Planfräsarbeiten: Was ist es und wie funktioniert es?

Planfräsen ist eine CNC-Fräsbearbeitung zum Abtragen von Teilen eines Werkstücks, die von vielen Teileherstellern als bevorzugte Methode zur Abflachung oder Verbesserung der Oberflächengüte eines Teils angesehen wird.

Sie ist aufgrund ihrer Schnelligkeit und der Qualität des Ergebnisses den Planfräswerkzeugen wie dem Fliegenfräser überlegen. In diesem Artikel werden die Planfräsbearbeitung, ihre Funktionsweise, ihre Arten und Anwendungen erläutert.

Inhaltsübersicht

Was ist Planfräsen?

Planfräsen ist eine CNC-Fräsdienst bei dem ein Planfräswerkzeug verwendet wird, um die Oberfläche eines Werkstücks abzuflachen oder zu glätten. Der Fräsvorgang ist einzigartig, da der Planfräser nach unten gerichtet ist und das Werkstück mit seiner Drehachse senkrecht zum Werkstück berührt. Daher erfolgt der Materialabtrag, während sich das Schneidwerkzeug auf dem Werkstück dreht.

Je nach Fräsmaschine können CNC-Fräsarbeiten manuell oder automatisch durchgeführt werden. Außerdem werden dadurch die Vorschubgeschwindigkeit und die Genauigkeit der Bearbeitung bestimmt.

Bei einer manuellen Planbearbeitung muss der Bearbeiter die Fräsmaschine anhalten und das Werkstück anpassen. Dadurch ändert sich die Vorschubgeschwindigkeit. Bei der automatischen Stirnseitenbearbeitung ist dies nicht der Fall, was zu einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit und verbesserter Genauigkeit führt.

Wann wird das Planfräsen eingesetzt?

Planfräswerkzeuge sind aufgrund ihrer Effizienz und der Qualität der Ergebnisse in der Teilefertigung weit verbreitet. Nachfolgend sind häufige Szenarien aufgeführt, in denen Sie die CNC-Planfräsbearbeitung einsetzen können.

Oberflächenveredelung

Ein Planfräser kann zur Verbesserung der Oberflächengüte von Werkstücken aus Metall, Kunststoff oder Holz eingesetzt werden. Daher ist es ein gängiges Fräswerkzeug für große Teile mit rauen Stellen und anderen Formen von Unvollkommenheiten.

Objektverflachung

Planfräsen ist auch zum Abflachen der Oberfläche eines Werkstücks geeignet. Während die CNC-Vorrichtungen eignet sich eher für bereits hergestellte ebene Flächen, ist aber auch zum Glätten von Werkstücken mit unebenen Oberflächen geeignet.

Entfernen von überschüssigem Material

Ein Planfräser kann auch wie ein Meißel wirken, der zum großflächigen Abtragen von überschüssigem Material an einem Werkstück eingesetzt wird. Der typische große Schneidendurchmesser des Werkzeugs ermöglicht es, einen großen Teil des Materials zu bearbeiten, wobei mit jeder Umdrehung das überschüssige Material abgetragen wird.

Arten von Planfräsoperationen

CNC-Fräsdienste verwenden verschiedene Planfräsbearbeitungen, um die gewünschten Teile herzustellen. Sie unterscheiden sich durch das verwendete Werkzeug in Bezug auf das Werkstück.

Konventionelle Planfräsbearbeitung

Wie der Name schon sagt, ist das konventionelle Planfräsen die häufigste Art. Dabei wird ein Planfräswerkzeug mit einem Fräser verwendet, dessen Durchmesser größer ist als die Werkstückbreite, d. h. der Fräser ragt über die Seite des Werkstücks hinaus.

Partielle Planfräsbearbeitung

Auch die Anwendung ist ähnlich wie beim herkömmlichen Planfräsen. Beim Teilplanfräsen ist der Durchmesser des Planfräsers jedoch etwas geringer als die Breite des Werkstücks. Daher deckt der Fräser nur einen bestimmten Teil des Werkstücks ab.

Gemeinsame CNC-Bearbeitung von Prototypen Sie eignet sich für Schrupp- und Schlichtschnitte.

Schaftfräsen

Beim Schaftfräsen wird ein Fräser mit einem kleinen Durchmesser im Vergleich zur Werkstückbreite verwendet. Sie eignet sich für die Herstellung einer hochwertigen Oberfläche, ist aber zeitaufwändiger. Daher wird diese Art des Planfräsens häufiger zur Herstellung von Schlitzen im Werkstück verwendet.

Profilfräsen Betrieb

Beim Planfräsen wird ebenfalls ein Fräser verwendet, dessen Durchmesser im Verhältnis zur Werkstückbreite kleiner ist. Er wird jedoch zum Fräsen des Umfangs eines flachen Werkstücks verwendet, um eine glatte Oberfläche zu erzeugen.

Taschenfräsen Betrieb

Beim Taschenfräsen wird ebenfalls ein Schneidwerkzeug mit einem ähnlichen Durchmesser wie beim Profilfräsen und Schaftfräsen verwendet. Im Gegensatz zu diesen beiden Fräsoperationen können damit jedoch flache Taschen in einem Werkstück hergestellt werden.

Oberflächenkonturierung Fräsvorgang

Das Planfräsen mit Oberflächenkontur ähnelt dem Profil-, Taschen- und Schaftfräsen aufgrund des Durchmessers des Schneidwerkzeugs. Im Gegensatz zu den anderen Verfahren ist sie jedoch für die Herstellung von Konturen auf der Oberfläche des Werkstücks geeignet.

Planfräsen Schneidwerkzeugtypen

Ein Planfräser ist eine Art von Fräswerkzeug mit einer Scheibenform und entlang des Umfangs angeordneten Schneiden. Diese Schneiden haben unterschiedliche Durchmesser und können mit Einsätzen versehen sein. Außerdem bestimmen sie die Anwendung des Werkzeugs und die Planfräsoperationen. Hier sind einige gängige Typen von Planfräswerkzeugen.

Vierkant-Schaftfräser

Diese Planfräser haben eine quadratische Stirngeometrie mit vier Schneiden, aber ohne Fase und Radius. Sie eignen sich für Fräsarbeiten wie Einstechen, Profilieren und Nutenfräsen.

Kugelkopf-Planfräser

Dieser Planfräser hat eine charakteristische kugelförmige Nase mit einem Radius von der Hälfte des Fräserdurchmessers. Folglich ist er geeignet für CNC-Aluminiumbearbeitung zusammenpassende Teile einer Baugruppe.

Planfräser mit Radiuskeil

Ein radiusbestückter Planfräser hat einen geschliffenen Radius an der Spitze der Schneidkante. Dadurch werden die Schneidnuten weniger belastet und die Lebensdauer des Werkzeugs erhöht. Sie sind wie die vierkantigen Planfräser. Sie eignen sich jedoch nicht für die Herstellung eines perfekt rechtwinkligen Profils.

Planfräser mit Fase

Diese Planfräse verfügt über eine Winkelgeometrie von 20° bis 45°, die es ermöglicht, Fasenschnitte an der Werkstückkante auszuführen. Sie eignet sich für Bearbeitungen wie Tuschieren, Anfasen, Entgraten und Anfasen.

Einsätze

Die Optionen für Planfräswerkzeuge unterscheiden sich auch hinsichtlich der Wendeschneidplatten an den Schneidkanten. Die Wendeschneidplatten gibt es in verschiedenen Formen, Typen und Materialien, die für Planfräsarbeiten geeignet sind. Außerdem sind sie austauschbar, wenn sie stumpf sind, was zu einer besseren Wirtschaftlichkeit und Bearbeitung beiträgt. Zu den gängigen Einsätzen gehören:

• Runde Einsätze: Diese Wendeschneidplatten eignen sich aufgrund ihrer starken Schneidkanten für die Schwerzerspanung. Daher sind sie die besten Wendeschneidplatten für zähe Materialien.
• Achteckige Einsätze: Diese Planfräseinsätze bieten eine gute Stabilität und Spanabfuhr. In der Regel sind sie für Fräsarbeiten mit hohem Vorschub und geringer Schnitttiefe geeignet.
• Positive Einsätze: Diese Planfräser haben einen positiven Spanwinkel, daher ihr Name. Sie haben eine geringere Schnittkraft und bieten eine bessere Oberflächengüte. Daher werden sie häufig zum Fräsen von Materialien wie Aluminium und Nichteisenmetallen eingesetzt.
• Negative Einsätze: Sie sind das Gegenteil der positiven Wendeplatten, die sich durch einen negativen Spanwinkel auszeichnen. Sie haben eine stärkere Schneidkraft und sind daher für harte Materialien wie Stahl geeignet.

Wie wählt man Stirnfräser vs. Schaftfräser?

Sowohl Plan- als auch Schaftfräser sind wichtige Werkzeuge, die bei vielen CNC-Planfräsarbeiten eingesetzt werden. Beide haben ein unterschiedliches Design und eine unterschiedliche Funktion, daher ihre unterschiedlichen Anwendungen. Die Anwendung von Schaftfräsern beim Fräsen hat jedoch zu einem Vergleich von Planfräser und Schaftfräser geführt.

Funktion

Der Planfräser ist ein Fräswerkzeug, das sich besser zum Abflachen und zur Herstellung einer glatten Oberfläche auf großen und ebenen Flächen eignet. Im Gegensatz dazu sind Schaftfräser vielseitigere Bearbeitungswerkzeuge zum Plan- und Umfangsfräsen, wie z. B. Nuten, Konturen, Profile und Bohren.

Metallentfernung

Sowohl Schaftfräser als auch Planfräser können zur Zerspanung eingesetzt werden. Planfräser haben jedoch ein wesentlich höheres Zerspanungsvolumen. Daher ist das Fräsen die bessere CNC-Planfräsbearbeitung zum Schruppen und Abtragen von Material in großem Umfang von einem Werkstück.

Präzision und Details

Im Gegensatz zu Schaftfräsern sind Planfräser weniger präzise und eignen sich aufgrund ihres großen Schneidendurchmessers weniger für komplizierte Details. Im Gegensatz dazu können Schaftfräser präzise Schnitte in ein Werkstück machen. Daher eignen sie sich für die Herstellung von Schlitzen, Fasen und komplizierten Details.

Werkzeugkosten

Ein Planfräser ist eine kosteneffiziente Option für die Bearbeitung großer Werkstücke. Auf der anderen Seite verursacht das Schaftfräsen höhere Kosten, insbesondere bei komplizierten Konstruktionen

Schnitttiefe

Planfräser sind eher für flache Schnitte an einem Werkstück geeignet. Im Gegensatz dazu ist ein Schaftfräser aufgrund seiner Konstruktion eher für tiefe oder präzise Schnitte geeignet. Daher sind Schaftfräser Fräswerkzeuge, die für tiefe Fräsarbeiten wie Taschenfräsen und tiefes Nutenfräsen verwendet werden.

Tipps für eine bessere Planfräsbearbeitung

Eine erfolgreiche Planfräsbearbeitung hängt von der Kenntnis mehrerer Faktoren ab, die mit dem Schneidwerkzeug, der Materialauswahl und der Fräsmaschine im Allgemeinen zusammenhängen. Im Folgenden finden Sie einige Tipps, die Ihnen helfen, Ihre Arbeit beim Fräsen zu verbessern:

Wählen Sie das richtige Schneidwerkzeug

Der Erfolg einer Planfräsbearbeitung hängt von der Wahl des Schneidwerkzeugs und der Wendeplatten ab. Laut Petrilin, dem technischen Leiter von ISCAR Tools, bestimmt die Schneide des Fräsers dessen Anwendung. Ein Planfräser mit einem Winkel von 45° eignet sich zum Beispiel für Flächen mit offener Ebene, während ein 90°-Fräser besser für Flächen geeignet ist, die durch eine Schulter begrenzt sind. Petrilin empfiehlt außerdem, die Standzeit der Wendeschneidplatten vorhersagen zu können, da dies ein stabiles Bearbeitungsergebnis gewährleistet und die Produktionskosten senkt.

Empfohlene Spindeldrehzahl

Die empfohlene Spindeldrehzahl reduziert den Werkzeugverschleiß und verlängert die Lebensdauer des Werkzeugs. Außerdem erhöht sie die Spanabfuhr und die Qualität des gefrästen Produkts.

Position des Schneidwerkzeugs

Das Planschneidwerkzeug sollte außermittig zum Werkstück positioniert werden. Dadurch entstehen dünne Späne, die einen saubereren Schnitt und eine feinere Oberflächengüte ermöglichen.

Sichern Sie das Werkstück

Die Sicherung des Werkstücks mit der richtigen Vorrichtung und den richtigen Spannvorrichtungen verhindert Vibrationen und unbeabsichtigte Bewegungen, die die Qualität der fertigen Teile nach dem Fräsvorgang beeinträchtigen können. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Oberflächenbeschaffenheit und die Präzision der gefrästen Teile erhalten bleiben.

Vermeiden Sie Spannungen am Werkstück

Häufiges Ein- und Ausfahren beim Planfräsen kann die Schneide des Werkzeugs belasten. Dies kann die Genauigkeit des Prozesses und die Qualität des gefrästen Teils beeinträchtigen. Vermeiden Sie es außerdem, über Löcher oder Schlitze zu fräsen, da dies das Schneidwerkzeug beeinträchtigen kann.

Unterschiede zwischen Planfräsen und Umfangsfräsen

Sowohl beim Planfräsen als auch beim Umfangsfräsen wird eine rotierende CNC-Schneiden vs. Laserschneiden. Die beiden CNC-Fräsbearbeitungen sind jedoch unterschiedlich, wie in diesem Abschnitt gezeigt wird:

Position zum Schneiden des Werkstücks

Der wichtigste Unterschied zwischen Planfräsen und Umfangsfräsen ist die Position, in der das Werkstück geschnitten wird. Bei einem Fräsvorgang steht der Fräser senkrecht auf dem Werkstück. Das bedeutet, dass die Oberseite des Schneidwerkzeugs die Oberseite des Werkstücks abträgt. Im Gegensatz dazu steht der Fräser bei einer Umfangsfräsbearbeitung parallel zum Werkstück. Das bedeutet, dass die Seiten des Fräsers an der Oberseite des Werkstücks schleifen.

Große Materialabtragsrate

Beim Umfangsfräsen wird ein Teil des Werkstücks von der Seite abgetragen, wodurch ein großer Teil des Werkstücks entfernt werden kann. Andererseits ist das Planfräsen im Vergleich zum Umfangsfräsen für einen minimalen Materialabtrag geeignet.

Konstruktion des Fräsers

Bei einem Planfräser befinden sich die Schneiden am Umfang und an der Stirnseite des Fräsers. Im Gegensatz dazu befinden sich die Schneiden beim Umfangsfräser nur auf dem Umfang.

Kompatible Spindelmaschine

Planfräsen ist mit horizontalen und vertikalen Spindelmaschinen kompatibel, während Umfangsfräsen nur auf horizontalen Spindelmaschinen möglich ist.

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Schlussfolgerung

Planfräsen ist eine CNC-Bearbeitung, bei der die Oberfläche eines Werkstücks mit einem Schneidwerkzeug abgeflacht oder geglättet wird. Sie hat eine hohe Materialabtragsrate und ist daher sehr beliebt. Dieser Artikel beschreibt die Funktionsweise von Planfräswerkzeugen, die verschiedenen Typen und ihre einzigartigen Anwendungen.

FAQs

Was ist ein Seiten- und Planfräsvorgang?

Das Seitenfräsen ist eine Form des Umfangsfräsens, bei der ein Schneidwerkzeug mit einem geringeren Durchmesser als die Werkstückbreite verwendet wird. Sie eignet sich zum Abtragen von Materialien an der Seite eines Werkstücks, wobei ein paralleler Schnitt an vertikalen Schlitzen erzeugt wird. Im Gegensatz dazu wird beim herkömmlichen Planfräsen ein Planfräswerkzeug mit einem Fräser verwendet, dessen Durchmesser größer ist als die Breite des Werkstücks, d. h. der Fräser ragt über die Seite des Werkstücks hinaus. Er eignet sich zum Schruppen des Werkstücks.

Was ist die Anwendung des Planfräsens?

Planfräsen wird in der Teilefertigung häufig zum Abflachen, Ausrichten und Verbessern der Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks eingesetzt.

Wie wählt man die besten Schneidplatten für Planfräswerkzeuge aus?

Bei der Auswahl der richtigen Schneidplatte für ein Planfräswerkzeug sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Dazu gehören die Geometrie der Wendeschneidplatte, die Schnittgeschwindigkeit und der Vorschub der Maschine, die Form des Wendeschneidplattenmaterials, die Kompatibilität und die Spankontrolle.