Fräsen

Fräser sind grundsätzlich entweder als Schaft- oder Hohlschaft-Werkzeuge mit einem oder mehreren Schneidkanten konzipiert. Neben fräserkörper mit Einsätzen sind Schaftfräser auch als Schnellarbeitsstahl- und Vollhartmetallschaftfräser erhältlich. Der Einsatz von Schnellarbeitsstahl-Schaftfräsern hat in den letzten Jahren stetig abgenommen und sie werden jetzt hauptsächlich mit manuellen Fräsmaschinen verwendet. Die Qualität und der Preis von Vollhartmetallschaftfräsern in Bezug auf die Produktivität des Werkzeugs und die durch moderne Bearbeitungsmaschinen ermöglichten Bearbeitungsmethoden haben diesen Fräsertyp als das gängigste Schaftfräsermodell etabliert. Es gibt eine breite Palette von Schaftfräsern für verschiedene Anwendungen, wie traditionelle gerade Schaftfräser für Eckfräsen und Schlitzfräsen, Langschnitt-Schaftfräser mit mehreren Schneidkanten für dynamisches Fräsen, Schaftfräser mit großem Stirnradien für Hochvorschub-Fräsen, Radius- oder Tonnenfräser (Barrel-Cutter) für 3D-Oberflächenfräsen und verschiedene Rundungs-, Fasen-, T-Nut- und Schwalbenschwanzfräser. Fräserkörper mit Einsätzen bezeichnen Stahlfräserkörper, an die austauschbare Einsätze mit Schrauben befestigt werden. Einsatzfräser sind kostengünstig und durch die austauschbaren Einsätze ist die Wartung des Werkzeugs einfach. Verschiedene Einsatzgeometrien können mit unterschiedlichen Qualitäten und Beschichtungen für die Bearbeitung verschiedener Materialien verwendet werden. Einsatzfräser gibt es sowohl als Schaft- als auch als Hohlschaftmodelle und sie sind im Allgemeinen größer als Vollhartmetallschaftfräser. Beispiele für Einsatzfräser sind Planfräser, Formfräser, Eckfräser, Hochvorschubfräser, Bohrfräser, Schlitz- und Scheibenfräser usw.

Das dynamische Fräsen ist eine Bearbeitungsmethode, die gemeinsam von Werkzeugherstellern und CAM-Softwareentwicklern entwickelt wurde. Dynamische Bearbeitungsmethoden wurden ursprünglich für das Rausschälen von schwer zu schneidenden Materialien wie harten Stählen und hitzebeständigen Superlegierungen entwickelt, eignen sich aber auch gut zum Fräsen anderer Materialien. Das Verfahren nutzt die volle Schnitttiefe des Werkzeugs aus, was eine gleichmäßige Abnutzung über die gesamte Schnittlänge ermöglicht und die Standzeit des Werkzeugs verlängert.

Das grundlegende Prinzip des dynamischen Fräsens ist eine große axiale (a_p) und eine kleine radiale (a_e) Schnitttiefe im Vergleich zu traditionellen Bearbeitungsmethoden. Beim dynamischen Fräsen werden Vollbreitenwerkzeug-Schnitte und lineare Bewegungen vermieden, und die Materialabtragung erfolgt durch gleichmäßige Bearbeitungsbewegungen.

Das dynamische Bearbeiten erfolgt typischerweise im sogenannten Gleichlauffräsen, was bedeutet, dass das Werkzeug immer mit hohem Vorschub (Nicht-Bearbeitungsvorschub) zum Anfang eines neuen Schnitts zurückkehrt, nachdem ein Span fertig ist. Der Anfahr- und Austrittweg zur Bearbeitungsbahn wird immer mit einer Kurvenbahn (ca. 10% D_c) durchgeführt. Beim dynamischen Fräsen kann der Durchmesser des Werkzeugs (D_c) maximal 70% der Breite des zu bearbeitenden Bereichs betragen. Der Seitenabstand beim dynamischen Hochgeschwindigkeitsfräsen a_e beträgt normalerweise etwa 5-20% D_c, abhängig vom Werkzeug und dem zu bearbeitenden Material.

Übliche Schneidwerkzeuge können im dynamischen Fräsen verwendet werden, aber die besten Vorteile der Methode werden mit Langschnitt-Vollhartmetallschaftfräsern erzielt, die speziell für das dynamische Fräsen entwickelt wurden und mit mehreren Schneidkanten und Spanbrecherrillen ausgestattet sind. Beispiele umfassen Schaftfräser aus der MD133-Produktserie von Walter Tools, die 3xD, 4xD und 5xD Schnittlängen bieten. Der in dynamischen Werkzeugbahnen verwendete Seitenabstand wird von Faktoren wie Werkzeugtiefe, dem zu bearbeitenden Material, der verwendeten Bearbeitungsmaschine, dem Maschinenspindelkonus, dem Werkzeughalter und der Werkstückspannung beeinflusst. Um einen erfolgreichen Bearbeitungsprozess sicherzustellen, sollten immer Berechnungsprogramme der Werkzeughersteller verwendet werden, die diese Aspekte berücksichtigen. Beispiele für solche Berechner sind Walter GPS.