Schaftfräser vs. Planfräser: Die Wahl des richtigen Werkzeugs für Ihr Projekt

In der Welt der Zerspanung kann die Wahl des richtigen Schneidwerkzeugs den entscheidenden Unterschied für die Qualität, die Effizienz und den Erfolg Ihres Projekts ausmachen. Zwei häufig verwendete Frästechniken sind der Schaftfräser und der Planfräser. Beide erfüllen wichtige Funktionen in der Metall- und Holzbearbeitung. Um eine fundierte Entscheidung treffen zu können, ist es jedoch wichtig, ihre einzigartigen Eigenschaften, Vorteile und Anwendungen zu kennen. In diesem umfassenden Leitfaden gehen wir auf die Feinheiten des Schaftfräsens und des Planfräsens ein und helfen Ihnen bei der Auswahl des richtigen Werkzeugs für Ihre speziellen Anforderungen.

Was ist Planfräsen und wie funktioniert es?

Planfräsen ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem mit einem rotierenden Schneidwerkzeug mit mehreren Zähnen Material von einer ebenen Fläche abgetragen wird. Das als Planfräser bezeichnete Schneidwerkzeug dreht sich senkrecht zur Werkstückoberfläche und erzeugt eine glatte, ebene Oberfläche.

Der Planfräser hat in der Regel einen größeren Durchmesser als die Breite des Werkstücks, so dass er die gesamte Oberfläche in einem einzigen Arbeitsgang bearbeiten kann. Während sich das Werkzeug dreht, berühren seine Zähne das Werkstück intermittierend und tragen bei jeder Umdrehung kleine Materialspäne ab.

Wann Sie das Planfräsen einsetzen sollten

Planfräsen ist ideal für:

1. Große, ebene Flächen schaffen
2. Quadrieren von Werkstücken
3. Schnelles Entfernen großer Mengen von Material
4. Erzielen einer glatten Oberfläche
5. Vorbereiten von Oberflächen für sekundäre Operationen

Vorteile des Planfräsens

• Hohe Abtragsleistung: Beim Planfräsen können große Mengen an Material schnell abgetragen werden, was es zu einem effizienten Verfahren zur Entfernung von Schüttgut macht.
• Ausgezeichnete Oberflächengüte: Das Verfahren erzeugt glatte, ebene Oberflächen mit guter Maßhaltigkeit.
• Vielseitigkeit: Planfräser können verschiedene Materialien bearbeiten, darunter Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe.
• Gleichmäßige Schnittkraftverteilung: Die Mehrfachschneiden verteilen die Schnittkräfte gleichmäßig, was den Werkzeugverschleiß reduziert und die Standzeit erhöht.
• Geeignet für große Werkstücke: Planfräsen ist besonders effektiv bei der Bearbeitung großer, ebener Flächen.

Nachteile des Planfräsens

• Begrenzt auf flache Oberflächen: Planfräsen ist in erster Linie für die Herstellung von flachen, ebenen Oberflächen konzipiert und eignet sich nicht für komplexe Geometrien.
• Höhere anfängliche Werkzeugkosten: Planfräser mit mehreren Schneidkanten können teurer sein als einfachere Schneidwerkzeuge.
• Mögliche Vibrationen: Große Planfräser können Vibrationen verursachen, insbesondere bei weniger steifen Maschinenaufbauten.
• Leistungsbedarf: Für das Planfräsen werden aufgrund des größeren Schnittbereichs oft leistungsstärkere Maschinen benötigt.

Was ist Schaftfräsen und wie funktioniert es?

Das Schaftfräsen ist ein vielseitiges Bearbeitungsverfahren, bei dem ein rotierendes Schneidwerkzeug mit Zähnen sowohl an der Stirnseite als auch am Umfang verwendet wird. Der Schaftfräser dreht sich um eine Achse, die senkrecht zum Werkstück steht, und kann so in verschiedene Richtungen schneiden.

Im Gegensatz zum Planfräsen, das in erster Linie mit der Stirnseite des Werkzeugs schneidet, kann das Schaftfräsen sowohl mit der Stirn- als auch mit der Seitenfläche schneiden. Dank dieser Vielseitigkeit können Schaftfräser eine breite Palette von Merkmalen erzeugen, darunter Schlitze, Taschen und Konturen.

Vorteile des Schaftfräsens

• Vielseitigkeit: Schaftfräser können verschiedene Bearbeitungen durchführen, darunter Schlitzen, Taschenfräsen, Konturieren und Bohren.
• Präzision: Das Schaftfräsen ermöglicht die Herstellung komplexer Formen und Geometrien mit hoher Genauigkeit.
• Flexibilität: Es kann sowohl auf flachen Oberflächen als auch auf dreidimensionalen Konturen arbeiten.
• Geeignet für kleinere Werkstücke: Schaftfräser sind in verschiedenen Größen erhältlich, so dass sie sich sowohl für große als auch für kleine Projekte eignen.
• Fähigkeit zum Einstechen: Viele Schaftfräser können axial fräsen und ermöglichen so das Einstechen und die schraubenförmige Interpolation.

Nachteile des Schaftfräsens

• Geringere Abtragsleistung: Im Vergleich zum Planfräsen erfolgt der Materialabtrag beim Schaftfräsen im Allgemeinen langsamer.
• Möglichkeit der Durchbiegung: Lange, dünne Schaftfräser können sich unter den Schnittkräften durchbiegen, was die Genauigkeit beeinträchtigt.
• Wärmeentwicklung: Bei der Zerspanung mit Schaftfräsern kann mehr Wärme entstehen, was sich auf die Lebensdauer des Werkzeugs und die Qualität des Werkstücks auswirken kann.
• Variabilität der Oberflächengüte: Die Oberflächengüte kann in Abhängigkeit von den spezifischen Schnittparametern und der Werkzeuggeometrie variieren.

Unterschied zwischen Plan- und Schaftfräsen

Die Hauptunterschiede zwischen Plan- und Schaftfräsen liegen in der Werkzeuggeometrie, der Schneidwirkung und den typischen Anwendungen:

• Werkzeuggeometrie: Planfräser haben einen größeren Durchmesser und mehrere Schneidkanten an der Stirnseite, während Schaftfräser Schneidkanten sowohl an der Stirnseite als auch am Umfang haben.
• Schneidwirkung: Planfräser schneiden in erster Linie mit der Stirnseite, senkrecht zur Werkstückoberfläche. Schaftfräser können sowohl mit ihren Stirn- als auch mit ihren Seitenflächen schneiden, was vielfältigere Zerspanungsarbeiten ermöglicht.
• Abdeckung des Oberflächenbereichs: Planfräser decken in der Regel eine größere Fläche in einem Arbeitsgang ab, während Schaftfräser kleinere Flächen bearbeiten, dafür aber mit größerer Präzision.
• Typische Anwendungen: Planfräsen ist ideal für die Herstellung großer, ebener Flächen, während Stirnfräsen sich für die Herstellung komplexer Formen, Schlitze und Konturen eignet.
• Materialabtragsrate: Das Planfräsen bietet im Allgemeinen eine höhere Abtragsleistung, während das Schaftfräsen mehr Präzision und Vielseitigkeit bietet.

Die Wahl zwischen Planfräsen und Schaftfräsen

Bei der Entscheidung zwischen Plan- und Schaftfräsen sind die folgenden Faktoren zu berücksichtigen:

• Geometrie des Werkstücks: Für große, ebene Flächen ist das Planfräsen oft die bessere Wahl. Für komplexe Formen oder Merkmale ist das Schaftfräsen besser geeignet. Anforderungen an den Materialabtrag: Wenn Sie eine große Menge an Material schnell abtragen müssen, ist das Planfräsen möglicherweise effizienter.
• Anforderungen an die Oberflächengüte: Mit beiden Verfahren lassen sich gute Oberflächengüten erzielen, aber das Planfräsen führt bei großen, ebenen Flächen oft zu gleichmäßigeren Ergebnissen.
• Fähigkeiten der Maschine: Vergewissern Sie sich, dass Ihre Maschine die erforderliche Leistung und Steifigkeit für das gewählte Fräsverfahren aufweist.
• Werkzeugkosten: Berücksichtigen Sie die Erstinvestition und die langfristigen Kosten für Werkzeuge für jedes Verfahren.
• Produktionsvolumen: Für die Großserienproduktion von flachen Oberflächen kann das Planfräsen kostengünstiger sein.

Anwendungen von Schaftfräsen und Planfräsen

Schaftfräsen Anwendungen:

• Schlitze und Rillen erstellen
• Taschenfräsen und Konturieren
• Gravur und Texturierung
• Bohrungen und Ausbohrungen
• Herstellung von Formen und Gesenken
• Präzisionsteile für die Luft- und Raumfahrt und die medizinische Industrie

Planfräsen Anwendungen:

• Quadrierung von Bestandsmaterialien
• Vorbereiten von Oberflächen für das Schweißen oder sekundäre Arbeitsgänge
• Erzeugen großer, ebener Flächen auf Guss- oder Schmiedeteilen Nivellierung von Flächen im Hoch- und Tiefbau
• Herstellung von Großmaschinenbauteilen
• Vorbereiten von Oberflächen für Präzisionsmessungen

Welche Arten von Schneidwerkzeugen werden für das Schaftfräsen und Planfräsen verwendet?

Schaftfräsen Schneidwerkzeuge:

• Walzenstirnfräser: Zur Herstellung von Hohlräumen und Schlitzen mit flachem Boden
• Schaftfräser mit Kugelkopf: Für die 3D-Konturierung und Nachbearbeitung gekrümmter Oberflächen
• Eckradiusfräser: Zum Verblenden von Ecken und Erstellen von Verrundungen
• Kegelige Schaftfräser: Für die Bearbeitung von Entformungswinkeln und kegeligen Flächen
• Gewindefräser: Zur Herstellung von Innen- und Außengewinden
• Schruppfräser: Für schnellen Materialabtrag bei reduzierten Schnittkräften

Planfräsen Schneidwerkzeuge:

• Walzenstirnfräser: Fräser mit großem Durchmesser und Wendeschneidplatten
• Planfräser mit integriertem Schaft: Planfräser mit kleinerem Durchmesser für präzisere Arbeiten
• Planfräser mit hohem Vorschub: Konzipiert für hohen Materialabtrag bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten
• Kopier-Planfräser: Für die Bearbeitung konturierter Oberflächen
• Fasen-Planfräser: Zum Erstellen von Fasen und Schrägen an Werkstückkanten
• Doppelseitige Planfräser: Mit beidseitigen Schneiden für mehr Vielseitigkeit

Bei der Auswahl von Schneidwerkzeugen für das Schaftfräsen oder das Planfräsen sind Faktoren wie diese zu berücksichtigen:

• Material des Werkstücks
• Gewünschte Oberflächenbeschaffenheit
• Fähigkeiten der Maschine
• Anforderungen an die Werkzeugstandzeit
• Verfügbarkeit von Kühlmitteln
• Kostenüberlegungen

Schlussfolgerung

Sowohl das Schaftfräsen als auch das Planfräsen spielen in modernen Bearbeitungsprozessen eine entscheidende Rolle. Das Planfräsen eignet sich hervorragend für die schnelle und effiziente Bearbeitung großer, ebener Flächen und ist daher ideal für die Abtragung von Massenmaterial und die Oberflächenvorbereitung. Das Schaftfräsen hingegen bietet eine unvergleichliche Vielseitigkeit und Präzision und ermöglicht die Herstellung komplexer Formen und Merkmale.

Wenn Sie die Stärken und Grenzen der einzelnen Verfahren kennen, können Sie fundierte Entscheidungen darüber treffen, welche Frästechnik Sie für Ihre spezifischen Projektanforderungen einsetzen sollten. Denken Sie daran, bei der Wahl zwischen Plan- und Schaftfräsen Faktoren wie die Werkstückgeometrie, den Materialabtrag, die Anforderungen an die Oberflächengüte und das Produktionsvolumen zu berücksichtigen.

Letztendlich profitieren viele Bearbeitungsprojekte von einer Kombination aus beiden Techniken, wobei die Stärken beider Verfahren genutzt werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Wenn Sie die Anwendung sowohl des Schaftfräsens als auch des Planfräsens beherrschen, sind Sie gut gerüstet, um eine Vielzahl von Bearbeitungsherausforderungen zu meistern und qualitativ hochwertige Teile effizient herzustellen.