Was ist Planfräsen? Verfahren, Werkzeuge und Anwendungen

Planfräsen dient zur Herstellung präziser, ebener Flächen. Es trägt Material effizient ab und ermöglicht hohe Genauigkeit und Oberflächengüte. Dieser Artikel erklärt das Verfahren und seine Funktionsweise sowie Arten, Vorteile und Nachteile.

Planfräsen erzeugt ebene Flächen, wobei die Fräserachse im Allgemeinen senkrecht zur bearbeiteten Fläche steht. Es ist auf geeigneten manuellen oder CNC-Maschinen möglich und nicht auf Bleche beschränkt.

Planfräsen dient zur Bearbeitung ebener Merkmale an Bauteilen für Automobilbau, Luft- und Raumfahrt, Formenbau und allgemeine Fertigung. Zeichnung und qualifizierter Prozess bestimmen die erforderliche Genauigkeit; auch andere Bearbeitungs- oder Feinbearbeitungsverfahren können sie erreichen.

Die folgenden Schritte skizzieren die Einrichtung zum Planfräsen. Genauigkeit erfordert außerdem geeignete Werkzeuge, kontrollierte Bedingungen und Prüfung.

Wie bei anderen Verfahren wird zuerst das Werkstück sicher gespannt. Das ist für die Genauigkeit entscheidend: Vibrationen oder Verschiebungen während der Bearbeitung können eine unebene Oberfläche verursachen.

Spanneisen, Schraubstöcke oder Vorrichtungen sichern das Werkstück auf dem Frästisch.

Positionieren und richten Sie den Fräser zur gewünschten Fläche aus, normalerweise mit senkrechter Achse. Legen Sie Werkstück- und Werkzeugkorrekturen fest und prüfen Sie die Freiräume; die CNC-Positionierung folgt dem geprüften Programm und der Einrichtung.

Zwei wichtige Fräsparameter sind Vorschubgeschwindigkeit und Spindeldrehzahl. Falsche Einstellungen können die Oberflächengüte beeinträchtigen. Geeignete Werte hängen von Werkstoff, Schnittbreite und Schnitttiefe ab. Betrachten wir beide Parameter:

• Vorschubgeschwindigkeit: Dies ist die relative Vorschubgeschwindigkeit zwischen Fräser und Werkstück. Wählen Sie Zahnvorschub und Tischvorschub passend zu Fräser, Eingriff, Werkstoff und Oberflächengüte; ein zu geringer Vorschub kann Reiben verursachen, statt die Oberfläche zu verbessern.

• Spindeldrehzahl: Ermitteln Sie die RPM aus empfohlener Schnittgeschwindigkeit und wirksamem Schnittdurchmesser innerhalb der Werkzeug- und Maschinengrenzen. Die Werkstoffhärte allein bestimmt keine geeignete Drehzahl.

Führen Sie das Planfräsen nach Prüfung von Einrichtung, Korrekturen, Werkzeugbahn und Schnittdaten gemäß dem freigegebenen Maschinenverfahren aus. Die CNC führt programmierte Bewegungen aus, doch Automatisierung allein garantiert keine Genauigkeit und ersetzt weder Überwachung noch Prüfung.

Für die gewünschten Ergebnisse bei der CNC-Bearbeitung ist die richtige Werkzeugwahl entscheidend. Geeignete Werkzeuge unterstützen die geforderte Genauigkeit, Effizienz und glatte Oberflächen.

Berücksichtigen Sie bei der Wahl eines Planfräsers folgende Faktoren:

Stimmen Sie Schneidstoff und Geometrie auf das tatsächliche Werkstück ab. Aluminium und gehärtete Eisenwerkstoffe erfordern unterschiedliche Lösungen; Härte allein rechtfertigt nicht den Einsatz von PCD-Wendeschneidplatten. PCD eignet sich häufig für ausgewählte Nichteisenwerkstoffe und abrasive nichtmetallische Anwendungen, nicht für allgemeines Stahlzerspanen.

Wählen Sie Beschichtungen passend zu Substrat, Werkstück und Schnittbedingungen. Diamantbeschichtungen und PCD-Schneidspitzen sind unterschiedliche Konstruktionen; keine ist eine universelle Lösung gegen Werkzeugverschleiß. Die Werkzeuggeometrie beschreibt die Form von Platte und Schneidkante.

• Quadratische Wendeschneidplatten: Quadratische Platten haben 90°-Ecken, doch Einstellwinkel und Anwendung hängen von der vollständigen Fräserkonstruktion ab.

• Kugelkopfplatten: Kugelkopfgeometrien dienen hauptsächlich zum Konturieren gekrümmter Flächen; sie sind nicht mit runden Wendeschneidplatten in Planfräsern zu verwechseln.
• Wiper-Platten: Eine Wiper-Fase kann die Oberflächengüte verbessern, wenn Einstellung und Vorschub zur Fräserkonstruktion passen; sie garantiert keine polierte Oberfläche.

• Schaftfräser: Schaftfräser werden für kleine, präzise Arbeiten und detaillierte, komplexe Teile eingesetzt.

• Aufsteckfräser: Aufsteckfräser können je nach Bauart zum Schruppen oder Schlichten geeignet sein. Wählen Sie Durchmesser, Eingriff und Schnittdaten passend zur Fläche und Maschinenleistung.

• Schlagzahnfräser : Sie können zur Oberflächenfeinbearbeitung geeignet sein, wenn Schnittdurchmesser, Auswuchtung, Befestigung, Drehzahl und Maschinensteifigkeit passen; sie eignen sich nicht automatisch für jedes große Werkstück.

Verwenden Sie Schnittgeschwindigkeitsdaten für die konkrete Schneidstoffsorte und den Werkstoff und bestimmen Sie daraus die geeigneten RPM für den Fräserdurchmesser. Vermeiden Sie die pauschale Regel hohe Drehzahl für weiche und niedrige Drehzahl für harte Werkstoffe.

Beim Schruppen steht der Materialabtrag im Vordergrund, wobei das nötige Schlichtaufmaß verbleibt. Schlichten nutzt geeignete Geometrie, Schneidenzustand, Vorschub und Einrichtung, um die geforderte Oberfläche zu erreichen; allein der Einsatz eines Fräsers garantiert kein poliertes Ergebnis.

Berücksichtigen Sie bei der Werkzeugwahl die Maschinenleistung. Schweres Fräsen erfordert hohe Spindelleistung.

Die folgenden vier üblichen Planfräsverfahren erfüllen unterschiedliche Zwecke. Wählen Sie nach Werkstoff, Oberflächenanforderungen und Produktionsbedingungen; dies ist keine vollständige Einteilung des Fräsens.

Allgemeines Planfräsen erzeugt ebene Flächen mit vorgegebenen Maßen und Oberflächengüte. Fräserwahl, Einstellwinkel und Schnittdaten bleiben wichtig; eine allgemeine Fräsoperation ist keine Bearbeitung ohne Spezifikation.

Schweres Planfräsen zielt auf großen Materialabtrag oder schwierige Rohteilbedingungen. Stimmen Sie Fräser, Platten, Spannung sowie Maschinenleistung und Drehmoment auf die Belastung ab; ein größerer Durchmesser allein erlaubt keine tieferen Schnitte.

Hochvorschubfräsen kombiniert eine geeignete Geometrie zur Spanverdünnung mit geringer axialer Schnitttiefe und ermöglicht so hohen Zahnvorschub. Werkzeugverschleiß tritt weiterhin auf; die Oberfläche kann Nachschlichten erfordern. Beachten Sie die angegebenen Einsatzgrenzen des Werkzeugs.

Wiper-Platten können die Oberfläche verbessern, wenn Fräsereinstellung, Vorschub und Maschinenzustand zur Anwendung passen. Messen Sie die fertige Oberfläche anhand ihrer Spezifikation, bevor Sie auf Schleifen oder Polieren verzichten.

Planfräsen wird in vielen Branchen zur Herstellung glatter, ebener Flächen eingesetzt. Zu den Vorteilen zählen:

• Hohe Zeitspanleistung

Planfräsen trägt mit mehreren Schneiden schnell große Materialmengen ab. Daher eignet es sich besonders für Schruppoperationen.

• Vielseitigkeit

Planfräsen eignet sich für viele Werkstoffe und Bearbeitungen und wird vom Schruppen bis zum Schlichten breit eingesetzt.

• Glatte Oberfläche

Geeignete Werkzeuge und Schnittbedingungen können eine gleichmäßige Oberfläche erzeugen. Eine senkrechte Fräserachse allein bestimmt die erzielte Oberflächengüte nicht.

• Hervorragende Ebenheit

Die erreichbare Ebenheit hängt von Ausrichtung, Fräserrundlauf, Steifigkeit, Spannung, thermischem Verhalten und Bearbeitungsfolge ab. Prüfen Sie sie durch Messung.

Wie jedes Verfahren hat auch Planfräsen Einschränkungen. Dazu gehören:

• Hohe Werkzeug- und Rüstkosten

Werkzeug- und Rüstkosten variieren mit Maschine, Fräser, Spannung und Stückzahl. Planfräsen ist nicht zwangsläufig teurer als jedes andere Bearbeitungsverfahren.

• Auf ebene Flächen beschränkt

Planfräsen dient speziell zur Bearbeitung ebener Flächen. Es ist nicht zur Herstellung komplexer Geometrien oder tiefer Kavitäten vorgesehen.

Planfräsen ist in Branchen verbreitet, in denen Ebenheit und Effizienz entscheidend sind. Typische Anwendungen sind:

Automobilindustrie

Im Automobilbau erzeugt Planfräsen ebene Flächen an funktionskritischen Teilen. Beispiele sind Motorblöcke, Getriebegehäuse und Bremskomponenten.

Elektronikindustrie

Planfräsen dient auch zur Herstellung von Kühlkörpern, Gehäusen und Substraten, die Ebenheit und Gleichmäßigkeit erfordern.

Luft- und Raumfahrt

Planfräsen kann vorgegebene ebene Merkmale an Flugzeugstrukturbauteilen und anderen Luft- und Raumfahrtteilen bearbeiten, wenn das Werkzeug zum Werkstoff passt. Allein garantiert es weder die erforderliche Toleranz noch Werkstoffintegrität.

Formen- und Werkzeugbau

Im Formen- und Werkzeugbau erzeugt Planfräsen ebene Merkmale an Formaufbauten und Einsätzen für den Kunststoffspritzguss und den Metallguss.

Allgemeine Fertigung

In der allgemeinen Fertigung erzeugt Planfräsen große Maschinengestelle, Platten für Industrieanlagen und andere ebene Bauteile.

Medizinprodukte

Die Medizintechnik nutzt Planfräsen für chirurgische Instrumente, orthopädische Implantate und andere medizinische Präzisionsbauteile.

Beim Fräsen beeinflusst die Werkzeugqualität unmittelbar das Ergebnis. Hier zeichnet sich Sundi Cutting Tools aus. Das Unternehmen ist auf hochpräzise PCD-Werkzeuge (polykristalliner Diamant) und CBN-Werkzeuge spezialisiert. Mit langjähriger Erfahrung liefert es leistungsfähige Lösungen für Automobilbau, Luft- und Raumfahrt sowie Elektronik.

PCD-Planfräser verwenden polykristalline Diamantschneiden für geeignete Werkstoffe und Bearbeitungen. Prüfen Sie die Spezifikation des konkreten Fräsers, bevor Sie die folgenden möglichen Fähigkeiten nutzen:

• Geeignete Konstruktionen ermöglichen Hochgeschwindigkeitszerspanung innerhalb ihrer zulässigen Bedingungen
• Potenzial für eine zweckmäßige Standzeit, in der vorgesehenen Anwendung zu prüfen
• Die Werkstoffverträglichkeit ist für die konkrete PCD-Sorte und das Werkstück zu prüfen
• Zulässige Bearbeitungen hängen von der Fräserkonstruktion ab; gehen Sie nicht davon aus, dass jeder PCD-Planfräser schruppen, konturieren oder profilieren kann.

Kontakt für PCD- und CBN-Werkzeuge sowie kundenspezifische Lösungen

Planfräsen erzeugt ebene Merkmale in vielen Branchen. Wählen Sie Werkzeuge und Schnittdaten nach Werkstoff und Spezifikation und prüfen Sie das Ergebnis. Gekrümmte Profile und komplexe Kavitäten können andere Werkzeuge oder Bearbeitungen erfordern.