Fräsen ohne Fehler: Zerspanung optimieren
Beim Fräsen können schon kleine Fehler wie etwa falsche Drehzahlen oder übermässiger Anpressdruck gravierende Auswirkungen haben. Vermeiden Sie typische Fräsfehler.
Im Folgenden werden einige typische Fehlerquellen bei der Zerspanung sowie praxisnahe Lösungen dargestellt, um alle Beteiligten für dieses wichtige Thema zu sensibilisieren, eine optimale Prozessicherheit zu unterstützen – und dadurch permanent eine hohe Oberflächengüte beim Fräsen zu erreichen, Werkzeugstandzeiten zu verlängern. Eine Grundvoraussetzung, die dabei immer erfüllt sein muss, ist die Verwendung hochwertiger Werkzeuge, wie sie Lukas-Erzett seinen Kunden bietet.
Der Idealfall: Wenn Mensch, Werkzeug und Maschine perfekt zusammenarbeiten
Beim Zerspanen von Metallen ist Präzision oft das A und O – und diese entsteht nur durch das reibungslose Zusammenspiel von Mensch, Maschine und Werkzeug. Bereits geringe Abweichungen in den Schnittbedingungen oder kleine Bedienfehler können grosse Auswirkungen haben: Die Qualität der bearbeiteten Oberfläche sinkt, das Werkzeug verschleisst schneller und im schlimmsten Fall kommt es zu Produktionsverzögerungen oder Ausschuss. Ein häufiger Grund sind Vibrationen während des Fräsprozesses. Sie entstehen beispielsweise durch instabile Aufspannungen, eine falsche Schnittgeschwindigkeit oder eine unpassende Werkzeugführung. Das bedeutet, dass das Werkzeug nicht kontinuierlich schneidet, sondern das Material «rupft» oder «reisst».
Das Ergebnis sind rauhe, unregelmässige Oberflächen. Auch der fortgeschrittene Werkzeugverschleiss, ein zu hoher Anpressdruck, falsche Fräswerkzeuge sowie ungeeignete Verzahnungen beeinträchtigen die Fräsqualität. Aber – und das ist die gute Nachricht: Mit der richtigen Werkzeugwahl, optimalen eingestellten Drehzahlen, korrektem Vorschub sowie dem bewussten Blick auf den Prozess, lassen sich viele Probleme von vornherein vermeiden. Und Ergebnisse erzielen, die Qualität und Effizienz vereinen.
Falsche Drehzahl und übermässiger Anpressdruck
Eine falsche Drehzahl zählt zu den am häufigsten vorkommenden Fehlern beim Fräsen. Ist die Drehzahl zu hoch, drohen vorzeitiger Werkzeugverschleiss oder sogar Werkzeugbruch; bei zu niedriger Drehzahl kann sich das Werkzeug ins Material „fressen“ oder ruckartig hängenbleiben. Ausserdem erhöht eine falsche Schnittgeschwindigkeit zum Beispiel die Gefahr einer Aufbauschneide. Die Folgen sind klar: weniger Qualität, häufigere Werkzeugwechsel. Da auch die Entwicklung von Fräswerkzeugen stetig vorangetrieben wird – und um Fehler zu vermeiden, lohnt es sich in jedem Fall, einen Blick auf Herstellerangaben für das jeweilige Fräswerkzeug zu werfen. So wird sichergestellt, dass der Fräser zum Werkstoff passt und dass mit optimaler Schnittgeschwindigkeit gearbeitet wird. Denn die richtige Drehzahl ermöglicht eine gleichmässigere Bearbeitung, was letztlich die Oberflächengüte verbessert, und die Standzeit verlängert.
Ein weiterer vermeidbarer Fehler ist ein zu hoher Anpressdruck beim manuellen Fräsen wie zum Beispiel beim Entgraten mit Frässtiften. Ein übermässiger Druck verleitet den Fräser dazu, sich zu aggressiv ins Werkstück zu graben. Die Folge sind Unregelmässigkeiten auf der Oberfläche bis hin zu Graten oder Verfärbungen durch übermässige Hitze. Im schlimmsten Fall kann das Werkstückmaterial brechen oder absplittern. Ausserdem steigt das Risiko, dass der Fräser beschädigt wird oder bricht.
Moderne Fräswerkzeuge wie Lukas-Hartmetall-Frässtifte mit scharfer Verzahnung schneiden bereits mit geringem Kraftaufwand sehr effizient. Und ein angemessener, gleichmässiger Anpressdruck sorgt für mehr Kontrolle über den Fräsprozess und schont gleichzeitig Maschine und Fräser. Mit anderen Worten: der richtige Fräser, die passende Drehzahl und leichter Druck führen schneller zum Ziel als brutale Kraft. Sind höhere Abtragsraten gefragt, empfiehlt sich eine gröbere Verzahnung oder eine leistungsfähigere Maschine, statt übermässiger Druck.
Ungünstiger Schnittwinkel und Vibrationen
Ein falscher Schnitt- beziehungsweise Umschlingungswinkel (z. B. wenn ein Frässtift zu flach oder vollflächig ansetzt) führt dazu, dass zu viele Schneiden gleichzeitig im Eingriff sind. Das Resultat sind meist Vibrationen (Rattern) und eine stark verringerte Spanabfuhr. Die Oberfläche zeigt dann Rillen und wird nicht gleichmässig, da der Fräser durch die Schwingungen abgelenkt wird. Zudem kann es zu einem schnellerem Werkzeugverschleiss kommen, da die Schneiden ungleichmässig belastet werden. Für die Praxis bedeutet das: Achten Sie auf einen günstigen Schnittwinkel und eine passende Schnittstrategie. Beispielsweise kann beim Fräsen einer Kante der Frässtift leicht geneigt oder versetzt geführt werden, damit immer nur ein Teil der Schneide im Eingriff ist.
So verteilen sich die Schnittkräfte gleichmässiger, und der Fräser läuft ruhiger. Auch die Wahl zwischen Gleichlauffräsen und Gegenlauffräsen beeinflusst die Stabilität: In vielen Fällen führt Gleichlauffräsen zu weniger Vibration, da der Schnitt weicher einsetzt. Wichtig ist zudem eine stabile Aufspannung des Werkstücks: Ein fest fixiertes Werkstück und ein präziser gespannter Fräser minimieren Schwingungen. Sollte es dennoch zu Vibrationen kommen, helfen geringfügige Anpassungen von Drehzahl oder Vorschub, um die Resonanz zu durchbrechen. Oft kann schon eine geringfügige Erhöhung oder Senkung der Drehzahl das Rattern abstellen. Das Ergebnis: ein ruhigerer Prozess mit einer höheren Oberflächenqualität und einer verlängerten Werkzeug-Standzeit.
Verschlissenes oder ungeeignetes Werkzeug
Selbst bei optimaler Anwendung unterliegt jedes Fräswerkzeug einem natürlichen Verschleiss. Ein stumpfer Fräser schneidet nicht mehr richtig, sondern reibt zunehmend am Material. Dies verursacht hohe Reibungshitze und erfordert mehr Anpresskraft, was wiederum die Oberflächenqualität verschlechtert, und die Maschine belastet. Typische Anzeichen sind matte, rauhe Oberflächen und oftmals ein höherer Geräuschpegel beim Fräsen. Zudem steigt die Gefahr von Gratbildung am Werkstückrand und Massungenauigkeiten. Abgenutzte Schneiden erhöhen auch das Risiko von Beschädigungen: Ein stark verschlissener Frässtift kann unerwartet brechen. Die Standzeit des Werkzeugs ist dann längst überschritten. Deshalb gilt: Tauschen Sie Frässtifte und Fräser rechtzeitig aus oder lassen Sie sie nachschärfen, bevor die Qualität der Werkstücke leidet.
Die Investition in einen neuen oder geschärften Fräser lohnt sich durch konstantere Ergebnisse und reduzierte Ausschusskosten. Nutzen Sie zudem geeignete Schneidstoffe: Für die Metallzerspanung sind Frässtifte aus Hartmetall (HM) mittlerweile Standard, da sie eine vielfach höhere Härte und Standzeit bieten als HSS-Fräser. HSS-Werkzeuge eignen sich eher für weichere Werkstoffe oder den gelegentlichen Einsatz, während Hartmetallfräser auch bei hohen Drehzahlen und harten Materialien standhaft bleiben. Achten Sie deshalb darauf, immer einen zum Werkstoff passenden Fräser auszuwählen. Denn ein ungeeignetes Werkzeug verschleisst nicht nur schneller, sondern kann auch zu Hitzeproblemen, Materialschäden und insgesamt schlechteren Ergebnissen führen. Kurzum: Mit scharfen, zum Anwendungsfall passenden Werkzeugen erzielen Sie hochwertigere Bearbeitungsergebnisse und reduzieren Ausfallzeiten erheblich.
Fehler gezielt vermeiden – mit hochwertigen Fräswerkzeugen
Eine der besten Strategien zur Fehlervermeidung sind hochwertige Werkzeuge. Lukas-Erzett bietet seinen Kunden ein breites Sortiment an Fräswerkzeugen – von Hartmetall-Frässtiften über HSS-Fräser bis hin zu speziell beschichteten Varianten – mit denen sich typische Fräsfehler von vornherein minimieren lassen. So zeichnen sich Lukas Hartmetall-Frässtifte durch präzise geschliffene Schneiden und stabile Stahlschäfte aus.
Gleichzeitig ermöglichen durchdachte Verzahnungen, wie die bewährte Kreuzverzahnung, einen hohen Abtrag bei geringem Kraftaufwand. Das heisst, der Bediener muss weniger Druck ausüben, der Fräser «beisst» sich förmlich selbst ins Material. So wird Rattern vermieden und das Arbeiten geht schneller von der Hand. Selbst harte und zähe Werkstoffe lassen sich mit diesen Frässtiften mühelos zerspanen. Lukas-Erzett setzt zudem auf innovative Hartstoff-Beschichtungen bei Fräswerkzeugen, um gängigen Fehlern entgegenzuwirken. Zum Beispiel erhöht eine TiAlN-basierte HeavyDuty-Beschichtung die Verschleissfestigkeit enorm, was speziell bei hohen Temperaturen und harten Materialien das vorzeitige Abstumpfen verhindert. Eine andere Entwicklung ist die LightFlow-Beschichtung mit Lotus-Effekt: Sie reduziert Reibung und verhindert, dass Material an den Schneiden haften bleibt. Aufbauschneiden und Verkleben werden vermieden.
Das Ergebnis: Der Fräser bleibt länger scharf und die Oberflächenqualität erstklassig. Darüber hinaus läuft ein entsprechend beschichteter Fräser deutlich ruhiger. Das Werkzeug benötigt nur wenig Kraft und läuft ohne Rattern oder Vibrationen. Das trägt zu einer längeren Lebensdauer des Werkzeugs und auch der Maschine bei.