Horizontale Fräsmaschinen: Grundlagen & Auswahl des richtigen Modells

Verschiedene CNC-Fräsmaschinen erledigen bestimmte Aufgaben mit höchster Effizienz. Die Unterscheidung jedes Fräsmaschinentyps hilft, die passendste Maschine zu identifizieren. Um die geeignetste Fräsmaschine zu finden, betrachten wir die verschiedenen Typen. Generell gibt es zwei Kategorien: vertikale und horizontale Fräsmaschinen. Dieser Artikel fokussiert horizontale Fräsen mit horizontaler Spindelachse.

Was sind horizontale Fräsmaschinen?

Horizontale Fräsmaschinen weisen ein ähnliches Design auf: eine Spindel mit rotierendem Schneidwerkzeug drückt gegen ein Teil und entfernt Material. Sie bestehen meist aus Basis, Konsole (Knee), Säule (Column), Tisch, X-Achse, Überarm (Over-arm), Spindelwelle (Spindle Arbor). Einige horizontale Fräsen verfügen über integrierten Drehtisch für Fräsoperationen in verschiedenen Winkeln – auch Universal-Tisch genannt.

Der eigentliche Vorteil liegt in den auf der Spindelwelle montierten Fräsern (Arbor-mounted Cutters), genannt Stirn- und Seitenfräser (Side and Face Mills). Ihr Querschnitt ähnelt einer Kreissäge, sie sind jedoch allgemein breiter und kleiner im Durchmesser. Horizontale Fräsen können auch Schaftfräser (Endmills) und andere Werkzeuge ihrer vertikalen Pendants nutzen.

Der signifikanteste Unterschied: Spindelorientierung. Vertikale Fräsmaschinen – vertikale Spindel; horizontale – horizontale Spindel. Kurz: horizontale Fräsen montieren das Schneidwerkzeug auf horizontaler Spindel zum Materialabtrag. Zudem nutzen horizontale Fräsmaschinen meist andere Schneidwerkzeuge. Während vertikale Fräsen lange, feine Werkzeuge haben, besitzen horizontale Fräsen kürzere, dickere – sie führen schwerere, tiefere Schnitte aus. Fertigungsunternehmen nutzen sie oft für Nuten oder Schlitze in Werkstücken.

Wie wählt man die richtige Maschine für den Job?

Bei der Wahl einer horizontalen Fräse sind wichtige Faktoren zu beachten: Vorschubrichtung, Vorschubgeschwindigkeiten, Schnittgeschwindigkeit, Schmierung. Vorschubrichtung beeinflusst Leistung und Genauigkeit. Schnittgeschwindigkeiten müssen zu Material und Fräser passen. Zudem sollten sie zur Art der Fräsarbeit passen (z. B. Schlichten). Lieferanten stellen meist empfohlene Vorschublisten für korrekten Betrieb bereit. Empfohlene Vorschübe variieren je Fräsertyp. Nicht zuletzt: korrekte Schmierung ist beim Fräsen von Metallen und Legierungen Pflicht.

Es gibt diverse horizontale Fräsmaschinen am Markt. Obwohl einige Bediener noch klassische manuelle Fräsen bevorzugen, haben CNC-Fräsmaschinen (Computer Numerical Control) sie in weltweiter Beliebtheit überholt.

Operationen & Vorteile horizontaler Fräsmaschinen

Operationen

Der Prozess der Bearbeitung flacher, gekrümmter oder unregelmäßiger Oberflächen durch Vorschub des Werkstücks gegen einen rotierenden Fräser mit mehreren Schneiden ist eine Fräsoperation. Maschine besteht aus motorgetriebener Spindel, die den Fräser hält und dreht, sowie hin- und verstellbarem Arbeitstisch, der Werkstück hält und vorschiebt. Fräsoperationen lassen sich in vier Gruppen gliedern:

• Plandrehen (Face Milling): ebene Flächen im rechten Winkel zur Fräserachse
• Winkelfräsen (Angular Milling): ebene Flächen geneigt zur Fräserachse
• Ebenfräsen (Plain/Slab Milling): ebene Flächen parallel zur Fräserachse
• Formfräsen (Form Milling): Flächen mit unregelmäßigen Konturen

Weitere spezielle Fräsoperationen an horizontalen Fräsmaschinen folgen in einem anderen Artikel. Nun zu den Vorteilen.

Vorteile

Horizontale Fräsmaschinen sind extrem stabile, robuste Maschinen. Vielfältige Fräser für Materialabtrag und Formgebung, meist fixiert mit starkem Maschinenschraubstock. Beispiel: wenn schneller Großmaterialabtrag vor Fräsgenauigkeit priorisiert wird, wählt man horizontale Fräsmaschine.

Horizontale Fräsmaschinen nutzen keine feste Spindel wie vertikale Fräsgeräte. Stattdessen Schneidköpfe ähnlich kleinen Kreissägen auf horizontalem Fräserarm. In manchen Situationen – wenn der Fräserarm die gesamte Bettlänge überspannt – kann Mehrfachbestückung mit mehreren Fräsern sinnvoll sein. Einige Fräsmaschinen haben Bettbewegungsbeschränkungen auf der Horizontalachse, manche Modelle integrieren drehbaren Bett. An solchen horizontalen Fräsmaschinen lassen sich Fräsoperationen in verschiedenen Winkeln ausführen.

Ideal für horizontale Fräsmaschinen:

• Schneiden einer oder mehrerer Nuten in ein Werkstück
• Nutenbearbeitung (Slot Machining)
• Mehrseiten- / Mehrebenen-Fräsoperationen
• Bearbeitungsaufgaben mit extrem schweren Werkstücken und Material

Insgesamt sind horizontale Fräsmaschinen generell die bessere Wahl für komplexe Projekte. Oft erledigen sie Aufgaben schneller, wobei Projekte mit solchen präzisen, komplexen Anforderungen höhere finanzielle Investitionen erfordern als Projekte an vertikalen Fräsen.