Aufräser

Lehmann Präzisionswerkzeuge – Ihr Spezialist für Alufräser 

Bei der Lehmann Präzisionswerkzeuge GmbH finden Sie eine große Auswahl an Aluminiumfräsern mit langen Standzeiten, großer Zähigkeit und poliergeschliffenen Schneiden. Hier haben wir für jede Legierung den passenden VHM-Schaftfräser. Schicken Sie uns einfach eine Anfrage und wir setzen uns umgehend mit Ihnen in Verbindung.

Von diesen Vorteilen profitieren Sie bei der Lehmann Präzisionswerkzeuge GmbH:

  • langjährige Erfahrung im Bereich Aluminiumbearbeitung
  • über 110 Mitarbeiter
  • langfristige Partnerschaft
  • Werkzeuge, die auf Ihren Bedarf abgestimmt sind
  • 100% Made in Germany
  • Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001
  1. Wichtige Informationen zum Fräsen im Überblick

 Ehe wir Ihnen die Vorteile unserer Alu-Run-Serie näherbringen und Ihnen einige Auswahltipps mit auf den Weg geben, haben wir Ihnen einleitend noch einmal die wichtigsten Fakten zum Thema Fräsen zusammengefasst. Dabei geht es vor allem darum, welche besonderen Herausforderungen es beim Fräsen von Aluminium gibt.

1.1. So funktioniert das Fräsen

Beim Fräsen handelt es sich um ein zerspanendes Verfahren. Werkstücke werden dabei in Form gebracht, in dem man stufenweise Späne abträgt. Das Fräswerkzeug tut dies mit einer kreisförmigen Schnittbewegung, während es mit einer Vorschubbewegung in das Werkstück hineingeführt wird. Man unterscheidet hierbei verschiedene Varianten, je nachdem, ob das Werkzeug in das Material oder das Material in das Werkstück bewegt wird. Bei modernen Fräsmaschinen gibt es über 5 Achsen, mit denen sich auch komplizierte 3D-Formen realisieren lassen.

Üblicherweise unterteilt sich das Fräsen in einen Schrupp- und einen Schlichtvorgang. Bei dem ersten verwendet man gröbere Fräsköpfe. Damit lassen sich größere Späne in kurzer Zeit abheben. Die Genauigkeit ist bei diesem Verfahren allerdings eingeschränkt, weshalb ein Schlichtvorgang folgt. Dabei nutzt man feinere Fräsköpfe, mit denen man deutlich genauer arbeiten und den Werkstücken ihre letztendliche präzise Form verleihen kann.

Das Fräsverfahren hat zwei entscheidende Vorteile. Es ist deutlich schneller als das händische Hobeln und die Werkstücke sind deutlich besser gekühlt. Sie haben keinen dauerhaften Kontakt zum Werkzeug.

1.2. Die verschiedenen Arten des Fräsens

Beim Fräsen haben sich verschiedene Verfahren mit unterschiedlichen Anwendungsgebieten etabliert. Die wichtigsten davon haben wir in dieser Tabelle kurz zusammengefasst:

 

Planfräsen –          Zum Erzeugen ebener Flächen
Profilfräsen –          Kontur des eingespannten Werkzeugs lässt sich unmittelbar auf das Werkstück übertragen
Schraubfräsen –          oft zur Herstellung von Spindeln genutzt (zusammen mit Profilfräsern)
Rundfräsen –          für die Herstellung zylindrischer Formen
Formfräsen –          zum Fräsen freier Formen
Tauchfräsen –          wenn es um das Fräsen großer Tiefen geht

 

Zu guter Letzt gibt es auch noch die Unterscheidung in Gleich- und Gegenlauffräsen. Beim Gegenlauffräsen bewegt sich die Schneide entgegen der Vorschubrichtung. Dadurch wird die Spanstärke zur Mitte hin größer. Das führt dazu, dass die Gegenlaufseite glatter als die Gleichlaufseite ist. Beim Gleichlauffräsen bewegt sich die Schneide in Vorschubrichtung. Dadurch sind höhere Vorschubgeschwindigkeiten möglich.

Grundsätzlich ist hierbei zu empfehlen, Innenkonturen im Uhrzeigersinn und Außenkonturen entgegen dem Uhrzeigersinn zu fräsen. Das hat den Vorteil, dass die schlechtere Seite immer im Spanabfall liegt. Außerdem wird die Energie besser genutzt.

1.3. Die wichtigsten Vorteile der CNC-Technologie

Fräst man größere Mengen an Werkstücken, verwendet man heute meistens die CNC-Technologie (Computerized Numerical Control) Die Fräsmaschinen werden hier nicht von Menschenhand, sondern durch Computertechnologie gesteuert. Alle Prozesse laufen hierbei vollautomatisch ab. Außerdem sind sie besonders schnell und präzise. Die Toleranzbereiche sind so klein, dass sich auch komplexe dreidimensionale Werkstücke immer wieder in gleicher Qualität herstellen lassen.  Ein weiterer großer Vorteil ist die Flexibilität. Viele Maschinen sind mit 5 Bewegungsachsen ausgestattet. Dadurch lässt sich eine viel größere Zahl an Formen realisieren als beim klassischen Hobeln.

Vorteile im Überblick:

  • geringere Toleranzbereiche -> alle Werkstücke gelingen gleich gut
  • komplexe Formen realisierbar
  • geringer Personalaufwand -> geringere Kosten
  • frei programmierbar
  • hohe Präzision

Allerdings hat auch das CNC-Fräsen wie jede andere Technologien Nachteile. Hierzu zählen vor allem die hohen Kosten und der komplexe Aufbau. Für kleinere Unternehmen und im Hobbybereich ist diese Technologie deshalb nicht so gut geeignet. Darüber hinaus gibt es noch ein weiteres Problem. Die CNC-Maschinen sind sehr wartungsintensiv. Es braucht hochqualifiziertes Personal, um sie im Schadensfall zu reparieren.

1.4. Anwendungsgebiete des Fräsens

Das Fräsen kommt in vielen verschiedenen Bereichen zum Einsatz. Am häufigsten wird es genutzt, um ebene Oberflächen oder komplexe geometrische Formen herzustellen. Beispiele sind hier Platinen und Nuten für bewegliche Maschinenteile, Zahnräder, Gewinde, Gesenke und Turbinenschaufeln. Damit ist diese Frästechnik besonders wichtig bei der Fertigung von Autos, Flugzeugen und Werkzeugen.

Ein weiterer Grund für die Vielseitigkeit des Fräsens besteht darin, dass man mit den passenden Fräsköpfen, Schnittgeschwindigkeiten und Vorschüben eine Vielzahl an Materialien bearbeiten kann. Möglich sind neben Aluminium auch noch Stahl, Acryl, Holz und vieles mehr.

  1. Die wichtigsten Informationen zum Aluminiumfräsen

2.2. Herausforderungen beim Aluminiumfräsen

Aluminium ist dank seiner mechanischen Eigenschaften optimal für die Herstellung präziser Bauteile mit polierter Oberfläche geeignet. Eine Genauigkeit von einem Tausendstelmillimeter ist hier kein Problem.

Damit diese Genauigkeit auch erreicht wird, sind beim Fräsen aber einige Dinge zu beachten. Hier ist zunächst die Wärmeentwicklung zu nennen. Anders als Holz und Stahl kann Aluminium durch die starke Wärmeentwicklung beim Fräsen nämlich weich werden und die Schneide verkleben. Die Späne werden dann nicht mehr abgeführt, der Spanraum verstopft und der Fräsvorgang bricht ab. Schlimmstenfalls bricht das Fräswerkzeug.

Eine zuverlässige Kühlung ist beim Fräsen von Aluminium deshalb unverzichtbar. Hier entscheiden Sie sich wahlweise für eine Minimalmengenschmierung oder Druckluft. Die zweite Variante bietet den Vorteil, dass sie auch gleich den Spanraum durchbläst, wodurch Verstopfungen verhindert werden.

Wichtig ist darüber hinaus aber vor allem, die richtige Aluminiumlegierung zu wählen. Nicht alle eignen sich nämlich gleich gut zum Zerspanen. Die am besten geeigneten haben wir an dieser Stelle kurz aufgelistet.

  • EN AW-2007 (AlCuMgPb)
  • EN AW-2011 (AlCuBiPb)
  • En AW-2017 (AlCuMg1)
  • En Aw-5083 (AlMg4,5Mn)
  • EN AW-6012 (AlMgSiPb)
  • EN AW-6082 (AlMgSi1)

2.4. Der richtige Fräser für die Zerspanung von Aluminium

Bei der Zerspanung von Aluminium kommt es vor allem auf die Stabilität an. Hier gilt: je kürzer und dicker der Fräser ist, desto stabiler ist er auch. Und je stabiler er ist, desto weniger schwingt er und desto besser werden die Oberflächen. Darüber hinaus gibt es noch weitere Punkte, die bei der Auswahl von Fräsern zu beachten sind. Die wichtigsten davon haben wir Ihnen hier zusammengefasst.

2.4.1. Die Anzahl der Schneiden

Fräser findet man heute in vielen Bauformen. Ein wichtiger Unterschied ist dabei die Anzahl der Schneiden. Hier gibt es einschneidige Ausführungen, aber auch solche mit 2, 3 oder 4. Welche davon die richtige für den jeweiligen Anwendungsbereich ist, hängt von der Härte des Materials ab.

Die Vorteile von mehrschneidigen Fräsern:

  • Bei der Schneide handelt es sich um ein Verschleißteil. Je mehr Schneiden sich die Arbeit teilen, desto geringer fällt auch der Verschleiß an jeder einzelnen davon aus -> Die Standzeit erhöht sich.
  • Eine größere Schneidenanzahl steht für eine größere Stabilität. Das liegt daran, dass weniger Leerräume vorhanden sind und das Werkzeug mit größerer Fläche auf dem Werkstück anliegt.
  • Der größere Querschnitt bei mehreren Schneiden erhöht die Wärmeabfuhr Richtung Spannzange -> bessere Kühlung als bei Einschneidern.
  • Je mehr Schneiden vorhanden sind, desto kleiner werden die Späne und desto glatter die Oberfläche.

Die Vorteile von wenigen Schneiden:

  • Je weniger Schneiden vorhanden sind, desto größer ist die Freifläche der Spannut -> Die Verstopfungsgefahr ist geringer. Die Späne können besser nach außen abtransportiert werden.
  • Der Schneider taucht leichter in das Material ein.

Welche Variante am besten geeignet ist, hängt in erster Linie von der Härte des Materials ab. Allgemein gilt, dass Fräser mit einer oder wenigen Schneiden eher für weichere Materialien geeignet sind. Hier ist die Erosion nämlich nicht so ein großes Problem und es kommt eher auf die Kühlung an. Bei härteren Materialien wie Aluminium verwendet man eher einen Zweischneider, da der Verschleiß aufgrund der größeren Härte eine wichtigere Rolle spielt. Varianten mit drei Schneiden kommen nur bei sehr harten NE-Metallen wie bestimmten Alu-Legierungen, Messing und manchen Eisenwerkstoffen zum Einsatz.

2.4.2. Die Schneidenform

Bei der Schneide gibt es zwei verschiedene Varianten, Ausführungen mit gedrungener stumpfer und mit spitzer Form.

Gedrungene Schneide:

  • massiver Schneidenkörper
  • eher Stumpf
  • geringer Feinschliff
  • Span staut sich schneller auf
  • für feste Materialien geeignet

Meistens sind gedrungene Schneiden mit einem Stirnanschliff gefertigt. Die Stirn verläuft hier plan und flach. Diese Form hat einen entscheidenden Vorteil. Die Standfestigkeit ist besonders groß. Das Eintauchen ist allerdings nicht ganz so einfach wie bei spitzen Schneiden. Auch ist das Schnittergebnis bei Materialien mit geringerer Festigkeit nicht so gut.

Spitze Schneide:

  • dünner Schneidenkörper
  • scharfe Form
  • größerer Freischliff -> Späne können später leichter nach außen geleitet werden
  • für Werkstoffe mit geringerer Dichte geeignet

Die spitzen Schneiden sind meistens mit einem Fischschwanzschliff ausgeführt. Mit seinem v-förmigen steilen Verlauf dringt er besonders gut in das Werkstück ein. Ein Nachteil dieser Form ist allerdings die geringere Standzeit. Der Grund hat überdies oftmals eine schlechtere Oberfläche.

Für Aluminium verwenden Sie am besten eine spitze Schneide mit einem scharfen Anschliff. Die Spannuten sollten dabei möglichst groß positioniert sein, sodass die Späne leicht abgeführt werden können.

2.4.3. Der Drall

Ein weiterer Aspekt, der berücksichtigt werden muss, ist der Drall. Die Richtung bestimmt hier, wo sich die Späne aus dem Werkstück herauswinden, an der Ober- oder der Unterseite des Werkstücks. Das ist deshalb relevant, weil die Sauberkeit an den entsprechenden Fräsrändern schlechter ist. Bei rechtsgedrallten Spiralnutfräsern passiert das oben. Allerdings gibt es hier den Vorteil, dass die Späne beim Nuten gleich herausbefördert werden. Beim links gewendelten Fräser bleibt die Kante sauber. Allerdings werden die Späne in die Nut hineingedrückt. Die Rechtsdrall-Variante wird auch als „upcut“ bezeichnet. Die links gewendelten Spindeln bezeichnet man hingegen als „downcut“

2.4.4. Weitere Aspekte, die bei der Auswahl berücksichtigt werden müssen

Darüber hinaus spielen bei der Auswahl von Aluminiumfräsern noch weitere Faktoren eine Rolle. Hier sind vor allem die folgenden Aspekte zu nennen:

  • Verzahnung
  • Beschichtung
  • Schneidenlänge
  • Freistellung
  • Durchmesser
  • Fräsersubstrat
  • Schaftform

Haben Sie Fragen zu diesen oder anderen Themen, sind unsere freundlichen Mitarbeiter jederzeit gerne für Sie da. Senden Sie uns einfach eine Anfrage zu und profitieren Sie von den vielen Vorteilen, die Sie bei der Lehmann Präzisionswerkzeuge GmbH geboten bekommen.

Vorteile von Lehmann-Fräswerkzeugen:

  • große Zähigkeit, Kantenfestigkeit und Temperaturbeständigkeit dank Hartmetall
  • Schneiden und Spanräume poliergeschliffen -> Oberflächen besonders glatt
  • gratfreie Bearbeitung
  • optimale Oberflächengüten
  • keine Nachbearbeitung erforderlich
  • maximale Schnittwerte
  • großes Standortprogramm auf Lager
  • Sondergrößen kurzfristig lieferbar

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  1. Tipps für die Praxis 

3.1. So ermitteln Sie die Drehzahl und den Vorschub

Beim Fräsen gilt der Grundsatz: Je höher die Schnittgeschwindigkeit ist, desto glatter wird die Oberfläche. Allerdings steigt mit der Schnittgeschwindigkeit auch der Fräserverschleiß. Deshalb muss die optimale Balance zwischen Leistung und Verschleiß gefunden werden. Nehmen wir als Beispiel hartes Aluminium. Hier wählt man eine Schnittgeschwindigkeit VC von 100 – 200 m/min. Wie hoch dabei der spezifische Vorschub fZ ist, hängt vom Durchmesser der Schneide ab. Hier halten Sie sich an folgende Richtwerte:

 

Schneidendurchmesser Ø d1 (in mm) Spezifischer Vorschug (mm / Umdrehung und Schneide)
2-4 0,04
5-8 0,05
9 – 12 0,10

Für die Ermittlung der Drehzahl n verwenden Sie im Anschluss die folgende Formel:

n [U/min] = (Vc [m/min] * 1.000 / (3,14 * Ø d1 [mm])

Haben Sie den Wert für die Drehzahl, können Sie im Anschluss den idealen Vorschub pro Zahn (Schneide) fZ und Umdrehung errechnen:

f [mm/min] = n * fz * z

3.2. Praktische Tipps zur Arbeit mit dem Fräser

Die Wahl des richtigen Werkzeugs:

  • Der Fräser sollte immer abhängig vom Material gewählt werden.
  • Entscheiden Sie sich für einen möglichst kurzen Fräser und spannen Sie ihn so weit ein wie möglich.

Die richtigen Betriebsparameter:

  • Richten Sie sich nach den empfohlenen Werten, wenn Sie Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen bearbeiten. Während des Fräsvorgangs können Sie die Parameter anpassen und den Vorgang so optimieren.
  • Bei Aluminium sollten Sie die Drehzahl etwas niedriger und den Vorschub ruhig etwas höher einstellen.
    • Je höher der Vorschub beim Schruppen und je geringer die Drehzahl am Fräsmotor, desto weniger Hitze wird durch Reibung erzeugt.
    • Beim Schlichten kann die Drehzahl ruhig etwas höher und der Vorschub etwas geringer sein, da hier nicht mehr so viel Wärme entsteht.
  • Man sollte nicht tiefer als 2 – 3 Schneidendurchmesser fräsen. Tiefere Nuten sollten in mehreren Durchgängen mit geringerer Tiefe gefräst werden. So erhöhen sich die Abtragsleistung und damit die Wirtschaftlichkeit.
  • Innenkonturen sollten am besten im und Außenkonturen entgegen dem Uhrzeigersinn gefräst werden.

Kühlen und Schmieren:

  • Es ist wichtig, dass das Fräswerkzeug jederzeit gekühlt wird, entweder per Schmieremulsion oder mit Pressluft.
  • Eine Schmierlösung verbessert die Oberflächenqualität und die Standleistung.
  • Ist keine Kühlung möglich, sollten die Drehzahlen nach den empfohlenen Vorgaben gewählt werden.

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