschiedenen Formen erhältlich und ideal für Aufgaben wie Anfasen und Radiusfräsen.

Einige gängige Arten von Formfräsern sind die folgenden:

Balligfräser: Diese erzeugen nach innen gewölbte Halbkreise.

Eckenrundfräser: Werden zum Abrunden von Ecken und zum Erzeugen von Radien verwendet.

Aufsteckfräser: Bei diesen bestehen die Zähne aus Hartmetall oder Werkzeugstahl, die am Fräserkörper befestigt sind.

Zahnradfräser

Mit diesem Fräser formen Sie Zahnräder, indem Sie der Kontur des Zahnrads folgen. Der Prozess ist einfach und funktioniert gut, wenn Sie nur ein Zahnrad oder eine kleine Stückzahl herstellen müssen.

Hohlfräser

Ein Hohlfräser sieht aus wie ein Rohr mit Schneidzähnen auf der Außenseite. Das Innere ist hohl, sodass Sie ihn auf einer Welle montieren können. Er eignet sich gut zum schnellen Formen von Teilen vor dem Gewindeschneiden und hilft Ihnen, schneller zu arbeiten.

Gewindefräser

Gewindefräsen ist eine Methode zum Schneiden von Gewinden mit einer dreiachsigen Maschine wie einem Bearbeitungszentrum. Dabei spielt es keine Rolle, um welche Art von Gewinde es sich handelt oder in welche Richtung es läuft; Sie können es in beide Richtungen schneiden. Diese Methode ist präzise und flexibel.

Fasenfräser

Mit einem Fasenfräser glätten Sie scharfe Kanten, indem Sie eine schräge oder abgerundete Ecke anstelle eines scharfen 90-Grad-Winkels fräsen. Der Fräser kann eine oder mehrere Schneiden haben, und Sie können Form und Winkel danach wählen, wie die Kante aussehen soll.

Werkstoffe für Fräswerkzeuge

Wie bereits erwähnt, werden Fräswerkzeuge aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt, wodurch sie für unterschiedliche Bearbeitungsanforderungen und -vorgänge geeignet sind. Hier sind einige der Werkstoffe, aus denen sie hergestellt werden.

Schnellarbeitsstahl

Schnellarbeitsstahl ist allgemein für seine Härte und seine Fähigkeit bekannt, hohen Schnittgeschwindigkeiten standzuhalten. Er ist beständig gegen hohe Temperaturen; allerdings darf die Temperatur nicht mehr als 650 Grad Celsius betragen, damit er seine Härte behält.

Gilt als vielseitigerer und universellerer Werkstoff für Fräser. HSS eignet sich zum Fräsen von Werkstoffen wie Stahl und Aluminium.

Um die Härte und Temperaturbeständigkeit eines Fräswerkzeugs zu erhöhen, setzen Hersteller oft geringe Mengen Kobalt zu, wodurch HSCO, hochlegierter Schnellarbeitsstahl mit Kobalt, entsteht. Dies wiederum verbessert seine Haltbarkeit und macht ihn ideal für komplexere Bearbeitungsvorgänge.

Hartmetall

Es wird auch als Sinterhartmetall bezeichnet und ist eine Kombination aus Wolframcarbid und einem metallischen Bindemittel, Kobalt.

Hartmetall ist ein äußerst zäher und harter Werkstoff, hält sehr viel Hitze und Schnittgeschwindigkeit aus und kann Temperaturen von bis zu 1000 Grad Celsius standhalten.

Aufgrund seiner sehr harten Beschaffenheit wird Sinterhartmetall hauptsächlich zum Fräsen härterer Werkstoffe wie Gusseisen, Edelstahl, Titan usw. verwendet. Es ist ebenfalls haltbar, aber weniger wirtschaftlich als HSS.

Keramik

Keramik ist deutlich härter als Hartmetall, jedoch weniger zäh. Sie eignet sich auch für hohe Schnittgeschwindigkeiten und ist hitzebeständig. Fräser aus Keramik sind eine Kombination aus Siliziumnitrid und Aluminiumoxid. Sie sind ideal für die Bearbeitung von Werkstoffen wie Gusseisen, Superlegierungen und dergleichen.

Obwohl sie hitzebeständig sind, können sie spröde sein oder brechen, wenn sie Stößen ausgesetzt oder unsachgemäß behandelt werden. Darüber hinaus können Sie davon ausgehen, dass sie für spezifischere Vorgänge eingesetzt werden als HSS, das in seiner Verwendung vielseitig ist.

Kohlenstoffstahl

Werkzeugstähle sind im Gegensatz zu HSS, Hartmetall oder Keramik wenig verschleißfest, hitzeempfindlich und eignen sich nur für Arbeitsgänge mit niedriger Schnittgeschwindigkeit. Sie halten lediglich Temperaturen bis 200 Grad Celsius stand und sind daher nicht so hart wie andere Schneidstoffe.

Polykristalliner Diamant

Dies ist einer der härtesten Werkstoffe, aus denen Fräswerkzeuge hergestellt werden. Er enthält Diamantpartikel, hält extremer Hitze stand und eignet sich für hohe Schnittgeschwindigkeiten. Üblicherweise wird er zum Fräsen von Nichteisenmetallen wie Aluminium und Kupfer eingesetzt.

Dank ihrer Verschleißfestigkeit behalten sie ihre scharfen Schneiden auch bei längerem Einsatz. Im Vergleich zu anderen Werkstoffen sind sie jedoch recht teuer.

Die besten Tipps für Fräswerkzeuge

Hier finden Sie einige Tipps für Fräswerkzeuge, die Ihnen bei der richtigen Auswahl helfen:

Größe und Durchmesser des Fräswerkzeugs

Die Größe Ihres Fräswerkzeugs richtet sich nach der Schnitttiefe und -breite. Tiefere und breitere Schnitte erfordern größere Werkzeuge. Die Standarddurchmesser von Fräswerkzeugen reichen von 16 mm bis 630 mm.

Beim Fräsen großer Flächen sollten Sie ein Werkzeug mit kleinerem Durchmesser verwenden – idealerweise sollten 70 % der Schneiden im Eingriff sein.

Der Werkzeugdurchmesser hängt auch von der Spindelgröße der Maschine ab. Eine gute Faustregel lautet D = 1,5d, wobei D der Werkzeugdurchmesser und d der Spindeldurchmesser ist.

Achten Sie beim Fräsen von Bohrungen darauf, dass das Werkzeug im Verhältnis zur Bohrungsgröße weder zu groß noch zu klein ist, da dies sonst das Werkzeug oder das Werkstück beschädigen kann.

Grundkörper des Fräswerkzeugs

Die Zähnezahl beeinflusst die Leistung. Feinzahnige Werkzeuge (mehr Zähne) erzielen einen glatteren Schnitt, während grobzahnige Werkzeuge (weniger Zähne) besser für die Schruppbearbeitung geeignet sind.

Grobzahnige Werkzeuge reduzieren zudem die Reibung durch größere Spannuten. Bei gleicher Vorschubgeschwindigkeit nehmen feinzahnige Werkzeuge geringere Lasten pro Zahn auf.

Leistung des Fräswerkzeugs

Berücksichtigen Sie sowohl die Schnittleistung als auch die Größe des Werkstücks. Achten Sie bei der Auswahl eines Planfräsers darauf, dass sein Leistungsbedarf zur Kapazität der Fräsmaschine passt.

Prüfen Sie bei Schaftfräsern mit kleinem Durchmesser, ob die Maschine die erforderliche Mindestschnittgeschwindigkeit von mindestens 60 m/min erreichen kann.

Schneide des Fräswerkzeugs

Verwenden Sie geschliffene Schneiden für glatte und präzise Schnitte. Für die Schruppbearbeitung sind gepresste Schneiden günstiger und leistungsfähiger. Wenn Sie Wendeschneidplatten aus Hartmetall verwenden, wählen Sie für kleine Schnitte und niedrige Vorschübe solche mit spitzen Winkeln, damit sie länger halten.

Unterschied zwischen Schaftfräser und Planfräser

Bei der Wahl zwischen einem Planfräser und einem Schaftfräser sollten Sie folgende Punkte beachten:

Form

Ein Schaftfräser hat einen runden (manchmal kugelförmigen) Schneidkopf und einen dünneren Grundkörper. Ein Planfräser hat einen breiten, flachen Schneidkopf und einen dickeren, stabileren Grundkörper.

Wann sie eingesetzt werden

Verwenden Sie einen Schaftfräser, wenn Sie detaillierte Formen, kleine Nuten oder Kanten wie Fasen herstellen möchten. Verwenden Sie einen Planfräser, wenn Sie viel Material abtragen oder eine große, ebene Fläche glätten möchten.

Schnittleistung

Schaftfräser eignen sich für kleine, präzise Schnitte. Planfräser bewältigen größere, schnellere Schnitte und arbeiten gut auf großen Flächen.

Schnittweise

Ein Schaftfräser schneidet eher entlang der Werkzeugachse (auf und ab). Ein Planfräser schneidet quer über die Oberfläche (seitlich).

Oberflächenqualität

Schaftfräser liefern glatte Oberflächen und saubere Kanten, ideal für Detailarbeiten. Planfräser hinterlassen keine besonders glatte Oberfläche, tragen aber Material schnell ab und decken eine größere Fläche ab.

Fazit

Fräswerkzeuge sind ein wesentlicher Bestandteil des Fräsprozesses. Sie werden an einer Fräsmaschine befestigt, um Materialien für verschiedene Aufgaben zu schneiden oder zu formen. Es gibt viele Arten von Fräswerkzeugen, und jedes eignet sich am besten für eine bestimmte Aufgabe. Wenn Sie unsicher sind, welches Sie verwenden sollen, wenden Sie sich am besten an einen Fachmann.

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