Fräsmaschinen charakterisiert ein breites Anwendungsspektrum, wenn es darum geht Werkstoffe spanend zu bearbeiten – wahlweise mit ein- oder mehrschneidigen beziehungsweise umlaufenden Werkzeugen. Die einzelnen Modellformen unterscheiden sich beispielsweise mit Hinblick auf ihren Automatisierungsgrad oder ihrer Arbeitsgeschwindigkeit – eine fortlaufend notwendige Betreuung ist bei heutigen Modellen typischerweise aber nicht mehr erforderlich.
Arten und Werkstoffe
Prinzipiell lassen sich mit einer Fräsmaschine alle Werkstoffe bearbeiten, die als zerspanbar gelten. Das sind Aluminium- und Stahl-Legierungen ebenso wie weitere Metalle, verschiedene Hölzer und Kunststoffe. Am häufigsten kommen Fräsmaschinen in Verbindung mit Erzeugnissen aus Stahlguss oder Stahl zum Einsatz.
Mit Hinblick auf den Werkstoff sowie das Eingriffsverhältnis gilt es anschließend eine passende Variante auszuwählen – diese sind durchaus vielfältig, die bekanntesten Fräsmaschinenarten sollen nachfolgend einmal vorgestellt werden.
Bettfräsmaschine
Die Bettfräsmaschine charakterisiert, dass sie die Koordinatenrichtungen auf drei Objekte verteilt: Tisch, Fräseinheit und Ständer. Am Tisch werden Längs-, am Ständer Quer- und an der Fräseinheit Vertikalbewegungen ausgeführt. Aus diesem Grund haben solche Geräte auch eine verwindungssteife Konstruktion, die ähnlich einem „T“ geformt ist. Derartige Maschinen arbeiten normalerweise innerhalb eines Leistungsspektrums von 15 bis 30 kW. CNC-Steuerungen können bei Bettfräsmaschinen für kleine Losgrößen oder häufiger wechselnde Programme genutzt werden.
Konsolfräsmaschinen
Charakteristisch für diese ist der kreuzbewegliche Tisch, zudem befindet sich im Maschinengestell eine Spindel. Damit sind Konsolfräsmaschinen zugleich der Oberbegriff für weitere Bauarten. Gegenüber den zuvor erwähnten Bettfräsmaschinen haben sie typischerweise, exakt ist das von der jeweiligen Bauart abhängig, einige Nachteile.
So beispielsweise:
- geringere dynamische Steifigkeit
- Schnittkräfte werden etwas schlechter aufgenommen
- gegenüber Bettfräsmaschinen mitunter eine reduzierte Genauigkeit
Universalfräsmaschine
Die Universalfräsmaschine ermöglicht Schrägstellungen und aus diesem Grund verschiedene Verfahren: Stirn-, Walzen-, Rund-, Profil- und Planfräsen gehören dazu, die Schrägstellung ist sowohl bei Quer- als auch Längsschnitten anwendbar. Angetrieben werden derartige Maschinen normalerweise mit einer Leistung zwischen 3 und 10 kW, neuere Modelle haben zudem eine Gleichlauffräseinrichtung. Bei diesem Verfahren erfolgt zunächst ein kleiner Anschnitt am dicken Ende, wodurch die Schneide das Material direkt mit ihrer maximalen Trennleistung bearbeiten kann.
Horizontal- und Vertikalfräsmaschine
Bei dieser Art von Fräsmaschinen ist die Spindel ortsfest und wahlweise senk- oder waagerecht angeordnet, entsprechend der Anordnung handelt es sich dann um eine Vertikal- oder Horizontalfräsmaschine. Die Geräte arbeiten mit einer Leistung zwischen 4 und 16 kW. Aufgrund der ortsfesten Spindel kommen solche Maschinen nur bei Kleinserien- oder Einzelanfertigungen zum Einsatz, wo sich die Fräsarbeit auf relativ simple lineare Prozesse beschränkt.
Die zuvor erwähnte Bettfräsmaschine merzt übrigens einen ganz entscheidenden Nachteil aus, den jede Horizontal- und Vertikalfräsmaschine hat: Der Kraftangriff ist bei dieser Art recht weit von der Konsole entfernt, wodurch ein Kippmoment entsteht, was wiederum zu einer reduzierten Präzision führt. Bettfräsmaschinen haben diesen Nachteil nicht.
Welche verschiedenen Fräsverfahren gibt es?
Neben der Art der Fräsmaschine, ist auch zwischen den vielen verschiedenen Fräsverfahren zu unterscheiden:
- Planfräsen, mitsamt den untergeordneten Verfahren Umfangs-, Stirn- und Umfangs-Planfräsen
- Rundfräsen
- Profilfräsen
- Schraubfräsen
- Walzfräsen
- Stirn-Wasserstrahlfräsen
- Schlagzahnfräsen
Die Verfahren müssen mit Hinblick auf die genutzte Maschine, den Werkstoff und das zu erreichende Fräsergebnis stets korrekt gewählt werden.
Gefräst wird immer – wenn auch auf verschiedene Weise
Fräsprozesse sind heutzutage, aufgrund der verschiedenen Maschinen und Verfahren, ausgesprochen vielfältig – und aus der Industrie ebenso wie im Handwerk nicht wegzudenken. Die Konfiguration zwischen Anlage, Verfahren und Werkstoff ermöglicht viel Optimierungspotenzial, um die Effizienz der Fräsarbeiten dauerhaft zu steigern.
