Lasertechnik Fräsen Fräser 815 Fräser Wie bei allen Einsatzwerkzeugen zur spanabhebenden Bearbeitung werden die Eigenschaften weitgehend durch die Geometrie der Werkzeugschneide bestimmt. Folgende Einzelkriterien bestimmen Arbeitsfortschritt, Schnittgüte, Stand zeit, Materialtauglichkeit und Vorschubkräfte: Spanwinkel Freiwinkel Keilwinkel Schnittwinkel Freischnitt Spantiefenbegrenzung Schneidenzahl Nutform Schneidenwerkstoff Anlaufzapfen Anlaufrollen Die Leistungsfähigkeit eines Fräsers hängt von der Optimierung der Einzelkriterien auf das zu bearbeitende Material ab. Spanwinkel Große Spanwinkel begünstigen das Eindringen der Schneide in den Werkstoff, kleine oder negative Spanwinkel erschweren das Eindringen. Je größer der Spanwinkel ist, umso geringere Vorschubkräfte sind erforderlich und desto besser die Schnittqualität bei der Bearbeitung von Hirnholz. Kleinere Spanwinkel erhöhen die Vorschubkräfte und ergeben eine schlechtere Schnittqualität bei Hirnholz. Der Spanwinkel beeinflusst den Spanauswurf. Die Auslegung des Spanwinkels ist deshalb weitgehend vom zu bearbeitenden Material abhängig. Fräsergeometrie Spanwinkel Winkel am Fräser EWL-F018/G Spanwinkel groß: Günstige Spanabnahme 270 Spanwinkel klein: Risse bei der Spanabnahme EWL-FR001/P Zusammenwirken der verschiedenen Winkel: Der Spanwinkel γ beeinflusst den Spanauswurf, der Keilwinkel β des Fräszahns die Standzeit und der Freiwinkel α die Schnittqualität. Der Schnittwinkel ergibt sich aus β und γ. Freiwinkel Große Freiwinkel machen die Schneidenkante aggressiv, aber auch bruchgefährdet. Die Reibung des Schneidenrückens im Material ist gering. Kleine Freiwinkel erhöhen die Festigkeit der Schneide, erhöhen aber die Reibung im Material, wodurch eine höhere Erwärmung des Schneidortes auftritt. Der Freiwinkel bestimmt somit die Schnittqualität.
33,8 816 Fräser Lasertechnik Fräsen Fräsergeometrie Freiwinkel Kleiner Freiwinkel: Höhere Reibung im Werkstoff Der Freischnitt wird durch Hinterschliff oder breitere Zähne (HM) realisiert. Spantiefenbegrenzung und Spanlückenweite Die Begrenzung der Spantiefe und der Spanlückenweite dient der Unfallverhütung. Eine geringe Spantiefe und kleine Spanlückenweite verringert die Rückschlaggefahr. Dies ist besonders bei Fräsern großen Durchmessers von Bedeutung. Die Berufsgenossenschaften haben hierfür bindende Vorschriften erlassen. Die Spandicke ist auf maximal 1,1 mm begrenzt. Fräser, Spantiefenbegrenzung C Großer Freiwinkel: Geringe Reibung im Werkstoff EWL-FR002/P a b Ø max Keilwinkel Zu große Spanwinkel ergeben kleine Keilwinkel, wodurch die Schneide gegen Beanspruchung empfindlicher wird. Die Stabilität und die Wärmeabfuhr verringern sich stark. Durch Verringerung des Freiwinkels kann bei großen Spanwinkeln der Keilwinkel verringert und damit die Schneidenbelastbarkeit erhöht werden. Der Keilwinkel beeinflusst also die Standzeit des Fräsers. Schnittwinkel Der Schnittwinkel wird durch den Spanwinkel und die Stellung der Schneide zur Materialoberfläche gebildet. Kleine Schnitt winkel erleichtern das Eindringen der Schneide in dem Werkstoff, größere erschweren es. Freischnitt Der Freischnitt ist notwendig, damit der Fräser beim Nutenfräsen nicht klemmt. Die Vorschriften der deutschen Holz-Berufsgenossenschaft: Begrenzung der Spanlückenweite a (abhängig vom Werkzeugdurchmesser), Begrenzung der Spandicke b max. 1,1mm und weitgehend kreisrunde Form (C = 0,6 x Ø max) für sicheres rückschlagarmes Arbeiten. EWL-F020/G Schneidenzahl Die meisten Fräser besitzen zwei gegenüberliegende Schneiden, wodurch sich große Spannuten ergeben, welche besonders beim Bearbeiten von langspänigen Werkstoffen einen günstigen Spantransport gewährleisten. Sonderfräse (z. B. für Aluminium) und Fräser geringen Durchmessers besitzen oft nur eine Spannut, um einen einwandfreien Spantransport zu gewährleisten. Bei Fräsern mit geringen Spanabnahmen, z. B. Bündigfräsern, werden zum Teil 3-schneidige Fräser verwendet, um eine hohe Oberflächengüte zu erreichen.
Lasertechnik Fräsen Fräser 817 Fräserschneiden Fräser mit einer Schneide wurden für besseren Spanauswurf bei sehr kleinen Durchmessern entwickelt. Mittlere und große Ø mit 2 Schneiden sind die Regel und erlauben das Anlöten von HM-Schneiden. Mit 3-schneidigen Fräsern lassen sich bei kleinen Schnittkräften sehr saubere Oberflächen erzielen. Nutform Die Spannuten sind meist gerade, d. h. parallel zur Fräserachse. Man erreicht Nutformen von Fräsern 1 2 3 EWL-F019/G hier ein sehr gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis. Bei Fräsern für Nuten oder zum Eintauchen (Dübellochfräser) werden gewendelte Nuten verwendet (ähnlich dem Spiralbohrer). Durch die Wendelsteigung werden die Späne sehr gut aus der Frässpur gefördert. Bei Fräsern mit HM-Schneiden werden oft schräge Spannuten angewendet, die technisch leichter zu realisieren sind. Durch schräge oder gewendelte Schneiden wird ein ziehender Schnitt erzeugt, welcher eine bessere Oberflächenqualität ergibt. Schneidenwerkstoff Als Schneidenwerkstoff kommen HSS oder Hartmetalle zur Anwendung. Bei der Verwendung von HSS wird der gesamte Fräser aus diesem Werkstoff hergestellt. Mit HSS lassen sich größere Span- und Freiwinkel realisieren, was zu scharfen, aggressiven, aber nur gering belastbaren Schneiden führt. Mit HM bestückte Fräser eignen sich für höchste Belastung, wegen der hohen Sprödigkeit von HM sind jedoch bestimmte Keilwinkel notwendig, was Einfluss auf die Oberflächengüte haben kann. Anlaufzapfen Anlaufzapfen dienen zur Führung von Formfräsern, wobei der Zapfen die Funktion eines Anschlages übernimmt und den Kantenkonturen folgt. Er ist im Durchmesser klein gehalten und poliert, um bei reduzierter Umfangsgeschwindigkeit wenig Reibung zu erzeugen. Dennoch ist ein sehr zügiger Vorschub nötig, um keine Brandspuren zu erzeugen. Ein Verweilen am Ort führt sofort zu Brandflecken am Holz. Fräser mit Anlaufzapfen sollten nicht für Kunststoffe verwendet werden, da sich der Zapfen in das Material einschmelzen kann, wodurch der Fräser aus der Bahn gerät und das Werkstück beschädigt. Der geringe Zapfendurchmesser ermöglicht es, auch komplexen Kantenstrukturen zu folgen. 1 gerade Nut 2 Schrägnut 3 Spiralnut EWL-F031/G Anlaufrolle Bei Fräsern mit Anlaufrolle wird anstelle des Anlaufzapfens ein abgedichtetes Kugellager verwendet, wodurch die Nachteile des Anlaufzapfens vermieden werden. Dieser Umstand macht die hö-
818 Fräser Lasertechnik Fräsen heren Kosten der Anlaufrolle mehr als wett. Durch die Wahl verschieden großer Kugellager-Außendurchmesser kann das Fräsprofil beeinflusst werden. Fräsertypen Multiprofilfräser Konturfräser Konterprofilfräser mit Anlauf- Kugellager Vertikal-Abplattfräser mit Anlaufzapfen EWL-F030/G Fräsertypen EWL-F026/G Fräsertypen Nutfräser 1-schneidig Fräserarten, Falzfräser Nutfräser 2-schneidig Falzfräser mit Anlaufzapfen Scharniernutfräser Falzfräser mit Anlaufrolle EWL-FR012/P EWLF-021/G
Lasertechnik Fräsen Fräser 819 Fräsertypen Fräsertypen Fasefräser Bündigfräser Abrundfräser Griffmuldenfräser Hohlkehlfräser Hohlkehlfräser Planfräser Verleimfräser Flachstabfräser Verleimprofilfräser Halbstabfräser Vielradienfräser EWL-F023/G EWL-F024/G
820 Fräspraxis Lasertechnik Fräsen Fräsertypen Scheibennutfräser mit Aufnahmedorn Federfräser Dübellochfräser Aluminiumspiralnutfräser Fräspraxis Oberfräsen arbeiten mit sehr hohen Drehzahlen. Auf korrekte und sichere Fixierung des Fräsers in der Spannzange muss daher besonders geachtet werden. Hierzu gilt die Regel Fräser grundsätzlich so tief wie möglich einspannen Mindestens 2/3 der Schaftlänge spannen Je tiefer der Fräserschaft in der Spannzange sitzt, umso präziser und sicherer ist der Rundlauf. Die Reihenfolge beim Arbeiten mit der Oberfräse ist Oberfräse einschalten Laufende Fräse an das Werkstück ansetzen Setzt man die Oberfräse im Stillstand an das Werkstück an und schaltet dann erst ein, dann erfolgen starke Rückschläge, das Werkstück wird beschädigt und es droht Unfallgefahr weil man die Kontrolle über die Oberfräse verliert. Ebenso darf am Arbeitsende die Oberfräse erst nach Absetzen vom Werkstück ausgeschaltet werden. Fräser Einspannlänge 1 EWL-FR013/P Profilnutfräser L e L s Ankerdichungsfräser 2 EWL-F025/G 1 Spannzange 2 Fräser L s Schaftlänge L e Einspannlänge
Lasertechnik Fräsen Fräspraxis 821 Ein Einhandbetrieb bei dem die Oberfräse mit der einen Hand und das Werkstück mit der anderen Hand gehalten wird führt unweigerlich zum Unfall. Deshalb gilt die Regel Oberfräse stets mit beiden Händen führen Vorschubrichtung Die Vorschubrichtung ist bei handgeführten Oberfräsen sicherheitsrelevant. Man unterscheidet in Gleichlauffräsen Gegenlauffräsen Die richtige Fräsrichtung entscheidet maßgeblich über die sichere Maschinenführung bei allen Fräsvorgängen entlang von Kanten. Beim Fräsen von Nuten, wenn beide Fräserschneiden im Eingriff sind, ist die Vorschubrichtung prinzipiell unwichtig, die Fräsrichtung allerdings qualitätsentscheidend. Fräsrichtung Gegenlauffräsen Gleichlauffräsen = Drehrichtung des Fräsers = Vorschubrichtung EWL-F032/G Gleichlauffräsen Beim Gleichlauffräsen entspricht die Vorschubrichtung der Drehrichtung des Fräsers. Der Radeffekt des Fräsers bewirkt ein Fortlaufen des Fräsers auf der Werkstückoberfläche, wodurch die Oberfräse nicht mehr kontrolliert geführt werden kann. Handgeführte Oberfräsen werden deshalb nicht im Gleichlauf betrieben. Gegenlauffräsen Beim Gegenlauffräsen ist die Vorschubrichtung entgegen der Drehrichtung des Fräsers. Hierdurch wird die Fräserschneide in das Material gezogen, zusammen mit Anschlägen oder Führungsrollen ergibt sich dadurch eine sichere Maschinenführung. Die Vorschubkräfte sind naturgemäß hoch, können aber dadurch besser kontrolliert werden. Fräsrichtung Die Fräsrichtung entscheidet über die Schnittqualität bei Faserwerkstoffen wie z. B. Holz. Je nach Faserverlauf kann es bei einer bestimmten Lage der Faser zur Fräsrichtung zu besserer oder schlechterer Schnittqualität bzw. Ausrissen führen. Wenn irgendwie möglich sollte dies bei der Materialauswahl oder Werkstückgestaltung berücksichtigt werden. Fräsen von Metall Materialeigenschaften Metalle sind spanbare Werkstoffe meist hoher Festigkeit und großer Härte. Leichtmetalllegierungen und einige Buntmetalle können mit der handgeführten Oberfräse bearbeitet werden. Eisenmetalle können mit handgeführten Elektrowerkzeugen nur mit Frässtiften (rotierenden Feilen) an Geradschleifern bearbeitet werden. Die folgenden Ausführungen beschränken sich deshalb auf die Anwendung der Oberfräse in Leichtmetalllegierungen und des Geradschleifers an Eisenmetallen. Bei der Anwendung der Oberfräsen muss beachtet werden, dass die Anwendung in Metallen eine sehr hohe Beanspruchung darstellt. Dies geht in die Lebensdauer der Maschine negativ ein. Die Späne nehmen einen großen Teil der beim Schnitt entstehenden Wärme auf und führen sie ab. Schneidenwerkstoff Die in handgeführten Oberfräsen üblicherweise verwendeten Spiralnutfräser für Aluminiumlegierungen bestehen aus HSS. Bei geeigneter Schneidenstellung können einige Formfräser mit HM-Schneiden ebenfalls an Aluminiumlegierungen verwendet werden.
822 Fräspraxis Lasertechnik Fräsen Schneidengeometrie Spiralnutfräser für Aluminium sind einschneidig. Sie haben eine Spiralschneide mit einer zusätzlichen Hobelschneide zum Eintauchen in dünne Bleche und Profile. Die Spannut ist gewendelt, wodurch die langen Aluminiumspäne gut nach oben abgeführt werden. Wenn HM-Fräser verwendet werden, müssen solche mit schräger Spannut ausgewählt werden, damit die Späne leicht nach oben ausgeworfen werden. Fräser mit parallel zur Achse verlaufenden Spannuten transportieren die Späne nicht aus dem Fräser heraus, er verstopft dadurch sofort. Fräser für Aluminium 3 2 1 1 Schneidezahn zum Eintauchen 2 Spiralschneide mit Spannut 3 Schaft EWL-F034/G Schnittgeschwindigkeit Die Schnittgeschwindigkeit ist generell gegenüber der Anwendung in Holz zu reduzieren. Da sich die einzelnen Leichtmetalllegierungen unterschiedlich verhalten, ist die günstigste Drehzahl entsprechend dem Fräserdurchmesser und dem Material durch Versuch zu ermitteln. Vorschub Generell ist mit geringem Vorschub zu fräsen. Insbesondere bei Formfräsern großen Durchmessers muss der Vorschub sehr langsam und gefühlvoll erfolgen. Kühlung Beim Fräsen von Metall muss der Fräser gekühlt und geschmiert werden. Wegen der hohen Drehzahlen ist es günstig, ein spezielles, gut haftendes Schneidfett zu verwenden. Die Schmierung ist in kurzen Abständen zu wiederholen, sonst fällt der Fräser durch Aufbauschneidenbildung aus. Spanabfuhr Die Spanabfuhr muss ungehindert möglich sein, am besten durch Absaugung unterstützt. Im Fräsbereich verbleibende Späne können sich um die Schneiden legen, was zu Verstopfung der Spannut führt. Fräsen von Kunststoff Materialeigenschaften Kunststoffe haben bei der Spanabnahme ein eher zähes Verhalten bei relativ geringer Härte. Bei zu hohen örtlichen Temperaturen neigen sie zum Anschmelzen (Thermomere) oder zur Zersetzung (Duromere). Die beim Schnitt entstehende Wärme muss also möglichst minimiert werden. Wichtigste Voraussetzung für kühlen Schnitt sind scharfe Werkzeugschneiden. Die Elastizität des Kunststoffes übt eine gewisse Klemmwirkung auf den Fräser aus, welche in zusätzliche Reibungswärme umgesetzt wird. Die beim Schnitt entstehenden Späne führen fast keine Wärme ab. Schneidenwerkstoff Kunststoffe sind im Gegensatz zu Metallen schlechte Wärmeleiter und nehmen die beim Fräsen entstehende Wärme so gut wie nicht auf. Die Fräserschneide wird deshalb thermisch hochbelastet. Bei glasfaserverstärkten Kunststoffen wirken die Glasfasern in hohem Maße abrasiv und abstumpfend. Aus den vorgenannten Gründen sollten, wenn immer möglich, Fräser mit Hartmetallschneiden verwendet werden. Schneidengeometrie In der Regel wird man für die Kunststoffverarbeitung Fräser mit derselben Schneidengeometrie wie für Holz verwenden. Bei ausschließlichem Einsatz in bestimmten Kunststoffen sollten Fräser mit der vom Kunststoffhersteller empfohlenen Schneidengeometrie verwendet werden.
Lasertechnik Fräsen Fräspraxis 823 Schnittgeschwindigkeit Die Schnittgeschwindigkeit ist gegenüber der Anwendung in Holz unter Umständen zu reduzieren. Da sich die einzelnen Kunststofftypen unterschiedlich verhalten, ist die günstigste Drehzahl entsprechend dem Fräserdurchmesser und dem Material durch Versuch zu ermitteln. Hierbei ist besonders das Anschmelzen der Späne bei bestimmten Thermomeren (z. B. Acrylglas) zu beachten. Bei Sonderwerkstoffen sollte den Empfehlungen des Kunststoffherstellers gefolgt werden. Vorschub Ähnlich wie die Schnittgeschwindigkeit ist auch der Vorschub unter Umständen durch Versuch zu ermitteln. Zügiger Vorschub, möglichst ohne Unterbrechung, ist wichtig, um örtliche Überhitzung zu vermeiden. Spanabfuhr Die Spanabfuhr muss ungehindert möglich sein, am besten durch Absaugung unterstützt. Im Fräsbereich verbleibende Späne können sich um die Schneiden legen oder in der Frässpur verbleiben, was zur Verstopfung bzw. zum Anschmelzen führen kann. Fräsen von Holz Materialeigenschaften Hölzer haben eine relativ geringe Härte und lassen sich gut zerspanen. Bei zu hohen örtlichen Temperaturen neigen sie zum Anbrennen. Die beim Schnitt entstehende Wärme muss also möglichst minimiert werden. Wichtigste Voraussetzung für kühlen Schnitt sind scharfe Werkzeugschneiden. Die Elastizität, speziell bei langfaserigen, weichen Hölzern, übt eine gewisse Klemmwirkung auf den Fräser aus, welche in zusätzliche Reibungswärme umgesetzt wird. Die beim Schnitt entstehenden Späne führen fast keine Wärme ab. Schneidenwerkstoff Hölzer sind im Gegensatz zu Metallen schlechte Wärmeleiter und nehmen die beim Fräsen entstehende Wärme so gut wie nicht auf. Die Fräserschneide wird deshalb thermisch hoch belastet. Aus den vorgenannten Gründen sollten, wenn immer möglich, Fräser mit Hartmetallschneiden verwendet werden. Fräser aus HSS ergeben bei weichen Hölzern eine etwas bessere Oberflächenqualität, stumpfen aber schnell ab und neigen dann zum Überhitzen ( Ausglühen ). Schneidengeometrie Die meisten der auf dem Markt verfügbaren Fräser sind für die Anwendung in Holz optimiert. Die große Auswahl ermöglicht die optimale Zuordnung zum verwendeten Holz und der betreffenden Arbeitsaufgabe. Schnittgeschwindigkeit Beim Fräsen von Holz wird mit hohen Schnittgeschwindigkeiten gearbeitet, wobei generell gilt, dass kleinere Fräserdurchmesser höhere Drehzahlen als Fräser großen Durchmessers erfordern, um die empfohlenen Schnittgeschwindigkeiten an der Werkzeugschneide zu erreichen. Weichhölzer gestatten höhere Schnittgeschwindigkeiten als Harthölzer. Vorschub Bei der Bearbeitung von Holz ist zügiger Vorschub, möglichst ohne Unterbrechung, wichtig, um örtliche Überhitzung und damit Brandflecken zu vermeiden. Spanabfuhr Die Spanabfuhr muss ungehindert möglich sein, am besten durch Absaugung unterstützt. Im Fräsbereich verbleibende Späne können sich um die Schneiden legen oder in der Frässpur verbleiben, was zur Verstopfung bzw. zu Brandflecken führen kann. Fräsrichtungen Massivholz ist ein Werkstoff mit ausgeprägter Faserrichtung. Deshalb ist die Fräsrichtung bzw. die Rotationsrichtung des Fräsers zur Faser von ausschlaggebender Bedeutung für die Schnittgüte. In den Fällen, wo man in der Wahl der Fräsrichtung Freiheit hat, sollte man die für die Schnittqualität günstigste Fräsrichtung wählen. Die typischsten Fräsrichtungen sind: längs der Faser quer zur Faser schräg zur Faser wobei bei der Fräsrichtung diagonal zur Faser die Drehrichtung des Fräsers zur Faser für die Schnittqualität entscheidend ist. Daneben ist beim Fräsen von Nuten mit
824 Fräspraxis Lasertechnik Fräsen Ausrisse beim Fräsen Gegenlauf Mitlauf FRA001g_de_s Hilfe des Parallelans chlages die Unterstützung der Anschlagwirkung zu beachten. Fräsen mit dem Parallelanschlag Beim Fräsen mit dem Parallelanschlag wird prinzipiell im Gegenlauf gefräst, wenn Außenkanten bearbeitet werden. Beim Vorschubrichtungen optimale Vorschubrichtung beim Nutfräsen Fräsen von Nuten ist die Fräsrichtung theoretisch gleichgültig, weil auf der einen Nutseite die Schneide stets im Gegenlauf, auf der anderen Nutseite stets im Gleichlauf arbeitet. Es sollte aber auch hier stets im Gegenlauf (zur Außenkante gesehen) gearbeitet werden, weil diese Fräsrichtung das Anpressen des Parallel anschlages an die Werkstückkante unterstützt. Fräsen längs der Faser Fräsen längs der Faser ergibt eine hohe Schnittgüte. Beim Fräsen von Kanten kann die Schnittgüte noch etwas verbessert werden, wenn man zunächst wie üblich im Gegenlauf fräst, allerdings noch nicht auf Fertigmaß. Man lässt etwa 1 / 10... 1 / 20 mm stehen und fräst diesen Rest im letzten Fräsgang im Gleichlauf auf Maß. Bei diesen geringen Spandicken kann die Oberfräse auch im Gleichlauf noch sicher beherrscht werden. Diese Methode bewährt sich auch beim Besäumen von Furnierüberständen, weil dadurch ein Einreißen des Furniers verhindert wird. Bei Fräsen von Nuten, welche in einem Arbeitsgang mit dem entsprechenden Fräserdurchmesser hergestellt werden, arbeitet der Fräser auf einer Nutseite stets im Gleichlauf, auf der anderen Nutseite stets im Gegenlauf. Man erzielt auch hierbei eine hohe Schnittgüte, die allerdings durch in der Nut zurückbleibende Späne etwas schlechter ist als eine vergleichbare Fräsung an der Werkstückaußenkante. Absaugung verbessert hier die Schnittgüte. optimale Vorschubrichtung beim Kantenfräsen = Drehrichtung des Fräsers = Vorschubrichtung EWL-F033/G Fräsen quer zur Faser Bei allen Stirnflächen ( Hirnholz ) hat man austretende Fasern, die quer zur Fräsrichtung stehen. Werkstoffbedingt ist die Schnittgüte deshalb weniger gut als in Längsrichtung, die Oberfläche ist rauer. An dieser Tatsache kann nichts geändert werden. Verbesserungsmöglichenkeiten bietet beim Fräsen von Kanten auch hier das Fräsen in mehreren Stufen, wobei zum Schluss nur noch ein sehr dünner Span genommen werden sollte. Bewährt hat sich ein kurzes Anfeuchten der gefrästen Kante nach dem letzten Durchgang. Nach Abtrocknen richten sich die Fasern etwas auf. Wenn man dann nochmals mit gleicher Einstellung
Lasertechnik Fräsen Fräspraxis 825 Fräsen längs und quer zur Faser Fräsen von Holz längs glatt quer rau FRA002g_de_s überfräst, erreicht man eine geringfügige Verbesserung der Schnittqualität. Grundvoraussetzung ist in jedem Falle ein scharfer Fräser. Schon geringfügig abgenützte Fräser beeinträchtigen deutlich das Ergebnis. Fräsen schräg zur Faser Beim Fräsen schräg zur Faserrichtung entscheidet die Drehrichtung des Fräsers zur Faser die Schnittqualität. Hierbei sind zwei Fälle möglich: Schnitt schräg gegen die Faserrichtung Schnitt schräg mit der Faserrichtung Fräsrichtung quer zur Faserrichtung = rauer Schnitt auf beiden Seiten Fräsen von Holz EWL-FR004/P Schnitt schräg gegen die Faserrichtung Bei diesem Schnittverlauf löst sich der Faserverbund durch die Spaltwirkung der eindringenden Schneide etwas, wodurch die Schnittgüte sehr rau werden kann. Hierbei gibt es Unterschiede je nach Holzart. Harte Hölzer haben bei dieser Fräsart meist eine bessere Oberflächengüte als weiche Hölzer. Da die Drehrichtung der Oberfräse und damit des Fräsers nicht geändert werden kann, sollte man, wenn immer man die Wahl hat, diese Fräsrichtung vermeiden. Schnitt schräg mit der Faserrichtung Bei diesem Schnittverlauf werden beim Fräsvorgang die Fasern aneinandergepresst, wodurch Ausrisse vermieden werden. Die erreichbare Schnittqualität ist deshalb sehr hoch. Wenn man die Wahl hat, sollten Fräsarbeiten stets schräg mit der Faserrichtung erfolgen. Fräsrichtung parallel zur Faserrichtung = Sehr glatter Schnitt EWL-FR003/P
826 Fräspraxis Lasertechnik Fräsen Fräsen von Holz Fräsrichtung schräg zur Faserrichtung, Fräserdrehrichtung mit der Faserrichtung = Glatter Schnitt auf beiden Seiten Fräsen von Holz EWL-FR006/P Kantenbearbeitung Die Bearbeitung von Werkstückkanten erfolgt durch Fasen Profilieren Die hierzu meist verwendeten Profilfräser haben in der Regel einen Anlaufzapfen oder eine Anlaufrolle mittels welcher der Fräser entlang der Werkstückkante geführt wird. Die beste Oberflächenqualität wird erreicht in dem man in mehreren Durchgängen fräst, wobei man beim letzten Durchgang nur noch eine geringe Spandicke von etwa 1/10mm abnimmt. Je nach Faserichtung kann es dabei erforderlich sein den letzten Durchgang im Gleichlauf zu fräsen. Die Lage der Jahresringe an der Kante von Massivhölzern entscheidet über das dekorative Erscheinungsbild der Kante und ist beispielsweise bei der Herstellung von Rahmen zu beachten. Kantenbearbeitung von Leisten Erscheinungsbild in Abhängigkeit vom Faserverlauf EWL-HO013/P Fräsrichtung schräg zur Faserrichtung, Fräserdrehrichtung gegen die Faserrichtung = Rauer Schnitt auf beiden Seiten EWL-FR005/P Vierkant Viertelstab Hohlkehle
Lasertechnik Fräsen Fräspraxis 827 Fräsen von Nuten Beim Fräsen tiefer Nuten besteht die Gefahr dass Späne die Nut verstopfen. Dies führt zu höherer Reibung und damit zu Brandmalen und rauen Schnittkanten. Abhilfe bieten die folgende Maßnahmen Verwendung von Fräsern mit schräger Spannut oder Spiralnut Fräsen in mehreren Durchgängen Beim Fräsen der Nut in mehreren Durchgängen kann man die Qualität weiter verbessern, in dem man zunächst mit einem geringeren Fräserdurchmesser fräst und erst beim letzten Durchgang den Fräser mit dem gewünschten Durchmesser verwendet. Das Problem der Spanabfuhr besteht besonders beim Fräsen von Schwalbenschwanznuten. Die Spanmenge ist hoch, aber die Nutbreite an der Werkstückoberfläche sehr gering. Als Lösung bietet es sich an, zunächst mit einem normalen Nutfräser zu nuten und erst dann mit dem Gratfräser das Schwalbenschwanzprofil auszufräsen. Der Nutfräser ist dabei so zu wählen dass sein Durchmesser nicht größer als der kleine Durchmesser des Gratfräsers ist. Nutformen von Fräsern 1 2 3 Fräsen von Schwalbenschwanznuten A B d C d1 d2 FRA008g_de_s Bündig Fräsen Bündig Fräsen ist eine Kantenbearbeitung für beschichtete oder furnierte Oberflächen, bei der die Überstände nach der Verleimung bündig zur Werkstückkante gefräst werden. Hierzu verwendet man Bündigfräser mit einer Laufrollen zur Führung entlang der Werkstückkante. Die Fräser zum Bündigfräsen überstehenden Furniers sollten gerade Spannuten haben Fräser mit schrägen oder spiralförmigen Spannuten neigen dazu das Furnier nach oben hin auszureissen. Fräsen im Gleichlauf verhindert bei ungünstiger Faserlage ebenfalls den Ausriss des Furniers. Bündigfräsen von Überständen Fräser Ø df und Anlaufrolle Ø dl sind gleich df 1 1 gerade Nut 2 Schrägnut 3 Spiralnut EWL-F031/G dl 2 FRA005g_de_s
828 Fräspraxis Lasertechnik Fräsen Gratfräsen Gratverbindungen dienen als Holzverbindung und können sowohl als fixe Verbindung oder als lose Gleitverbindung ausgeführt werden. In jedem Fall ist eine präzise Arbeitsweise erforderlich. Da die Kantenpressung an den Ecken des Schwalbenschwanzes oft zum Klemmen der Werkstücke führt sollten Zinkenfräser mir Ritzer verwendet werden. Hierdurch entsteht an den Nutkanten eine Hinterschnitt welcher das Klemmen des Grates verhindert. Das Fräsen des Grates erfolgt am besten mit einer Hilfsleistenkonstruktion. Sie verhindert ein Verkanten der Oberfräse auf der sonst zu schmalen Längskante des Werkstückes. Fräsen eines Grates (Schwalbenschwanz) A 2 1 2 Gratverbindung B FRA010g_de_s Fräserarten Zinkenfräser C Zinkenfräser mit Ritzer EWL-F022.2/G FRA011g_de_s
Lasertechnik Fräsen Fräspraxis 829 Kopierfräsen Beim Kopierfräsen wird die Oberfräse entlang einer Schablone geführt. Als Führung dient dabei eine in die Fußplatte der Oberfräse eingesetzte Kopierhülse. Bei der Anfertigung der Schablone muss der Durchmesser der Kopierhülse und der Fräserdurchmesser berücksichtigt werden, denn der Fräsermittelpunkt ist um den halben Aussendurchmesser der Kopierhülse vom Schablonenrand entfernt. Die Berechnungsformel für die Entfernung der Fräserschneide von der Schablonenkante lautet halber Aussendurchmesser der Kopierhülse minus halber Fräserdurchmesser Die Schablone sollte stets so angefertigt werden dass sie das Werkstück schützt. Bei nicht exakter Führung geht dann der Fehlschnitt in die Abfallteile und nicht in das spätere Werkstück. Fräsen mit Schablone 1 3 1 Ausgangsmaterial 2 späteres Werkstück 3 falsche Schablone 4 richtige Schablone 2 4 FRA006g_de_s Oberfräse, Kopierhülse und Schablonenmaße Fräsen mit Schablone 1 2 3 4 3 1 2 1 Fräser 2 Kopierhülse 3 Schablone EWL-FR008/P 1 Ausgangsmaterial 2 späteres Werkstück 3 richtige Schablone 4 falsche Schablone FRA007g_de_s