Fräswerkzeug

Ein Fräser ist ein gehärtetes Stahl- oder Hartmetallwerkzeug, das auf einer Spindel montiert ist und mit hoher Geschwindigkeit rotiert, um Material aus einem Werkstück zu entfernen. Im Gegensatz zu einem Drehmeißel hat ein Fräser mehrere Schneiden rund um seinen Umfang, wodurch er während der Rotation aufeinanderfolgende Schnitte durchführen kann. Das Werkzeug sitzt starr in der Spindel, während sich das Werkstück auf einem Tisch darunter bewegt, oder der Fräser dringt in ein stillstehendes Werkstück ein, je nach Maschinentyp.

Fräser gibt es in mehreren Grundformen. Ein Schaftfräser hat Nuten (Schneiden) an seinen Seiten und an der Spitze und schneidet gleichzeitig in mehrere Richtungen; er ist das Standardwerkzeug zum Fräsen von Nuten und Profilen. Ein Stirnfräser ist ein großdurchmessriges Werkzeug mit hartmetallplättchen, die auf seine Oberfläche gelötet oder mechanisch befestigt sind und ideal zum Bearbeiten großer ebener Flächen bei hohen Produktionsleistungen. Ein Schlitzfräser oder Bohrfräser ähnelt einem Schaftfräser, kann aber vertikal eindringen. Ein Seitenfräser schneidet nur an seiner zylindrischen Kante. Scheibenwalzfräser und Formfräser sind Spezialgeometrien für bestimmte Profile. Die Nutenzahl, der Schraubenwinkel und der Freiwinkel beeinflussen alle die Schnittgeschwindigkeit, die Spanabfuhr und die Oberflächengüte.

Material und Beschichtung spielen eine Rolle

Schnellarbeitsstahl-Fräser (HSS) sind zäh und verzeihen Unterbrechungen und manuelle Vorschübe; sie sind kostengünstiger, benötigen aber niedrigere Spindeldrehzahlen. Hartmetallfräser sind härter und behalten ihre Härte bei erhöhten Temperaturen, was viel höhere Vorschübe und Geschwindigkeiten ermöglicht, aber sie sind spröde und erfordern starre Spannungen. Viele Produktionsfräser sind mit Titannitrid, Titankarbitid oder Aluminiumoxid beschichtet, um die Werkzeugstandzeit durch Reibungs- und Oxidationsreduzierung zu verlängern. Keramik- und polykristalline Diamantfräser gibt es für spezialisierte Hochgeschwindigkeits- oder Hartbearbeitungsanwendungen.

Fräserausfälle entstehen üblicherweise durch Flankenverschleiß (allmähliche Abrundung der Schneide), Kraterverschleiß (Verformung der Oberseite) oder Ausbrüche. Stumpfe Fräser erzeugen Wärme, schlechte Oberflächengüte und Vibrationen; sie müssen entfernt und entweder nachgeschliffen oder ausgetauscht werden. Produktionsanlagen überwachen die Standzeit nach Zeit, nach Teileanzahl oder nach Schnittkraft, um Ausfallzeiten durch unerwartete Brüche zu minimieren.

Der richtige Fräser für eine Aufgabe hängt vom bearbeiteten Material ab (Aluminium erfordert andere Geschwindigkeiten und Geometrien als Gusseisen oder Stahl), von der Tiefe und Art des Schnitts und von der Steifigkeit der Maschine. Eine starre Spindel, richtig gekühlte Schneidflüssigkeit und präzise Werkzeuglauffähigkeit bestimmen, ob ein Fräser bei seiner angegebenen Leistung arbeitet oder vorzeitig ausfällt. In Werkzeug- und Formenbaubetrieben und Auftragswerkstätten ist es praktisch notwendig, ein breites Sortiment an Fräsern in gängigen Größen und Materialien zu lagern.