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Wirtschaftliches und produktives Arbeiten bei unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien erfordert einen Werkzeugtyp, der an diese Anwendung optimal angepasst ist. Wir erklären, für welche Frässtrategien sich Rund-, Plan- und Eckfrässysteme besonders gut eigenen und für welche Nebenanwendungen sie ebenfalls einsetzbar sind.

Mit einem Planfräser werden Planflächen erzeugt. Alternativ können mit ihm meist auch Nuten oder Fasen an Werkstückkanten gefräst werden; mit einigen Planfrässystemen kann sogar zirkular, axial oder schräg ins volle Material eingetaucht werden.

Aber auch mit Kopier- oder Eckfräsern können ebene Flächen hergestellt werden. Mit so manchem Rundplatten- oder Eckfrässystem lassen sich außerdem Nebenanwendungen eines Planfrässystems ausführen.

Nebenanwendung Planfräser:
Nut- und Fasenfräsen

Nebenanwendungen Plan-, Kopier und Eckfräser (Systemabhängig): axial eintauchen, zirkular Tauchfräsen, schräg eintauchen

Ausnahmen bestätigen die Regel: Nicht jedes Frässystem, das für eine bestimmte Bearbeitungsstrategie vorgesehen ist, muss für diesen Anwendungsfall auch zwangsläufig funktionieren. Rundplattenfräser sind beispielsweise nicht für dünnwandige Werkstücke, Eckfräser nicht für lange Werkzeugauskragungen geeignet. Grund hierfür sind die verschiedenen Eigenschaften der Systeme.

Die folgende Illustration zeigt die Verteilung der Schnittkräfte bei den jeweiligen Frässystemen. Die roten Vektorpfeile unten stellen die radialen bzw. axialen Schnittkräfte dar; die grünen Pfeile sind die resultierenden Kräftevektoren:

Beim Fräsen müssen die radialen Kräfte immer vom Frässystem selbst kompensiert werden; die axialen Kräfte dagegen werden direkt weiter in die Frässpindel geleitet und von der Maschine aufgenommen.

Beim Planfrässystem sind die auftretenden radialen und axialen Schnittkräfte durch den 45 Grad Anstellwinkel relativ gleichmäßig verteilt. Durch diese ausgeglichenen Verhältnisse sind die Werkzeuge weniger anfällig für Vibrationen, weshalb z.B. auch längere Werkzeugauskragungen als bei den Eckfrässystemen möglich sind. Dieser Fräser-Typ eignet sich bevorzugt für die Zerspanung von harten Stählen oder sprödem Grauguss, da Ausbrüche aus dem Werkstück wegen der kleineren Planschneiden und dem, meist günstigen Austrittswinkel der Schneidkante aus dem Werkstoff vermieden werden.

Der Eckfräser erzeugt überwiegend radiale Kräfte, die in Vorschubrichtung wirken. Die zu bearbeitende Planfläche des Werkstücks ist folglich keinem allzu großem Schnittdruck ausgesetzt. Das kann beim Bearbeiten von dünnwandigen Werkstücken oder auch bei labilen Aufspannungen vorteilhaft sein. Die Hauptanwendung für den Eckfräser ist und bleibt jedoch das Bearbeiten von Konturen, Absätzen oder Werkstück-Schultern, an denen ein Winkel von 90 Grad erforderlich ist.

Zusammenfassend gilt demnach:
Je mehr Schnittkräfte beim (Plan)- fräsen in axialer Richtung wirken, desto höher kann der Vorschub gewählt werden.
Je mehr Schnittkräfte in radialer Richtung einwirken, desto niedriger muss der Vorschub gewählt werden.

Faustformel für fz-Startwerte im mm beim Fräsen:

Rundplattenfräser werden hauptsächlich zum Bearbeiten von flachen 3D-Konturen verwendet. Das Rundplattensystem erzeugt minimale radiale Schnittkräfte bei einem Maximum an axialen Kräften. Der Großteil der Schnittkraft wird demnach über die Frässpindel in die Maschine geleitet. Die Stabilität ist optimal, da die seitliche Abdrängung des Werkzeugs gering ist. Daher werden beim Rundplattenfräsen auch vergleichsweise wenig Vibrationen auftreten.

Die Rundplattenfräser haben, konstruktiv bedingt durch den größten Eckenradius, von allen hier genannten Frässystemen die stabilste Schneidkante. Gerade die positiven Rundplattenfräser sind durch ihre stirnseitige Freistellung für viele Anwendungen wie zum Beispiel schräges Eintauchen, fräsen von Freiformflächen, axiales Eintauchen oder zirkulares Taschenfräsen sehr gut geeignet. Daneben können diese Frässysteme wegen ihrem vergleichsweise weichen Schnitt und der hohen Stabilität auch auf Maschinen mit geringerer Spindelleistung eingesetzt werden. Aufgrund der, im Verhältnis zur Schnitttiefe, relativ langen Berührfläche an der Schneidkante erzeugen Rundplatten deutlich dünnere Späne als die beiden anderen Frässysteme.

Kopierfrässysteme leiten den Großteil der Schnittkräfte direkt in die Maschinenspindel und sind daher bestens für hohe Tischvorschübe geeignet. Sie eignen sich auch sehr gut für die Bearbeitung von Titan und anderen hochwarmfesten Legierungen. Die große Hitze, die beim Fräsen dieser Werkstoffe entsteht, wird von den dünnen Spänen gut aufgenommen und mit ihnen zusammen aus dem Zerspanungsbereich abgeführt. Dadurch können sich Werkzeug und Werkstück weniger stark überhitzen.

Ausnahmen bestätigen die Regel: Nicht jedes Frässystem, das für eine bestimmte Bearbeitungsstrategie vorgesehen ist, muss für diesen Anwendungsfall auch zwangsläufig funktionieren. Rundplattenfräser sind beispielsweise nicht für dünnwandige Werkstücke, Eckfräser nicht für lange Werkzeugauskragungen geeignet. Grund hierfür sind die verschiedenen Eigenschaften der Systeme.

Die folgende Illustration zeigt die Verteilung der Schnittkräfte bei den jeweiligen Frässystemen. Die roten Vektorpfeile unten stellen die radialen bzw. axialen Schnittkräfte dar; die grünen Pfeile sind die resultierenden Kräftevektoren:

Schnittkraftverteilung beim Planfräsen

Rundplattenfräsen

Eckfräsen

Im Vergleich zu Plan- und Eckfrässystemen verfügen Rundplattenwerkzeuge im Allgemeinen nicht über eine einheitliche und genau festgelegte Anzahl von Schneidkanten pro Wendeplatte. Diese richtet sich bei den Rundplatten entweder nach der Zustelltiefe bzw. Schnitttiefe im Werkstoff oder nach der Anzahl der Indexierungen an den Unterseiten der Wendeschneidplatten.