CNC-Fräsvarianten im Überblick: Verfahren und Anwendungen

CNC-Bearbeitung (Computerized Numerical Control) ist ein wichtiges Verfahren zur Formgebung von Teilen aus verschiedenen Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Sie gewährleistet hohe Wiederholgenauigkeit und Präzision und eignet sich ideal für vielfältige Fertigungsanwendungen.

CNC-Bearbeitung ist ein Sammelbegriff für verschiedene Prozesse wie CNC-Drehen, CNC-Fräsen und CNC-Bohren. Darunter ist das CNC-Fräsen ein zentraler Prozess für die Herstellung industrieller und kommerzieller Komponenten.

CNC-Fräsmaschinen verbinden die Genauigkeit der Computersteuerung mit der Rotation und Positionierung von Mehrschneiden-Werkzeugen. Während das Rohmaterial durch die vorprogrammierten Bearbeitungsoperationen läuft, bewegt sich das Werkzeug entlang der X-, Y- und Z-Achsen, um das Material präzise zu schneiden. Für komplexe Geometrien bewegen sich 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen gleichzeitig entlang drei linearer und zwei Drehachsen.

Welche CNC-Fräsvarianten werden in der Werkstatt eingesetzt? Dieser Artikel gibt einen Überblick.

Ebenfräsen (Planfräsen)

Das Ebenfräsen dient der Bearbeitung ebener, horizontaler Flächen. Es wird auch als Plattenfräsen bezeichnet. Dabei entfernt das Schneidwerkzeug Material entlang der Werkstückoberfläche. Die Drehachse verläuft parallel zum Werkstück. Je nach Relativbewegung zwischen Tisch und Werkstück unterscheidet man Gleichlauffräsen und Gegenlauffräsen. Das Werkstück wird parallel zum Maschinentisch gespannt, das Werkzeug in der Standardspritze.

Stirnfräsen (Face Milling)

Beim Stirnfräsen wird eine Ebene rechtwinklig zur Werkzeugachse bearbeitet. Das Werkzeug verfügt über Schneiden am Umfang und an der Stirn. Jede Schneidengruppe hat eine spezifische Funktion: Umfangsschneiden schneiden, Stirnschneiden fertigen. Stirnfräsen erzeugt höhere Oberflächenqualität und kann vertikal oder horizontal ausgeführt werden.

Im Vergleich zu Werkzeugen für andere Fräsverfahren haben Stirnfräser mehr Zähne. Die mit der Fläche in Kontakt stehenden Zähne übernehmen das Finish, die Schneidkanten am Umfang den Grobabtrag.

Winkelfräsen (Angular Milling)

Bei diesem Verfahren steht das Schneidwerkzeug in einem definierten Winkel zur Werkstückoberfläche. Die Winkelnut kann ein- oder doppelseitig sein. Es dient der Bearbeitung von Ebenen, die weder parallel noch senkrecht zur Werkzeugachse verlaufen.

Die Drehachse des Werkzeugs wird angewinkelt zur Werkstückoberfläche positioniert, um winkelgenaue Schnitte wie Nuten oder Schwalbenschwänze zu erzeugen.

Schwalbenschwanzfräsen ist ein typisches Beispiel. Je nach Auslegung beträgt der Werkzeugwinkel 45°, 50°, 55° oder 60°. Zunächst wird die Nut oder der Zapfen mit einem Scheibenfräser vorgeschnitten, anschließend die Winkelkanten und der Grund mit einem Winkelfräser fertiggestellt.

Formfräsen (Form Milling)

Beim Formfräsen kommen Formwerkzeuge zum Einsatz, um Teile mit unregelmäßigen Konturen herzustellen. Nicht-planares Schneiden ist möglich: Konturen, Kurven und Radien. Jede Kurvenform erfordert ein spezifisches Werkzeug für präzise Formschnitte.

Formfräsen bearbeitet unregelmäßige Flächen (kurvige Ebenen oder reine Kurven). Mit Formfräsern oder Freischneidern (Flying Cutter) kann die Form in einem Schnitt erzeugt werden. Typische Anwendungen: Halbrundnuten, Wulste, Viertelradien. Verwendete Werkzeuge: Konvexe, konkave und Rundfräser, die auf den benötigten Durchmesser geschliffen werden. Formfräsen kann komplexe Muster oder mehrere komplexe Flächen in einem Schnitt erzeugen. Auch halbkugelige und halbkreisförmige Kavitäten, Perlen und Konturen sind möglich.

Gegenfräsen (Straddle Milling)

Beim Gegenfräsen bearbeiten zwei Scheibenfräser gleichzeitig zwei parallele Werkstückflächen. Die Fräser sind gegeneinander gerichtet und umspannen das Werkstück. Dieses Verfahren eignet sich besonders, um mehrere senkrechte Flächen in einem Schnitt zu bearbeiten.

Zwei oder mehr parallele senkrechte Flächen werden in einem Schnitt bearbeitet. Dazu werden zwei Fräser auf demselben Werkzeughalter montiert und exakt auf die Werkstückbreite abgestimmt. Beide Werkstückseiten werden simultan bearbeitet, die Maßhaltigkeit präzise kontrolliert. Das Werkstück wird auf einer Teilvorrichtung oder einem vertikalen Drehspannfutter gespannt.

Gruppenfräsen (Gang Milling)

Beim Gruppenfräsen werden mehrere Fräser auf einem Werkzeughalter eingesetzt, um verschiedene horizontale Ebenen zu bearbeiten. Die Werkzeuge haben unterschiedliche Durchmesser, die Drehzahl richtet sich nach dem größten Durchmesser.

Kombinationsfräsen bearbeitet mehrere Werkstückflächen gleichzeitig durch Vorschub in mehrere Werkzeuge, die gleiche oder unterschiedliche Durchmesser haben können. Dies ermöglicht komplexere Schnitte an komplexen Teilen und verkürzt die Fertigungszeit. Wenn ein Werkstück mehrfach geschnitten werden muss – Nuten, Ebenen, Winkelnuten – ist Gruppenfräsen die ideale Wahl.

Die Vorteile des CNC-Fräsens liegen in der Vielseitigkeit der bearbeitbaren Materialien und der schnelleren Herstellung kundenspezifischer Teile im Vergleich zur konventionellen Bearbeitung. Erfahrene CNC-Dienstleister wissen, welches Fräsverfahren optimal ist. Suchen Sie einen vertrauenswürdigen, erfahrenen Partner für Ihr nächstes Projekt, ist SANS Machining eine Überlegung wert.