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Fräsen statt Bohren: Wann und wie es effizienter ist

Von Lukas Becker | 4. Januar 2025
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Fräsen statt Bohren? Dieser Artikel erläutert, wann Fräsen sinnvoller ist und stellt drei Fräsmethoden für präzise Bohrungen vor.

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Mit einer Fräse lassen sich sehr präzise Bohrungen durchführen

Wann ist Fräsen statt Bohren sinnvoll?

Das Fräsen kann in vielen Situationen dem Bohren überlegen sein, besonders wenn spezielle Materialanforderungen oder komplexe geometrische Herausforderungen zu bewältigen sind. Hier sind einige dieser Szenarien:

Lange Späne und problematische Materialien

Beim Bearbeiten von langspanendem Aluminium, das einen geringen Siliziumanteil enthält, können sich während des Bohrvorgangs lange Späne verheddern. Diese Knäule können Werkzeugbrüche verursachen und den Bearbeitungsprozess erheblich stören. Im Gegensatz dazu bietet das Fräsen eine kontrollierte Spanbildung, wodurch solche Probleme minimiert werden.

Aufbohren bestehender Bohrungen

Für hohe Positionsgenauigkeit bei bestehenden Bohrungen ist das Fräsen oft effizienter. Der Fräser schneidet eigenständig seinen Weg und folgt nicht der bestehenden Bohrung, was zu präziseren Ergebnissen führt. Dies ist besonders wichtig, wenn exakte Positionierungen erforderlich sind.

Bearbeitung von dünnwandigen Werkstücken

Beim Bohren besteht bei dünnwandigen Werkstücken die Gefahr von Verformungen. Das Fräsen trägt das Material schonender ab und bewahrt die Integrität der Werkstücke.

Vielseitigkeit bei Bohrungsdurchmessern

Fräsen ermöglicht die Bearbeitung von Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern unter Nutzung desselben Werkzeugs, was den Werkzeugwechsel minimiert und Zeit spart.

Wirtschaftlichkeit und Präzision

In Produktionsprozessen mit geringen Stückzahlen und variierenden Lochgrößen ist Fräsen oft kosteneffizienter. Das Fräsen ermöglicht auch präzise Bearbeitungen, wie interne Konturen oder spezielle Oberflächenqualitäten, kostengünstiger.

Indem Sie diese Aspekte berücksichtigen, können Sie besser entscheiden, ob Fräsen in Ihrem konkreten Fall die bessere Methode ist. Achten Sie dabei stets auf die Anforderungen Ihres Materials und der Werkstückgeometrie.

Methode 1: Spiralförmiges Schrägeintauchen

Beim spiralförmigen Schrägeintauchen bewegt sich der Fräser in einer nach außen expandierenden Spirale in das Werkstück. Diese Technik minimiert die Werkzeugbelastung und ermöglicht eine gleichmäßige Materialabnahme. Besonders eignet sich diese Methode für tiefere Bohrungen oder zähe Materialien.

Vorgehensweise

  1. Startposition und Einstellen des Fräsers: Stellen Sie sicher, dass der Fräser korrekt eingespannt ist und die maximal zulässige Schnittgeschwindigkeit eingehalten wird.
  2. Ansetzen des Fräsers: Tauchen Sie sanft unter einem flachen Winkel in die Materialoberfläche ein, um Materialausbrüche zu vermeiden und die Fräserlebensdauer zu verlängern.
  3. Spiralförmige Bewegung: Bewegen Sie den Fräser in einer gleichmäßigen, spiralförmigen Bewegung gegen den Uhrzeigersinn in das Material. Dies optimiert die Spanabfuhr und verhindert das Verstopfen der Fräserschneide.
  4. Tiefenkontrolle: Führen Sie die Tiefenzustellung in kleinen Schritten durch (maximal bis zu 0,5xD pro Schritt), um eine optimale Spanabfuhr zu gewährleisten.
  5. Entspanzyklen einplanen: Beim Fräsen tieferer Bohrungen fahren Sie das Werkzeug regelmäßig zur Entspannung aus der Bohrung, um Überhitzung zu verhindern und angesammelte Späne zu entfernen.

Durch Anwendung dieser Methode erreichen Sie eine kontrollierte und präzise Materialabnahme, was die Sauberkeit und Genauigkeit Ihrer Bohrungen verbessert.

Methode 2: Fräsen mit PKD-bestückten Hochvolumenfräsern

Das Fräsen mit polykristallinen Diamant (PKD)-bestückten Hochvolumenfräsern bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Verschleißfestigkeit und Schnittleistung, besonders bei der Bearbeitung von Aluminium.

Vorteile der PKD-bestückten Hochvolumenfräser

  1. Hohe Zerspanungsraten: PKD-bestückte Fräser bieten durch ihre robuste Konstruktion und optimierte Schneidwinkel eine schnelle Materialabtragung.
  2. Verschleißbeständigkeit: Diese Fräser haben eine verlängerte Lebensdauer und reduzieren die Notwendigkeit häufiger Werkzeugwechsel.
  3. Flexibilität: Sie können Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern bearbeiten und sich an verschiedene Anforderungen anpassen, was Zeit und Kosten spart.

Anwendungshinweise

  • Werkstückanforderungen: Wählen Sie die Geometrie und den Schneidstoff des Werkzeugs entsprechend der Materialanforderungen aus.
  • Maschineneinstellungen: Passen Sie Drehzahlen und Vorschübe an die Bearbeitungsanforderungen an.
  • Kühlung und Schmierung: Sorgen Sie für ausreichende Kühlung und Schmierung, um Überhitzung und Verschleiß zu vermeiden.

Typische Anwendungsbereiche

Diese Strategie eignet sich besonders für die Aluminiumverarbeitung in der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie, wo hohe Präzision und Effizienz gefragt sind.

Methode 3: Einsatz von Kombinationswerkzeugen

Kombinationswerkzeuge ermöglichen mehrere Bearbeitungsschritte in einem einzigen Werkzeug. Sie können Senken, Bohren und Gewindeschneiden in einem Arbeitsgang durchführen, was die Rüst- und Bearbeitungszeiten erheblich verkürzt.

Vorteile von Kombinationswerkzeugen

  1. Zeiteinsparung: Mehrere Arbeitsschritte können ohne Umrüsten und Unterbrechung durchgeführt werden.
  2. Wirtschaftlichkeit: Reduzierte Werkzeugplätze und verkürzte Bearbeitungszyklen senken die Produktionskosten.
  3. Prozesssicherheit: Weniger Fehlerquellen durch vermiedene Werkzeugwechsel erhöhen die Prozesssicherheit.

Typische Einsatzgebiete

Kombinationswerkzeuge sind besonders nützlich in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie im allgemeinen Maschinenbau, wo hohe Variantenvielfalt und kleinere Fertigungslosgrößen vorherrschen.

Vorteile des Fräsens gegenüber dem Bohren

Das Fräsen bietet mehrere Vorteile, besonders bei anspruchsvollen und komplexen Anwendungen.

  1. Vielseitigkeit des Materials: Fräsen eignet sich für eine breite Palette von Materialien, einschließlich Metall, Kunststoff, Verbundwerkstoffen und Keramik.
  2. Höhere Präzision und Qualität: CNC-Fräsmaschinen ermöglichen außergewöhnliche Genauigkeit und Wiederholbarkeit, was zu feineren Oberflächen und konsistent identischen Teilen führt.
  3. Reduzierte Wärmeentwicklung: Fräsen erzeugt weniger Hitze als Bohren, wodurch das Risiko von Materialverformungen und Werkzeugverschleiß minimiert wird.
  4. Flexibilität bei Geometrien: Sie sind nicht auf zylindrische Formen beschränkt und können komplexe Formen und Strukturen erstellen.
  5. Zeit- und Kostenersparnis: Durch den Einsatz von Kombinationswerkzeugen können mehrere Bearbeitungsschritte in einem Arbeitsgang durchgeführt werden, was sowohl Zeit als auch Kosten spart.

Durch die Nutzung der Vorteile des Fräsens können Sie Ihre Produktionsabläufe effizienter gestalten und qualitativ hochwertige Ergebnisse erzielen. Insbesondere bei komplexen Materialien und Geometrien ist das Fräsen eine effiziente und präzise Alternative zum Bohren.

Artikelbild: Parilov/stock.adobe.com