Fräsmaschinen
CNC Fräsmaschinen & konventionelle Fräsen für jeden Bedarf
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Die Fräsmaschine (Fräse) ist eine Werkzeugmaschine für die spanabhebende Bearbeitung von Metall, Holz oder Kunststoff. Nach DIN 8589 bilden Fräsen, Bohren und Drehen - gemeinsam mit weiteren Fertigungsverfahren - die Untergruppe des Zerspanens mit geometrisch bestimmter Schneide.
Aufbau einer Fräsmaschine
Inhaltsangabe
Fräsmaschine, Fräswerkzeug, Fräsverfahren
Wie funktioniert eine Fräsmaschine?
Eine Maschine, viele Varianten
Gebrauchte Fräsmaschinen: So gut wie neu
Fräsmaschinen-Auktion: Mitbieten als Gebot der Vernunft
Fräsmaschine, Fräswerkzeug, Fräsverfahren
Die Fräsmaschine trägt Material ab, indem sich das Fräswerkzeug mit hoher Geschwindigkeit um die eigene Achse dreht, während es entweder die herzustellende Kontur abfährt oder das Werkstück entsprechend bewegt wird. Beim Fräsen erfolgt der Vorschub senkrecht oder schräg zur Rotationsachse des Werkzeuges, beim Bohren in Richtung der Rotationsachse und beim Drehen rotieren die Frästeile um ihre eigene Achse, während das Werkzeug die Kontur abfährt.
Haupteinsatzbereich der Fräsmaschine ist die Metallbearbeitung. Da mindestens drei Vorschubwege realisiert werden, lassen sich auch komplexe Formen in guter Qualität fertigen. Anwendungsbeispiele sind Nuten, Fasen, Planflächen oder Profile, komplexe Körper wie Spindeln, Schnecken und Zahnräder bis hin zu massiven Frästeilen für die Schwerzerspanung. In der Holz- und Kunststoffbearbeitung werden jeweils spezielle Fräsmaschinen eingesetzt.
Fräsmaschinen dienen der spanabhebenden Metallbearbeitung
Vorschub erfolgt senkrecht oder schräg zur Rotationsachse des Werkzeuges
Fräsen eignet sich für komplexe Körper wie Spindeln, Zahnräder usw.
Wie funktioniert eine Fräsmaschine?
Das Fräsen ist ein historisch junges Fertigungsverfahren. Die erste Fräsmaschine für die Metallbearbeitung wurde 1818 gebaut. Schnell verdrängte sie das unwirtschaftliche Hobeln und mühsame Feilen mit der Hand. Im frühen 20. Jahrhundert entstanden dann die heute gebräuchlichen Grundformen, z. B. die Werkzeugfräsmaschine von DECKEL (1918), die Zahnrad-Wälzfräsmaschine von Pfauter (1912) oder die Nutenfräsmaschine von Hurth (1954).
Basis einer Fräsmaschine ist der Maschinenkörper, der die weiteren Komponenten trägt. Deshalb werden schwere Maschinen auf einem Fundament aufgebaut. Bei einer kleineren bis mittleren Fräsmaschine bilden Gestell und Ständer eine Einheit, was zu einer hohen dynamischen Belastbarkeit führt (Monoblockbauweise). Eine große Fräsmaschine ist in der Regel modular zusammengesetzt.
Ein wesentliches Element der Fräsmaschine ist der Fräskopf. Dieser bearbeitet das Werkstück gleichzeitig an drei Seiten. Bei einer herkömmlichen Fräsmaschine trägt er die senkrecht oder waagerecht ausgeführte Hauptspindel sowie eine ausfahrbare Pinole. Bei einer Universal-Fräsmaschine sind Schlitten und Kopf senkrecht und waagerecht verstellbar. Dadurch kann das Werkstück in beliebiger Winkelstellung bearbeitet werden.
Grundformen heutiger Fräsmaschinen entstanden im frühen 20. Jhdt.
Monoblock- oder Modulbauweise, je nach Größe der Fräsmaschine
Evolution von der konventionellen Fräse zum CNC-Bearbeitungszentrum
Zum Zerspanen leichter bis mittelschwerer Werkstücke dienen Horizontal-/Vertikal-Frässpindeln. Die jeweiligen Werkstücke werden auf horizontale Aufspanntische montiert. Wird ein Kreuztisch montiert, steht eine 3. Achse zur Verfügung. Problematisch ist bei den Maschinentischen, dass Konsolen in den Endlagen zum Kippen neigen. Deshalb werden schwere und unhandliche Frästeile auf Betten eingespannt, da diese über die komplette Fläche aufliegen.
Eine CNC Fräsmaschine verfügt u.a. über einen automatischen Werkzeugwechsler sowie eine digitale Pinolenhubanzeige. Ein modernes 3- oder 5-Achs Bearbeitungszentrum kann in kurzer Zeit viele Teile mit geringen Toleranzen fertigen. Aber auch die ältere, konventionelle Fräse wird für Einzelanfertigungen, Kleinserien und zu Ausbildungszwecken bis heute eingesetzt.
Eine Maschine, viele Varianten
Die verschiedenen Fräsmaschinen lassen sich nicht eindeutig abgrenzen. Fließende Übergänge dominieren. Dennoch hat sich eine grobe Unterscheidung entlang der folgenden Kriterien durchgesetzt:
Spindelposition (horizontal/vertikal)
Steuerungstyp (konventionell/CNC)
Maschinenkörper (Konsol-, Bett-, Portalbauweise)
Einsatzzweck (z. B. Hochgeschwindigkeitsfräsen)
Werkstoff (Metall/Holz/Kunststoff)
Im Folgenden werden einige gängige Varianten ohne Anspruch auf Vollständigkeit aufgeführt:
Konsolfräsmaschine
Standard-Fräsmaschine mit ortsfester Spindel (waagerecht oder senkrecht), verfahrbarem Maschinentisch und verstellbarer Konsole.
Fräsmaschine im Einsatz
Universal-Fräsmaschine
Standard-Fräsmaschine mit zwei Spindeln (waagerecht und senkrecht), schwenkbarem Kopf sowie verstellbarem Längs- und Querschlitten.
CNC-Bearbeitungszentrum
Fräsmaschine für die automatisierte Komplettbearbeitung. Vertikale und horizontale Varianten. Weitere Unterscheidung nach Maschinenkörper (Konsol-Bauweise etc.).
Bettfräsmaschine
Das fest aufliegende Maschinen-Bett verhindert Kippbewegungen. Für schwere und unhandliche Frästeile. Konventionell oder CNC.
Portalfräsmaschine
Die Fräseinheit wird an einem Querbalken zwischen zwei Ständern geführt. Langer Verfahrweg und erhöhte Steifigkeit. Konventionell oder CNC.
Kopierfräsmaschine
Tastet Modelle oder Schablonen ab, überträgt das Muster auf die Fräseinheit und fräst auch ohne numerische Steuerung beliebige Konturen in das Werkstück.
Hochgeschwindigkeits-Fräszentrum (HSC)
Extrem hohe Drehzahl- und Vorschubgeschwindigkeit, wobei die sich ergebende Spandicke wesentlich geringer ist als bei den anderen Fräsverfahren.
Abwälzfräsmaschine
Vielseitiges Verzahnungsverfahren, mit dem sich alle Zähnezahlen, Profilverschiebungen und beliebige Schrägungswinkel realisieren lassen.
Weitere Maschinen für die Metallbearbeitung
Lang-Fräsmaschine, Passnuten-Fräsmaschine, Gewinde-Fräsmaschine, Gravier-Fräsmaschine, Schalttisch-Fräsmaschine, Schalttrommel-Fräsmaschine etc.
Maschinen für die Holzbearbeitung
Unterflurfräse, Oberfräse, Nutfräse, Tischfräsmaschine, Kettenfräsmaschine etc.
Unterscheidung je nach Spindelposition, Steuerungstyp, Maschinenkörper etc.
CNC Bearbeitungszentren als Standard für die automatisierte Serienfertigung
Universalfräsmaschine mit schwenkbarem Kopf unentbehrlich für jeden Betrieb
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Fräsmaschinen-Auktion: Mitbieten als Gebot der Vernunft
Den vielleicht besten Weg zum Kauf einer gebrauchten Fräsmaschine oder gebrauchten Werkzeugen bietet www.surplex.com. Hier finden täglich große Industrieauktionen aus Industrieverwertung statt, auf denen zahllose Maschinen und Betriebseinrichtungen – darunter auch viele Fräsmaschinen – online versteigert werden. Das Angebot reicht von konventionellen Fräsen für die Metallbearbeitung bis hin zum neuwertigen CNC Bearbeitungszentrum für die Serienfertigung. Die Vorteile liegen auf der Hand: die Maschinen kommen direkt aus der Produktion, benötigen also keine Einlaufzeit. Sie sind meist sofort verfügbar, in einem guten Zustand und erstaunlich günstig zu haben. Hier mitzubieten ist also fast schon ein Gebot der Vernunft.
Die bekannten Fräsmaschinen-Marken sind mit wechselnden Modellen in fast jeder Online-Versteigerungen vertreten, so z. B.:
MAHO
DECKEL
HERMLE
SORALUCE
MIKRON
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HAAS
TOS
KLOPP
HURON
DROOP & REIN
KNUTH
EMCO
HELLER
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PFAUTER uvm.
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