CNC-Fräsmaschinen erklärt: Funktionsweise & Haupttypen

Mit steigender Präzision und Komplexität mechanischer Produkte, besonders in Luft- und Raumfahrt, Militär, Marine und High-Tech-Industrien, ersetzen CNC-Bearbeitungszentren konventionelle Maschinen, um höhere Anforderungen zu erfüllen. Als häufigster Bearbeitungsprozess für CNC-Teilefertigung erfordern CNC-Fräsdienstleistungen Fräsmaschinen. Was ist eine CNC-Fräsmaschine und wie funktioniert sie? Hier stellt CNClathing.com Definition, Funktionen, Typen und Details von CNC-Fräsen vor.

Was ist eine CNC-Fräsmaschine oder CNC-Fräse?

Eine CNC (Computerized Numerical Control) Fräsmaschine oder CNC-Fräse ist eine computergesteuerte Maschine mit Bohr- und Schneidwerkzeugen für den Fräsprozess. Fräsen ist ein Fertigungsverfahren, das einen rotierenden zylindrischen Schneidfräser verwendet, um Material vom Werkstück abzutragen und eine Vielzahl von CNC-gefrästen Teilen mit verschiedenen Formen, Nuten, Bohrungen und Abmessungen zu erstellen. Es gibt verschiedene Bauarten von CNC-Fräsen. Obwohl sich verschiedene Typen in der Zusammensetzung unterscheiden, gibt es viele Gemeinsamkeiten. Eine CNC-Fräsmaschine besteht usually aus Welle, Arbeitstisch, Spindel, Rahmen, CNC-Steuerung, Kühlmittel, Schmierungssystem, Kraftzugstange, Gehäuse, Achsen etc.

Wie funktioniert eine CNC-Fräsmaschine?

Vor dem Start des CNC-Programms wird das Werkstück auf dem Arbeitstisch der CNC-Fräsmaschine gespannt und die Schneidwerkzeuge auf der Spindel montiert. Wenn die Maschine bereit ist, startet der Bediener das Programm und initiiiert den CNC-Fräsprozess. Je nach Fräsmaschinentyp und Anwendung führen CNC-Fräsmaschinen folgende Operationen aus: Werkstück langsam in das stationär rotierende Werkzeug vorschieben, oder Werkzeug über stationärem Werkstück bewegen, oder sowohl Werkzeug als auch Werkstück relativ zueinander bewegen. Auf CNC-Fräsmaschinen kann ein Fräser entlang mehrerer Achsen verfahren und in verschiedene Richtungen rotieren, was vielfältige komplexe Operationen zur Herstellung diverser Frästeile gemäß CAD-Design ermöglicht.

Verschiedene Typen von CNC-Fräsmaschinen

CNC-Fräsen werden often nach der Anzahl der Achsen klassifiziert, auf denen sie arbeiten können, oder nach Spindelrichtung.

1. Vertikale Fräsmaschine: Spindelachse vertikal orientiert → Schneidwerkzeuge auf der Spindel bearbeiten Material vertikal, Fräser bewegen sich bei stehendem Werkstück. Maschinen können leicht in das Teil schneiden. Zwei Grundtypen:
   • Tischfräse (Turret Mill): Spindel stationär, Arbeitstisch mit Material bewegt sich horizontal oder vertikal zum Schneiden.
   • Bettfräse (Bed Mill): Spindel auf vertikaler Achse positioniert, ermöglicht Auf-/Ab-Bewegung, kombiniert mit horizontaler Tischbewegung für Fräsprozess.
2. Horizontale Fräsmaschine: Funktioniert fast wie vertikale Fräsen, aber Fräser auf horizontaler Spindel montiert. Schneidwerkzeuge horizontaler Maschinen haben gute Unterstützung vom Träger und größeren Querschnitt als vertikale Fräse → höhere Materialabtragsrate, besonders bei Nuten und Schlitzen.
3. 3-Achsen-Fräse: Werkstück bleibt stationär, Schneidwerkzeuge bewegen sich entlang 3 Achsen für CNC-Frästeile mit vielfältigen Formen, Größen und Spezifikationen.
4. 4-Achsen-Fräse: Struktur generally wie 3-Achsen, aber mit Rundtisch ausgestattet → erweiterte Operationen möglich.
5. 5-Achsen-Fräse: 5 Achsen, in denen Fräser sich bewegen können. Auf 5-Achsen-Bearbeitungszentren bewegen sich Schneidwerkzeuge entlang X, Y, Z Linearachsen sowie Rotation um A- und B-Achsen, um dem Werkstück nahe zu kommen.