Steigfräsen vs. konventionelles Fräsen: Ein umfassender Leitfaden

In der Welt der Zerspanung kann die Wahl der richtigen Frässtrategie über Erfolg oder Misserfolg eines Projekts entscheiden. Zwei grundlegende Ansätze dominieren das Feld: Gleichlauffräsen und konventionelles Fräsen. Das Verständnis ihrer Unterschiede, Anwendungen und optimalen Einsatzszenarien ist entscheidend für die Erzielung hervorragender Ergebnisse bei Ihren Bearbeitungsvorgängen.

Wenn Sie keine Lust haben, einen komplizierten Artikel zu lesen, können Sie sich auch die Vergleichstabelle zwischen den beiden.

Einführung in die Fräsmethoden

Fräsen ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem Material mit rotierenden Schneidwerkzeugen abgetragen wird, wie z. B. Schaftfräser Fräsen, indexierbares Fräsen）. Die Beziehung zwischen der Drehrichtung des Fräsers und der Vorschubrichtung des Werkstücks definiert zwei unterschiedliche Fräsmethoden. Diese Methoden haben einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Oberflächengüte, die Standzeit der Werkzeuge, die Schnittkräfte und die Gesamteffizienz der Bearbeitung.

Der Unterschied zwischen dem Gleichlauffräsen und dem konventionellen Fräsen liegt vor allem in der Vorschubrichtung im Verhältnis zur Rotation des Fräsers. Diese scheinbar einfache Variation führt zu einer dramatisch unterschiedlichen Schnittdynamik, die jeweils einzigartige Vorteile und Einschränkungen mit sich bringt.

Was ist konventionelles Fräsen (Up Milling)?

Konventionelles Fräsen, auch Gegenlauffräsen genannt, erfolgt, wenn das Werkstück entgegen der Drehrichtung des Fräsers zugestellt wird. Bei dieser Methode beginnt die Schneidkante mit einer Spandicke von Null und nimmt beim Austritt aus dem Schnitt allmählich bis zur maximalen Dicke zu. Dadurch entsteht eine aufwärts gerichtete Schnittbewegung, die das Werkstück vom Maschinentisch abhebt.

Merkmale des konventionellen Fräsens

Die Zerspanungskräfte beim konventionellen Fräsen erzeugen eine nach oben und außen gerichtete Zugwirkung auf das Werkstück. Dies führt dazu, dass das Werkstück zum Vibrieren und Rattern neigt, insbesondere bei schweren Schnitten. Der anfängliche Kontakt zwischen der Schneide und dem Werkstück führt zu einer Reibung, bevor der eigentliche Schnitt beginnt, was zu Kaltverfestigung und erhöhtem Werkzeugverschleiß führen kann.

Die Oberflächengüte beim konventionellen Fräsen ist im Vergleich zum Gleichlauffräsen im Allgemeinen rauer. Der Schnittvorgang hinterlässt aufgrund der Spanbildung und der nach oben gerichteten Hubkräfte ein leicht zerrissenes Aussehen auf der bearbeiteten Oberfläche.

Vorteile des Gegenlauffräsens

Was sind die Vorteile des Gegenlauffräsens? Das konventionelle Fräsen bietet mehrere Vorteile, insbesondere für ältere Werkzeugmaschinen. Bei Maschinen mit Spiel in den Gewindespindeln ist es nachsichtiger, da die Schnittkräfte das Werkstück nicht in den Fräser ziehen. Das macht es sicherer für manuelle Bearbeitungen, bei denen eine präzise Steuerung schwierig sein kann.

Konventionelles Fräsen wird auch bei unterbrochenen Schnitten und bei der Bearbeitung von Materialien bevorzugt, die beim Schneiden greifen oder ziehen könnten. Das allmähliche Einsetzen der Schneide ermöglicht ein kontrollierteres Eindringen in das Material.

Nachteile des Gegenlauffräsens

Was sind die Nachteile des Gegenlauffräsens? Zu den wichtigsten Nachteilen gehören eine schlechte Oberflächenqualität, ein erhöhter Werkzeugverschleiß aufgrund des anfänglichen Reibens und höhere Schnittkräfte, die zur Aufrechterhaltung des Schnitts erforderlich sind. Die nach oben gerichteten Schnittkräfte können ein Abheben des Werkstücks verursachen, was zu Maßungenauigkeiten und potenziellen Sicherheitsrisiken führt.

Die beim herkömmlichen Fräsen auftretenden Vibrationen und Rattergeräusche können die Standzeit der Werkzeuge verringern und bei Präzisionsanwendungen zu inakzeptablen Oberflächengüten führen.

Verstehen des Steigfräsens (Abwärtsfräsen)

Gleichlauffräsen oder Abwärtsfräsen tritt auf, wenn das Werkstück in der gleichen Richtung wie die Fräserrotation zugeführt wird. Die Schneide greift sofort mit maximaler Spandicke ein und reduziert sich beim Austritt aus dem Schnitt auf Null. Dadurch entsteht eine nach unten gerichtete Schnittbewegung, die das Werkstück fest gegen den Maschinentisch drückt.

Merkmale des Steigfräsens

Die Schnittkräfte beim Gleichlauffräsen spannen das Werkstück gegen den Tisch, wodurch stabilere Schnittbedingungen geschaffen werden. Durch das sofortige vollständige Einrasten der Schneide wird die beim herkömmlichen Fräsen auftretende Reibung eliminiert, was zu saubereren Schnitten und längeren Werkzeugstandzeiten führt.

Die Oberflächengüte ist beim Gleichlauffräsen aufgrund der gleichmäßigen Schnittbewegung und der Art und Weise, wie die Späne gebildet und aus der Schnittzone abgeführt werden, deutlich besser.

Vorteile des Steigfräsens

Warum wird bei der Bearbeitung das Gleichlauf- oder Abwärtsfräsen gewählt? Zu den Hauptgründen gehören eine bessere Oberflächengüte, eine längere Werkzeugstandzeit, geringere Schnittkräfte und eine bessere Maßgenauigkeit. Die nach unten gerichteten Spannkräfte schaffen stabilere Schnittbedingungen und reduzieren Vibrationen und Ratterer.

Das Gleichlauffräsen ermöglicht auch eine bessere Spanabfuhr, da die Späne von der fertigen Oberfläche weggeführt werden. Dies verhindert das Nachschneiden von Spänen und verringert die Wahrscheinlichkeit von Oberflächenkratzern oder -schäden.

Nachteile des Steigfräsens

Die wichtigste Einschränkung beim Gleichlauffräsen ist die Anforderung an starre Werkzeugmaschinen mit minimalem Spiel. Bei Maschinen mit verschlissenen Gewindespindeln oder übermäßigem Spiel kann das Gleichlauffräsen dazu führen, dass das Werkstück in den Fräser hineingezogen wird, was einen Werkzeugbruch oder eine Beschädigung des Werkstücks zur Folge haben kann.

Zusammenfassung des Vergleichs: Was ist besser, Klettern oder konventionelles Fräsen?

Die Frage, was besser ist, Gleichlauf oder konventionelles Fräsen, hängt ganz von Ihren spezifischen Anwendungsanforderungen und den Maschinenfähigkeiten ab.

Qualität der Oberflächenbehandlung

Beim Gleichlauffräsen werden aufgrund der gleichmäßigen Zerspanung und der korrekten Spanbildung durchweg hervorragende Oberflächen erzielt. Konventionelles Fräsen führt in der Regel zu raueren Oberflächen, die zusätzliche Nachbearbeitungsschritte erfordern.

Lebensdauer der Werkzeuge

Das Gleichlauffräsen verlängert im Allgemeinen die Standzeit der Werkzeuge, da die anfängliche Reibung entfällt und ein effizienterer Schnitt möglich ist. Der sofortige volle Eingriff reduziert den Werkzeugverschleiß und die Wärmeentwicklung.

Schnittkräfte

Beide Verfahren erzeugen zwar Schnittkräfte, aber die nach unten gerichteten Spannkräfte des Gleichlauffräsens sind im Allgemeinen vorteilhafter für die Stabilität des Werkstücks. Die nach oben gerichteten Kräfte des konventionellen Fräsens können zu Werkstückbewegungen und Maßabweichungen führen.

Anforderungen an die Maschine

Konventionelles Fräsen ist auf älteren Maschinen mit Spiel verzeihlicher, während das Gleichlauffräsen für optimale Ergebnisse starre, gut gewartete Maschinen erfordert.

Wann wird welche Methode angewendet?

Wann wird Climb Cut verwendet?

Wann wird im Gleichlauf gefräst? Das Gleichlauffräsen wird bevorzugt für Schlichtbearbeitungen, Präzisionsbearbeitungen und bei der Arbeit mit modernen CNC-Maschinen eingesetzt. Es ist ideal, um enge Toleranzen und hervorragende Oberflächengüten zu erzielen.

Beim Gleichlauffräsen gegenüber dem konventionellen Fräsen von Aluminium ist das Gleichlauffräsen in der Regel vorzuziehen, da Aluminium dazu neigt, sich mit den Schneidwerkzeugen zu verschweißen. Die saubere Schnittführung beim Gleichlauffräsen reduziert die Bildung von Aufbauschneiden und führt zu einer besseren Oberflächengüte von Aluminiumkomponenten.

Wann wäre Upmilling dem Downmilling vorzuziehen?

Wann sollte das Gegenlauffräsen dem Abwärtsfräsen vorgezogen werden? Konventionelles Fräsen wird gewählt, wenn mit älteren Maschinen gearbeitet wird, die ein beträchtliches Spiel aufweisen, wenn unterbrochene Oberflächen bearbeitet werden oder wenn die Sicherheit des Bedieners bei manuellen Arbeiten im Vordergrund steht.

Er wird auch für Schruppbearbeitungen bevorzugt, bei denen die Oberflächengüte weniger kritisch ist, sowie für die Bearbeitung von Materialien, die beim Schneiden zum Greifen oder Ziehen neigen.

Schlussfolgerung

Das Verständnis des Unterschieds zwischen Gleichlauffräsen und konventionellem Fräsen ist für die Optimierung Ihrer Bearbeitungsvorgänge unerlässlich. Während das Gleichlauffräsen in der Regel bessere Ergebnisse in Bezug auf Oberflächengüte und Werkzeugstandzeit bietet, ist das konventionelle Fräsen für bestimmte Anwendungen und Maschinenbeschränkungen weiterhin wertvoll.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der Abstimmung der Fräsmethode auf Ihre spezifischen Anforderungen: Maschinenkapazitäten, Materialeigenschaften, Anforderungen an die Oberflächengüte und betriebliche Beschränkungen. Wenn Sie fundierte Entscheidungen darüber treffen, wann und wie Sie die einzelnen Verfahren anwenden, können Sie optimale Ergebnisse erzielen und gleichzeitig die Effizienz und die Werkzeugstandzeit maximieren.

Vergleichstabelle