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Vergleich von Dreh- und Fräsbewegungen
Fräsmaschinen haben 6 Achsen, die X-, Y- und Z-Achse sind die wichtigsten.
Drehmaschinen hingegen haben nur 2 Achsen, die X- und Z-Achse.
Gegenlauf- und Synchronfräsen
Nach der Richtung der Vorschubbewegung zur Schnittbewegung wird zwischen Gegenlauf- und Synchronfräsen unterschieden.
Wenn die Schneide Späne bildet, wird der Fräser zum Werkstück gezogen. Flexible Werkstücke können durch die Schnittkräfte vom Aufspanntisch abgehoben werden.
Gegenlauffräsen ist nur dann vorteilhaft, wenn die Werkstücke harte und abrasive Kanten haben, z.B. Gusseisen, und wenn der Tischantrieb nicht spielfrei ist.
Beim synchronen Umfangsfräsen dringt die Schneide abrupt in das Werkstück ein. Fräser und Werkstück schieben sich voneinander weg. Mit abnehmender Spandicke wird die Schnittkraft reduziert, wodurch eine bessere Oberflächenqualität im Vergleich zum Gegenlauffräsen erreicht werden kann.
Die Vorteile des Synchronfräsens können voll ausgeschöpft werden, wenn immer eine Schneide im Eingriff ist und der Tischvorschub spielfrei arbeitet.
Beim Planfräsen mit symmetrisch zum Werkstück angeordnetem Fräskopf heben sich Steig- und Gegenlaufeffekte auf.
Durch die unterschiedliche Kraftrichtung wird der Fräser beim Gegenlauffräsen zum Werkstück gezogen und beim Synchronfrä
sen herausgedrückt.
Je dünnwandiger die Werkstücke und je flexibler z.B. die Schaftfrä
ser und die dünnen Stege des Werkstücks, desto größer ist die Wirkung der Verschiebekräfte. Die Überlagerung der Formänderungen am Werkstück und am Fräser führt zu Winkel-, Ebenheits- und Parallelitätsabweichungen am Werkstück.
Beim Konturfräsen führen die Schnittkräfte zu elastischen Formänderungen bei Schaftfräsern und dünnwandigen Werkstücken. Dies kann zu Maß- und Formabweichungen führen.
Beim Walzenfräsen liegt die Fräsachse parallel zur bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks. Der Fräser arbeitet nur mit den Umfangsschneiden. Durch den ungleichmäßigen Span ist auch die Belastung von Werkzeugen und Maschinen ungleichmäßig. Beim Planfräsen steht die Fräsachse senkrecht zur bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks. Die Schneiden des Fräsers befinden sich sowohl am Umfang als auch an der Stirnseite des Werkzeugs. Der Fräser schneidet das Material nur mit der Umfangsschneide, während die Endschneiden die bearbeitete Oberfläche glätten. Mit dem Planfräsen werden ebene Flächen erzeugt.
Auswahl der Position des Plan- und Eckenfräsers: Bei einer zentralen Fräserposition kann eine Änderung der Schnittkraft zu Vibrationen (Rattering) führen. Ursachen sind beispielsweise die fehlende Steifigkeit des Werkstücks oder der Maschine. Wird der Fräskopf außermittig positioniert, werden Vibrationen vermieden, da in dieser Position die Verschiebekraft auf den Fräser (Fräser sind Fräswerkzeuge, die typischerweise in Fräsmaschinen oder Bearbeitungszentren zur Durchführung von Fräsoperationen eingesetzt werden) ständig auf eine Seite gerichtet ist.
Welche Maßnahmen können die Oberflächenqualität verbessern?
Eine Verbesserung der Oberflächenqualität kann in der Regel durch Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit und Reduzierung des Zahnvorschubs erreicht werden.
Warum ist Planfräsen wirtschaftlicher als Planfräsen?
Das Planfräsen erreicht eine höhere Abtragsleistung als das Umfangsplanfräsen. Gründe: Immer mehr Zähne werden gleichzeitig eingesetzt. Durch die höhere Steifigkeit des Werkzeugzeigers können höhere Kräfte übertragen und höhere Schnittgeschwindigkeiten durch den Einsatz von Wendeschneidplatten erreicht werden.