Was ist Umfangsfräsen? Vollständiger Leitfaden für Einsteiger

Umfangsfräsen ist ein grundlegendes Zerspanungsverfahren zum effizienten Abtragen größerer Materialmengen von ebenen Flächen. Solche Teile werden in schweren Maschinen, Strukturbauteilen und der allgemeinen Fertigung eingesetzt.

Dieser Artikel erläutert Definition, Arten, Vorteile, Grenzen und wichtige Anwendungen.

Definition und Grundprinzip

Umfangs- oder Walzenfräsen verwendet ein zylindrisches Schneidwerkzeug mit mehreren Schneiden am Umfang, um eine ebene Fläche parallel zur Fräserachse zu erzeugen. Dies geschieht häufig auf einer Horizontalfräsmaschine; die Flächenorientierung allein definiert das Verfahren jedoch nicht.

CNC-Zerspanungsbetriebe und andere Werkstätten können mit den Umfangsschneiden eines Walzenfräsers Material abtragen. Schnittbedingungen müssen zu Werkzeug, Maschine und Werkstoff passen.

So funktioniert Umfangsfräsen

Das Schneidwerkzeug wird typischerweise auf einem Fräsdorn getragen. Der relative Vorschub führt das Werkstück am rotierenden Fräser vorbei, meist senkrecht zur Fräserachse; das Werkzeug bewegt sich nicht senkrecht zu seinem eigenen Schnittvorschub.

• Die endgültige Oberflächengüte
• Die Schnittbreite
• Die Schnitttiefe
• Die Steifigkeit der Einrichtung
• Die Werkstoffeigenschaften.

Achten Sie außerdem auf Werkzeugwahl, genauen Vorschub, Drehzahl und Kühlschmierstoffeinsatz. Diese Größen müssen sorgfältig abgestimmt werden.

Walzenfräsen erzeugt ebene Flächen mit den Umfangszähnen eines zylindrischen Fräsers. Seine axiale Breite und die gewählten Bahnen bestimmen die Flächenabdeckung; diese Breite wird nicht durch den Fräserdurchmesser definiert.

Seitenfräsen nutzt spezielle Fräser mit Schneiden an Seiten und Umfang. Es eignet sich für senkrechte ebene Flächen oder zur Bearbeitung einer Teilebreite. Varianten umfassen kreuzverzahnte, gerade verzahnte und einseitig schneidende Scheibenfräser.

Beim Planfräsen steht die Fräserachse ungefähr senkrecht zur bearbeiteten Ebene. Umfangs- und Stirnschneiden wirken je nach Geometrie mit. Es ist ein verwandtes Verfahren, keine Unterart des Walzenfräsens; ohne Anwendungsdaten lässt sich seine Produktivität nicht darunter einordnen.

Das Fräsen mit Schaftfräsern erzeugt Taschen, Nuten, Schultern und kleinere Flächen. Es ist ein verwandtes Verfahren, kein vorgeschriebener Schlichtschritt nach jedem Walzenfräsdurchgang.

Beim Satzfräsen werden mehrere Fräser, etwa Walzenfräser, auf einem Dorn montiert. Sie führen mehrere Bearbeitungen gleichzeitig aus und bieten hohe Produktivität bei Teilen mit mehreren ebenen und senkrechten Flächen. Wegen hoher Schnittkräfte ist eine steife Einrichtung erforderlich.

Die Wahl der Werkzeugbahn ist ebenso wichtig wie die des Werkzeugs.

Gegenlauffräsen wird auch konventionelles Fräsen genannt. Beim Umfangsfräsen wirkt die Zahnbewegung am Kontaktpunkt entgegen dem Werkstückvorschub; die Spandicke wächst von nahezu null an. Das beseitigt kein mechanisches Umkehrspiel, kann aber den Einzugseffekt des Gleichlauffräsens bei ungeeigneten Vorschubsystemen vermeiden. Reiben beim Eintritt kann die Oberfläche beeinflussen.

Beim Gleichlauffräsen folgt die Zahnbewegung am Kontaktpunkt dem Werkstückvorschub, während die Spandicke gegen null sinkt. Unter passenden Bedingungen kann die Oberfläche besser werden; Vorschubsystem und Spannung müssen jedoch Einzug verhindern und Umkehrspiel beherrschen.

Eine gerade Bahn ist beim Walzenfräsen üblich. Die Materialabtragsrate hängt von Vorschub, Breite, Tiefe und verfügbarer Maschinenleistung ab; eine gerade Bahn allein garantiert keinen höheren Abtrag.

Umfangsfräsen kann mit geeignetem Fräser und steifer Dornabstützung viel Material abtragen. Die zulässige Spanlast hängt von Werkzeug, Werkstoff, Eingriff und Maschinenleistung ab.

Umfangsfräsen kann große ebene Flächen in geeigneten Metallen und Kunststoffen erzeugen. Schneidstoff, Geometrie und Schnittdaten müssen zum Werkstück passen; nicht jede Einrichtung eignet sich für härteste Stähle.

Umfangsfräsen kann bei wiederholter Flächenbearbeitung produktiv sein. Vergleichen Sie die Zykluszeit mit Stoßen oder Hobeln für den konkreten Auftrag und überwachen Sie den Prozess, statt unveränderliche Anfangseinstellungen vorauszusetzen.

Gleichlauffräsen kann gute Oberflächen unterstützen, wenn Fräser, Vorschubsystem, Spannung und Schnittbedingungen passen. Geforderte Oberfläche und Maßgenauigkeit müssen dennoch geprüft werden.

Eine häufige Anwendung ist das Rechtwinkligfräsen und Dimensionieren von Rohmaterial für weitere Bearbeitung. Ein Walzenfräser kann für diesen ersten Schruppschnitt passen; dies hängt von der benötigten Breite ab.

Weitere Anwendungen sind die Bearbeitung von Grundkörpern, Ständern und Betten von Werkzeugmaschinen sowie Aufspannplatten und Vorrichtungen. Diese ebenen Flächen dienen zum sicheren Befestigen von Teilen und Werkzeugen.

Automobilwerke nutzen es zum Fräsen von Motorblockflächen und ebenen Flächen großer Gussteile. Luftfahrtunternehmen benötigen es zum Materialabtrag an Strukturrahmen und großen Baugruppen.

Auch zum Vorbereiten von Fugen und Passflächen im schweren Stahlbau wird es eingesetzt. Präzision ist hier entscheidend für zuverlässige Bauteile.

Umfangsfräsen ist eine Option im Formen- und Werkzeugbau. Es kann zugängliche ebene Grund- und Plattenflächen vorbereiten; prüfen Sie Ebenheit, Maße und weitere Zeichnungsanforderungen. Ein hohler Klang ist kein Abnahmekriterium für die Bearbeitung.

Umfangsfräsen erzeugt mit Umfangsschneiden ebene Flächen parallel zur Fräserachse. Wählen Sie Werkzeug, Abstützung, Vorschubrichtung und Schnittbedingungen passend zur Anwendung und prüfen Sie nach Zeichnung; es ist anderen Fräsverfahren nicht automatisch überlegen.