Planfräsen 101:Hier ist, was jeder Produktdesigner wissen muss

Die Fertigungsindustrie hat einen langen Weg zurückgelegt und im Laufe der Jahre viele Fortschritte gemacht, um zu dem zu werden, was wir heute haben. Bereits im 18. Jahrhundert stellten beispielsweise Facharbeiter Teile mit herkömmlichen Handwerkzeugen her. Leider verursachte dieser Prozess nicht nur lange Vorlaufzeiten, sondern war auch anfällig für kostspielige Fehler, die Teile unbrauchbar machten.

Bis heute verfügen wir jedoch über mehrere Fertigungstechnologien und -prozesse, die in der Lage sind, die strengsten Anforderungen an das Produktdesign zu erfüllen. Einer dieser Herstellungsprozesse wird Stirnfräsen genannt.

Aber was ist Planfräsen und wie funktioniert es? Dieser Artikel behandelt alles, was Sie über diesen interessanten Herstellungsprozess wissen müssen.

Was ist Stirnfräsen?

Planfräsen ist eine Art von CNC-Fräsprozess, d. h. es werden Teile des Materials mit Schneidwerkzeugen von einem Werkstück entfernt. Im Gegensatz zum herkömmlichen Fräsen beinhaltet dieser Prozess jedoch das Platzieren des Schneidwerkzeugs so, dass seine Drehachse (oder Fräserachse) senkrecht zum Werkstück steht, wie unten gezeigt.

Abbildung 1:Der Stirnfräsprozess

Beachten Sie, wie das Mehrzahn-Schneidwerkzeug mit der Vorderseite nach unten zur Oberseite des Werkstücks positioniert ist. Bei diesem Vorgang wird Material entfernt, indem das Schneidwerkzeug gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, während sich das Werkstück über das Schneidwerkzeug bewegt.

Planfräsen vs. Umfangsfräsen:Was ist der Unterschied?

Stirnfräsen und Umfangsfräsen sind die beiden Hauptarten von Fräsoperationen. Sie sind in ihren Betriebsmodi ziemlich ähnlich, unterscheiden sich jedoch in ihrem Aufbau und ihrer Eignung zum Herstellen von Merkmalen. Zum Beispiel wird beim Umfangsfräsen das Schneidwerkzeug parallel zum Werkstück platziert, wie unten gezeigt.

Abbildung 2:Der Umfangsfräsprozess

Die einzigartige Konfiguration des Umfangsfräsens stellt sicher, dass die Seite des Fräsers die Oberseite des Werkstücks wegschleift. Dadurch werden beim Umfangsfräsen große Materialmengen effektiv von einem Werkstück abgetragen. Im Gegensatz dazu wird beim Planfräsen ein kleiner Teil des Materials mit der Spitze des Fräsers entfernt, wodurch sie besser für Anwendungen geeignet sind, die eine feine Oberflächengüte erfordern.

Auswahl des idealen Schneidwerkzeugs zum Stirnfräsen

Der Planfräsprozess kann eine breite Palette von Teilen und Merkmalen genau herstellen. Der Erfolg dieses Verfahrens hängt jedoch auch von der Wahl des idealen Planfräsers ab. Werfen wir einen Blick auf drei gängige Schneideplotter.

Abbildung 3:Planfräser

Schaftfräser Nr. 1

Schaftfräser haben normalerweise Schneidkanten (oder Schneidzähne) an ihrem Ende und Schaft, mit denen sie bei hohen Geschwindigkeiten flache Oberflächen entlang der Achse der rotierenden Spindel erzeugen. Dieses einzigartige Design macht sie ideal für die Erstellung komplizierter Muster, kleiner Flächen, Profile und Schlitze während der Oberflächenveredelungsphase der Produktentwicklung.

Abbildung 4:Schaftfräser

Sie finden sie jedoch möglicherweise ineffizient, wenn Sie in der Anfangsphase der Bearbeitung große Materialstücke entfernen müssen.

Mühle Nr. 2

Aufsteckfräser sind die am häufigsten verwendeten Fräser für Stirnfräsoperationen. Dieses Schneidwerkzeug verfügt über mehrere Schneidzähne und Einsätze an seiner Außenkante, wie in der Abbildung unten gezeigt.

Abbildung 5:Muschelmühle

Das einzigartige Design des Aufsteckfräsers bietet ausgewogene Schnittkräfte und eine präzise Kontrolle über die Materialmenge, die der Fräser bei hohen Geschwindigkeiten entfernt. Infolgedessen entscheiden sich Maschinenbediener normalerweise für das Aufsteckfräsen, um hochwertige und gleichmäßige Oberflächengüten zu erzielen. Bei Aufsteckfräsern kann es jedoch je nach Werkstückmaterial gelegentlich erforderlich sein, die Einsätze auszutauschen.

#3 Fliegenschneider

Ein Schlagmesser ist ein Einpunkt-Schneidwerkzeug, das hauptsächlich zur Bearbeitung großer Flächen verwendet wird. Mit „einzelner Spitze“ meinen wir, dass das Schneidwerkzeug über eine Schneidkante verfügt, die jeweils Teile des Materials entfernt.

Abbildung 6:Schlagmesser

Im Gegensatz zu Schaftfräsern und Aufsteckfräsern, die bei hohen Geschwindigkeiten beeindruckende Schnitte und Oberflächengüten liefern, kann ein Schlagmesser bei niedrigeren Geschwindigkeiten bessere Schnitte und Oberflächengüten erzielen. Das bedeutet, dass ein Maschinist weniger Kraft benötigt, um mit dem Schlagmesser qualitativ hochwertige Schnitte zu erstellen.

Maschinisten entscheiden sich in der Regel für Schlagmesser, wenn sie eine feine Oberflächengüte erzielen möchten und die Geschwindigkeit keine Rolle spielt.

Tipps zum Stirnfräsen

Der Planfräsprozess ist eine großartige Möglichkeit, hochpräzise und kostengünstige Produkte zu erzielen, solange der Maschinist qualifiziert ist und sich an die wesentlichen Regeln hält. Erstklassige Maschinisten halten sich während dieses Prozesses an die folgenden wichtigen Tipps:

• Verwenden Sie die empfohlene Spindeldrehzahl, um Verschleiß des Schneidwerkzeugs zu vermeiden.
• Positionieren Sie das Schneidwerkzeug immer außermittig vom Werkstück, da dies zu dünnen Spänen führt, die das überschüssige Material sind, das als Nebenprodukt des Stirnfräsvorgangs entsteht. Diese Ausrichtung sorgt für sauberere Schnitte und feinere Oberflächen.
• Vermeiden Sie häufiges Ein- und Ausfahren des Werkstücks, da dies zu Spannungen an der Schneidkante führen und die Genauigkeit des bearbeiteten Teils beeinträchtigen kann.
• Führen Sie keine Fräsoperationen über Schlitzen oder Löchern durch, da diese Kanten auch mehrfache Ein- und Austritte am Werkstück verursachen.
• Verwenden Sie CNC-Technologie (Computer Numerical Control), um den Schneidprozess zu automatisieren und hochpräzise und präzise Teile zu erhalten.

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