Was ist eine Fräsmaschine?

Unter dem Oberbegriff Fräsmaschinen werden seit ihrer Erfindung 1818 Arbeitsmaschinen zusammengefasst, die durch das formgebende Verfahren des Fräsens ebene Flächen oder Konturen herstellen. Kennzeichnend für das Arbeiten mit Fräsmaschinen ist ein feststehendes Werkstück, dass durch ein sich drehendes Werkzeug (Fräser) bearbeitet wird. Bei jeder Umdrehung des Fräsers folgt auf den Eingriff der Schneiden in das Werkstück umgehend der Austritt sowie die Kühlung. Durch den unterbrochenen Schnitt schwanken Temperatur und Schnittkräfte an der Schneide des Fräsers. Weit verbreitete Arten von Fräsmaschinen sind Universalfräsmaschinen, Bettfräsmaschinen und Portalfräsmaschinen.

Wie ist eine Fräsmaschine aufgebaut?

Bei den Fräsmaschinen gestaltet sich der Grundaufbau immer abhängig vom Typus der Arbeitsmaschine. Die gängigsten Arten von Fräsmaschinen und deren Aufbau haben wir Ihnen im folgenden zusammengefasst.

Aufbau von Konsolfräsmaschinen

Konsolfräsmaschinen verfügen über einen kreuzbeweglichen Arbeitstisch und eine im Maschinengestell angeordnete Arbeitsspindel. Zu den typischen Vertretern der Konsolfräsmaschinen gehören Universalfräsmaschinen und Horizontal- beziehungsweise Vertikalfräsmaschinen.

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  Universalfräsmaschinen kommen im Werkzeug- und Formenbau, in der Prototypenfertigung, bei der Herstellung von Kleinserien oder in der Ausbildung zum Einsatz. Universalfräsmaschinen verfügen über einen schwenkbaren oder austauschbaren Fräskopf. Durch die Drehachse zwischen Längs- und Querschlitten wird eine Schrägstellung erzielt. Das Gestell der Universalfräsmaschinen besteht aus einem kastenförmigen Grundaufbau, der durch eine stark verrippte Struktur auftretende dynamische und statische Kräfte optimal aufnehmen kann. Die Antriebsleistung dieser Art Maschine liegt in der der Regel zwischen 3 – 15 kW. Die Spindeldrehzahlen liegen im Bereich bis 2.000 min-1. Durch unterschiedliche Zusatzeinrichtungen, beispielsweise Winkeltische oder Bohraufsätze, kann der Einsatzbereich der Universalfräsmaschinen noch deutlich erweitert werden.

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  Horizontal- oder Vertikalfräsmaschinen verfügen über eine ortsfest angebrachte Spindel. Die horizontale Bewegung des Werkstücks wird über den Maschinentisch, die Vertikalverstellung über die Konsole durchgeführt. Dieser Maschinentyp verfügt über Antriebsleistungen bis zu 20 kW und wird in der Relge für die Einzel- oder Kleinserienfertigung sowie für die Durchführung vergleichbar einfacher, linearer Fräsarbeiten eingesetzt.

 

Aufbau von Bettfräsmaschinen

Bei Bettfräsmaschinen teilt sich die Bewegung der drei Koordinatenachsen auf Tisch, Frässchieber und Fräseinheit auf. Der Maschinentisch führt dabei die Längsbewegung, der Frässchieber die Querbewegung und die Fräseinheit (Konsole) die Vertikalbewegung aus. Bettfräsmaschinen werden vorrangig für die Bearbeitung von schweren und großen Werkstücken verwendet. Das Gewicht des Werkstücks und auftretende Zerspankräfte werden vom steifen Maschinenbett aufgenommen, so dass im Bettschlitten nur minimale Lageabweichungen entstehen können. Da Bettfräsmaschinen über keinen höhenverstellbaren Tisch verfügen, übernimmt der Spindelkasten im Maschinenständer die Höhenverstellung der Frässpindel. Die Vorteile der Bettfräsmaschine gegenüber den Konsolfräsmaschinen liegt in der erhöhten statischen und dynamischen Steifigkeit, einer verbesserten Aufnahme der Schnittkräfte sowie den größeren Verfahrwegen und damit einem größeren Arbeitsraum.

Aufbau von Portalfräsmaschinen

Bei Portalfräsmaschinen wird der Fräskopf immer an einem Querträger zwischen zwei Maschinenständern geführt. Durch diesen Aufbau ergibt sich das namensgebende Portal dieser Werkzeugmaschinen. Je nach Bauform der Portalfräsmaschine wird das Werkstück auf einem fest installierten Plattenfeld oder – bei feststehenden Ständern –auf einem durch das Portal verschiebbaren Maschinentisch gespannt. Portalfräsmaschinen eignen sich bestens für die Bearbeitung großer Flächen, beispielsweise für das Planfräsen großer Platten. Durch die starre Bauform der Portalfräsmaschinen wird eine überaus hohe Positioniergenauigkeit erreicht. Auch sind Portalfräsmaschinen gegenüber Vibrationen weitestgehend unempfindlich, was für die Herstellung von Werkstücken mit hoher Maßhaltigkeit, Oberflächengüte und bei extremen Zerspanleistungen von großem Vorteil ist. Bekannter Portalfräsmaschinen Hersteller ist beispielsweise Zayer aus Spanien.

Eine CNC Fräsmaschine – Was ist das?

CNC Fräsmaschinen (CNC = Computerized Numerical Control) sind Werkzeugmaschinen, die durch computergestützte Steuerungtechnik hochkomplexe Werkstücke mit anspruchsvoller Geometrie automatisch herstellen können. Bei CNC Fräsmaschinen übernimmt eine Recheneinheit die kontinuierliche Steuerung der Relativbewegungen zwischen Werkzeug und Werkstück. Hierfür wird jede NC-Achse simultan und fortlaufend berechnet und geregelt.

Jede Bewegungsachse einer CNC Fräsmaschine verfügt über eigene Regelkreise. Über absolute oder inkrementelle Messsysteme wird die Position der Achse vermessen und an die Steuerung gemeldet. Die CNC Steuerung übernimmt den Vergleich zwischen Soll- und Istposition und führt entsprechende Korrekturen und Verstellungen durch.

Die Vorteile der CNC Fräsmaschine

• Auf CNC Fräsmaschinen lassen sich Werkstücke herstellen, die auf manuell bedienbaren Maschinen nicht oder nur mit größtem Aufwand gefertigt werden können
• CNC Fräsmaschinen arbeiten wesentlich präsziser als konventionelle Maschinen
• Herstellungskosten von Frästeilen werden deutlich reduziert
• Unterschiedliche Arbeitsschritte können unmittelbar hintereinander erfolgen
• Fertigung großer Serien ist automatisiert möglich

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