Ihr Spezialist für Aluminiumfräser

Lehmann Präzisionswerkzeuge – Ihr Spezialist für Aluminiumfräser

Bei der Lehmann Präzisionswerkzeuge GmbH bieten wir Ihnen eine große Auswahl hochwertiger Aluminiumfräser. Sie profitieren von vielen Vorteilen wie langen Standzeiten, poliergeschliffenen Schneiden und einer großen Zähigkeit. Welche Legierung Sie auch bearbeiten müssen, bei uns finden Sie den passenden VHM-Schaftfräser. Senden Sie uns einfach Ihre Anfrage zu und wir setzen uns umgehend mit Ihnen in Verbindung.

Das sind Ihre Vorteile bei der Lehmann Präzisionswerkzeuge GmbH:

  • Langjährige Erfahrung mit Aluminiumbearbeitung
  • Mehr als 110 Mitarbeiter
  • Bedarfsoptimierte Werkzeuge
  • 100% Made in Germany
  • Langfristige Partnerschaft
  • Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001

Die wichtigsten Fakten zum Fräsen im Überblick

 Ehe wir Ihnen im Folgenden die Vorzüge unserer Alu-Run-Serie vorstellen und Ihnen ein paar Tipps für die Auswahl geben, haben wir Ihnen die wichtigsten Fakten zum Thema Alufräsen einleitend noch einmal zusammengefasst.

1.1. Die Funktionsweise des Fräsens

Das Fräsen ist eins der wichtigsten zerspanenden Verfahren. Dabei bringt man Werkstücke in Form, indem man Schicht für Schicht Späne davon abträgt. Möglich wird dies mit einer kreisförmigen Schnittbewegung und eine Vorschubbewegung, die vom Fräswerkzeug ausgeführt werden. Dabei unterscheidet man noch einmal verschiedene Techniken, je nachdem, ob das Werkstück in das Werkzeug oder das Werkzeug in das Werkstück bewegt wird. Bei modernen Fräsmaschinen kommen über 5 Achsen zum Einsatz, mit denen sich praktisch alle Formen realisieren lassen.

Üblicherweise setzt sich das Fräsen aus zwei Teilvorgängen zusammen, dem Schruppen und dem Schlichten. Beim Schruppen werden die gröberen Materialteile abgetragen. Das Ganze funktioniert sehr schnell, ist aber nicht so genau. Deshalb kommt als Zweites der Schlichtvorgang. Dabei werden die Ränder mit einem feinen Schlichtkopf geglättet.

Mit modernen Profil- und Sonderwerkzeugen lassen sich die beiden Schritte mit einem Werkzeug durchführen. Dadurch entfallen zeitaufwendige Werkzeugwechsel. Eine große Auswahl dieser und anderer Werkzeuge finden Sie im Sortiment von Lehmann.

1.2. Verschiedene Arten des Fräsens:

Es gibt verschiedene Fräsarten mit verschiedenen Anwendungsgebieten. Die wichtigsten davon habn wir hier kurz zusammengefasst:

Planfräsen –          Zum Erzeugen ebener Flächen
Profilfräsen –          Kontur des eingespannten Werkzeugs lässt sich unmittelbar auf das Werkstück übertragen
Schraubfräsen –          oft zur Herstellung von Spindeln genutzt (zusammen mit Profilfräsern)
Rundfräsen –          für die Herstellung zylindrischer Formen
Formfräsen –          zum Fräsen freier Formen
Tauchfräsen –          wenn es um das Fräsen großer Tiefen geht

Weiterhin unterscheidet man noch das Gleich- vom Gegenlauffräsen. Beim Gegenlauffräsen wird die Schneide entgegen der Vorschubrichtung bewegt. Auf diese Weise vergrößert sich die Spanstärke zur Mitte hin. Die Gegenlaufseite wird dadurch glatter als die Gleichlaufseite. Beim Gleichlauffräsen bewegt sich die Fräse in Vorschubrichtung. Dadurch sind höhere Vorschubgeschwindigkeiten möglich.

Innenkonturen sollten grundsätzlich im Uhrzeigersinn, Außenkonturen entgegen dem Uhrzeigersinn gefräst werden. Auf diese Weise liegt die schlechtere Seite immer im Spanabfall. Außerdem wird die Energie besser genutzt.

1.3. Vorteile der CNC-Technologie

Wenn man größere Mengen an Werkstücken fräst, verwendet man üblicherweise die CNC-Technologie (Computerized Numerical Control). Dabei werden die Werkzeuge nicht von Menschenhand gesteuert, sondern von Computertechnologie bedient. Sämtliche Prozesse funktionieren vollautomatisch. Darüber hinaus bietet die Technologie den Vorteil, dass sie sehr schnell und präzise ist. Dank der kleinen Toleranzbereiche lassen sich auch komplexe Werkstücke in großen Mengen mit der immer selben Qualität herstellen.

Wie jede andere Technologie hat allerdings auch die CNC Nachteile. Hier sind vor allem die hohen Kosten und der komplexe Aufbau zu nennen. Für die Wartung ist hochspezialisiertes Personal erforderlich. Für kleinere Unternehmen und im Hobbybereich eignet sich die Technik deshalb nicht so gut.

1.4. Einsatzgebiete des Fräsens

Aufgrund der flexiblen Werkzeuge kann das Fräsen in vielen verschiedenen Bereichen genutzt werden. Am häufigsten geht es darum, ebene Oberflächen oder komplexe geometrische Formen herzustellen. Als Beispiele sind hier Platinen und Nuten für bewegliche Maschinenteile, Gewinde, Gesenke, Zahnräder und Turbinenschaufeln zu nennen. Die Technik spielt deshalb eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Autos, Flugzeugen und Werkzeugen.

Ein weiterer Grund für die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Fräsens liegt darin, dass man mit den richtigen Fräsköpfen, Schnittgeschwindigkeiten und Vorschüben die unterschiedlichsten Materialien bearbeiten kann. Neben Aluminium sind zum Beispiel auch noch Holz und Acryl möglich.

Die wichtigsten Informationen zum Aluminiumfräsen

 2.1. Herausforderungen beim Aluminiumfräsen

Aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften eignet sich Aluminium perfekt für die Herstellung präziser Bauteile mit polierter Oberfläche. In der Regel sind Genauigkeiten von einem Tausendstelmillimeter hier kein Problem.

Um diese Genauigkeit zu erreichen, muss man aber ein paar Dinge beachten. Zunächst einmal ist hier die Wärmeentwicklung zu nennen. Anders als Holz und Stahl kann Aluminium bei sehr starker Erwärmung nämlich weich werden. Dann werden die Späne wegen der verklebten Schneide nicht mehr abgeführt, der Spanraum verstopft und der Fräsvorgang bricht abrupt ab. Das kann bis zum Abbrechen des Fräswerkzeugs führen.

Beim Fräsen von Aluminium kann deshalb nicht auf eine zuverlässige Kühlung verzichtet werden. In der Regel verwendet man Minimalmengenschmierung oder Druckluft. Die zweite Variante bietet den großen Vorteil, dass dabei der Spanraum freigeblasen wird, wodurch sich Verstopfungen weitgehend verhindern lassen.

Es ist darüber hinaus auch wichtig, die richtige Legierung zu wählen. Es ist nämlich nicht jede gleichermaßen gut zum Zerspanen geeignet. Häufig kommen die folgenden zum Einsatz:

  • EN AW-2007 (AlCuMgPb)
  • EN AW-2011 (AlCuBiPb)
  • En AW-2017 (AlCuMg1)
  • En Aw-5083 (AlMg4,5Mn)
  • EN AW-6012 (AlMgSiPb)
  • EN AW-6082 (AlMgSi1)

2.2. Der richtige Fräser zum Zerspanen von Aluminium

Beim Zerspanen von Aluminium ist Stabilität sehr wichtig. Hier gilt der Grundsatz: Je kürzer und dicker der Fräser ist, desto stabiler ist er. Eine höhere Stabilität führt wiederum dazu, dass er weniger schwingt und dass die Oberflächen präziser gelingen. Darüber hinaus gibt es aber noch einige weitere Punkte, die bei der Auswahl von Fräsern wichtig sind. Hier ein kurzer Überblick:

2.2.1. Die Anzahl der Schneiden

Fräser sind in vielen Bauformen erhältlich. Einer der Hauptunterschiede betrifft dabei die Anzahl der Schneiden. Es gibt einschneidige Ausführungen, aber auch solche mit 2, 3 oder 4. Welche davon die richtige für den jeweiligen Anwendungsbereich ist, ist immer von der Härte des Materials abhängig.

Die Vorteile mehrschneidiger Fräsen:

  • Je mehr Schneiden sich die Arbeit teilen, desto geringer fällt der Verschleiß pro Schneide aus -> Die Standzeit des Werkzeugs erhöht sich.
  • Mit einer größeren Schneidenanzahl geht auch eine größere Stabilität einher. Das ist darauf zurückzuführen, dass es weniger Leerräume gibt, wodurch das Werkzeug mit einer größeren Fläche auf dem Werkstück aufliegt.
  • Je mehr Schneiden am Werkzeug vorhanden sind, desto kleiner werden auch die Späne und desto glatter die Oberfläche.
  • Durch den größeren Querschnitt bei mehreren Schneiden wird die Wärmeabfuhr Richtung Spannzange erhöht. Das führt zu einer besseren Kühlung als bei Einschneidern.

Die Vorteile weniger Schneiden.:

  • Wenn weniger Schneiden vorhanden sind, ist die Freifläche der Spannut größer. Das verringert die Verstopfungsgefahr. Die Späne können besser abtransportiert werden.
  • Der Schneider kann leichter in das Material eintauchen.

Für die Auswahl des passenden Modells ist in erster Linie die Materialhärte entscheidend. Im Allgemeinen werden Fräser mit einer oder wenigen Schneiden eher für weicher Materialen verwendet. Die Erosion ist hier nämlich nicht so ein großes Problem. Viel stärker steht die Kühlung im Vordergrund. Bei härteren Materialien wie Aluminium ist aber eher ein Zweischneider empfehlenswert, da der Verschleiß wegen der größeren Härte zentral ist. Dreischneidige Ausführungen werden nur bei sehr harten NE-Metallen wie bestimmten Aluminiumlegierungen, manchen Eisenwerkstoffen und Messing verwendet.

2.4.2. Die Form der Schneide

Bei den Schneiden unterscheidet man zwei Varianten, die Ausführungen mit gedrungener stumpfer und spitzer scharfer Schneide.

Gedrungene Schneide:

  • Eher stumpf ausgeführt
  • Massiver Schneidenkörper
  • Geringer Feinschliff
  • Schnelleres Aufstauen des Spans
  • Gut für eher feste Materialien geeignet

In der Regel sind die gedrungenen Schneiden mit einem Stirnanschliff gefertigt. Dabei verläuft die Stirn plan und flach. Mit dieser Form geht ein großer Vorteil einher: die große Standfestigkeit. Allerdings gestaltet sich das Eintauchen nicht ganz so unkompliziert wie bei spitzen Schneiden. Auch bei Materialien mit geringeren Festigkeiten zeigt sich kein ganz optimales Schnittergebnis.

Spitze Schneide:

  • Dünner Schneidenkörper
  • Scharfe Form
  • Größerer Feinschliff -> Späne werden leichter nach außen geleitet
  • Gut geeignet für Werkstoffe mit geringerer Dichte

Meistens sind die spitzen Schneiden mit einem Fischschwanzschliff ausgeführt. Dank seines v-förmigen steilen Verlaufs taucht er sehr gut in das Werkstück ein. Ein Nachteil besteht allerdings in der geringen Standzeit. Auch ist die Oberfläche des Grundes oftmals nicht optimal ausgeführt.

Bei Aluminium arbeiten Sie am besten mit einer spitzen Schneide mit scharfem Anschliff. Die Spannuten sollten nach Möglichkeit groß positioniert sein, sodass sich die Späne leicht abtransportieren lassen.

2.4.3. Der Drall

Auch der Drall sollte bei der Auswahl der Werkzeuge berücksichtigt werden. Von der Richtung ist es abhängig, wie sich die Späne aus dem Werkstück herauswinden. Das ist vor allem wegen der Sauberkeit an den entsprechenden Fräsrändern wichtig. Bei rechtsgedrallten Spiralnutfräsen werden die Späne nach oben abtransportiert. Der Vorteil besteht hier darin, dass die Späne beim Nuten gleich nach draußen befördert werden. Beim links gewendelten Fräser bleibt die Kante sauber. Dafür werden die Späne in die Nut hinneingedrückt. Die Rechtsdrall-Variante bezeichnet man auch als „ubcut“, die linksgedrehte als „downcut“.

2.4.4. Weitere Aspekte, die bei der Auswahl zu beachten sind

Es gibt darüber hinaus aber noch viele weitere Faktoren, die bei der Auswahl von Aluminiumfräsern wichtig sind. Hier haben wir die wichtigsten davon zusammengefasst:

  • Verzahnung
  • Schneidenlänge
  • Beschichtung
  • Freistellung
  • Fräsersubstrat
  • Durchmesser
  • Schaftform

Wenn Sie Fragen zu diesen oder anderen Themen haben, helfen Ihnen unsere freundlichen Mitarbeiter natürlich jederzeit gern weiter. Schicken Sie uns einfach eine Anfrage und genießen Sie die vielen Vorteile, die Sie bei der Lehmann Präzisionswerkzeuge GmbH geboten bekommen.

Ihre Vorteile bei Lehmann-Präzisionswerkzeugen:

  • Poliergeschliffene Schneiden und Spanräume -> besonders glatte Oberflächen
  • Gratfreie Bearbeitung
  • Große Zähigkeit, Kantenfestigkeit und Temperaturbeständigkeit dank Hartmetall
  • Maximale Schnittwerte
  • Keine Nachbearbeitung notwendig
  • Auch Sondergrößen kurzfristig verfügbar
  • Großes Standortprogramm

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Noch ein paar Tipps für die Praxis 

3.1. So ermitteln Sie die Drehzahl und den Vorschub

Beim Fräsen gilt ein einfacher Grundsatz: Je höher die Schnittgeschwindigkeit ist, desto glatter wird die Oberfläche. Allerdings geht mit einer höheren Schnittgeschwindigkeit auch ein größerer Fräserverschleiß einher. Deshalb ist es wichtig, die optimale Balance zwischen Leistung und Verschleiß zu finden. Nehmen wir als Beispiel hartes Aluminium. Hier wählt man eine Schnittgeschwindigkeit von Vc von 100 – 200 m/min. Wie hoch dabei der spezifische Vorschub fz ist, ist vom Durchmesser der Schneide abhängig. Hier halten Sie sich an die folgenden Richtwerte:

Schneidendurchmesser Ø d1 (in mm) Spezifischer Vorschub (mm / Umdrehung und Schneide)
2-4 0,04
5-8 0,05
9 – 12 0,10

Die Drehzahl ermitteln Sie mit der folgenden Formel:

n [U/min] = (Vc [m/min] * 1.000 / (3,14 * Ø d1 [mm])

Wenn Sie den Wert für die Drehzahl kennen, errechnen Sie im Anschluss den idealen Vorschub pro Zahn (Schneide) fz und Umdrehung:

f [mm/min] = n * fz * z

3.2. Noch ein paar Tipps zur Arbeit mit dem Fräser

Das richtige Werkzeug auswählen:

  • Wählen Sie den Fräser immer abhängig vom Material.
  • Wählen Sie einen möglichst kurzen Fräser und spannen Sie ihn so weit wie möglich ein.

Die richtigen Betriebsparameter auswählen:

  • Richten Sie sich für die Arbeit mit Aluminium nach den empfohlenen Werten. Sie können die Parameter auch während des Fräsvorgangs noch anpassen.
  • Stellen Sie die Drehzahl bei Aluminium etwas niedriger und den Vorschub etwas höher ein.
    • Je höher der Vorschub beim Schruppen und je geringer die Drehzahl am Fräsmotor ist, desto weniger Hitze wird durch die Reibung erzeugt.
    • Wenn Sie schlichten, kann die Drehzahl ruhig etwas höher und der Vorschub geringer sein. Hier entsteht nicht so viel Wärme.
  • Fräsen Sie nicht tiefer als 2 – 3 Schneidendurchmesser. Tiefere Nuten sollten in mehreren Durchgängen mit geringerer Tiefe gefräst werden. So erhöhen Sie Abtragsleistung und Wirtschaftlichkeit.
  • Innenkonturen fräsen Sie im Uhrzeigersinn, Außenkonturen entgegen dem Uhrzeigersinn.

Kühlen und Schmieren:

  • Das Fräswerkzeug muss permanent gekühlt werden, entweder mit einer Schmieremulsion oder per Druckluft.
  • Mit einer Schmierlösung werden die Oberflächenqualität und die Standleistung erhöht.
  • Wenn eine Kühlung möglich ist, sollte die Drehzahlen nach den empfohlenen Vorgaben gewählt werden.

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