Planfräsen vs. Schaftfräsen für bestimmte Materialien: Welches Werkzeug funktioniert am besten?

In Ihrem Alltag begegnen Sie verschiedenen komplexen Formen. Zu diesen Teilen gehören Turbinenschaufeln, Motorteile, chirurgische Instrumente usw. All diese Werkzeuge werden mit speziellen Schneidwerkzeugen oder -maschinen hergestellt. Um die genauen Abmessungen der Teile zu erhalten, werden mehrere Arbeitsschritte durchgeführt. Obwohl in der Fertigungsindustrie viele Maschinen oder Werkzeuge verwendet werden, werden in diesem Artikel nur die beiden Werkzeuge, d. h. Planfräsen und Schaftfräsen, sowie die Unterschiede zwischen ihnen in Bezug auf Arbeitsprinzipien, Anwendungen usw. untersucht.

Was ist Fräsen?

Fräsen ist ein Schneidverfahren, mit dem komplexe und individuell gestaltete Teile mit hoher Effizienz und engen Toleranzen hergestellt werden. Bei diesem Verfahren verwenden wir mehrere rotierende Fräser, um das Material zu entfernen. Fräsen ist ein vielseitiges Werkzeug für viele Materialien, einschließlich Kunststoffe und Verbundwerkstoffe, und wird in vielen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Medizin eingesetzt.

Andere Arten von Fräsprozessen

Dieser Artikel konzentriert sich hauptsächlich auf zwei Arten von Fräsprozesse, also Planfräsen und Stirnfräsen, aber andere Arten von Fräsprozessen sind:

• Umfangsfräsen
• Schlitzfräsen
• Tauchfräsen
• Walzenstirnfräsen

Planfräsen vs. Walzenstirnfräsen

Planfräsen

• Beim Planfräsen werden Schneidwerkzeuge mit großem Durchmesser verwendet und es wird für flache Oberflächen verwendet
• Ideal für große Flächen

Walzenstirnfräsen

• Verwendet ein kleineres, aber vielseitiges Werkzeug
• Ideal für die Herstellung kleiner, komplexer Formen

Umfangsfräsen vs. Planfräsen

Beim Umfangsfräsen wird entlang der Kanten des Werkstücks geschnitten. Dadurch lassen sich Nuten und Konturen leichter herstellen. Planfräsen wird vor allem bei ebenen Flächen eingesetzt.

Warum ist die Wahl des richtigen Werkzeugs für unterschiedliche Materialien wichtig?

Es ist wichtig, das richtige Werkzeug für die jeweiligen Materialien auszuwählen, denn eine falsche Auswahl der Werkzeuge kann zu einem Verlust der Integrität der Materialien und zu Verschleiß der Werkzeuge führen. Letztendlich führt dies zu finanziellen Verlusten.

Einfluss der Materialart auf die Fräsauswahl

Die Art des Werkstückmaterials beeinflusst die Auswahl der Schneidwerkzeuge.

• Wenn das Werkstückmaterial weich ist, wie z. B. Al, verwenden Sie scharfe Werkzeuge und schnelle Schnittgeschwindigkeiten
• Bei harten Materialien wie Titan und Titanlegierungen sind robuste Werkzeuge und langsamere Schnittgeschwindigkeiten zu verwenden.

Wichtige Überlegungen bei der Auswahl von Fräswerkzeugen

Es ist immer ratsam, wichtige Faktoren zu berücksichtigen, um einen Verlust der Materialintegrität und Verschleiß des Werkzeugs zu verhindern. Bevor Sie sich für ein Fräswerkzeug entscheiden, sollten Sie die folgenden Faktoren berücksichtigen:

1. Materialhärte
2. Geometrie der Teile
3. Gewünschte Oberflächenbeschaffenheit
4. Bearbeitungsgeschwindigkeit

Was ist Planfräsen?

In diesem Abschnitt finden Sie wertvolle Informationen zum Planfräsen.

Übersicht über den Planfräsprozess

Beim Planfräsen wird ein Werkzeug mit mehreren Zähnen verwendet, um die gewünschten Produkte herzustellen. Der Durchmesser des Werkzeugs ist groß. Die Kombination aus Zähnen und großem Durchmesser sorgt für hohe Materialabtragsraten und erzeugt große und flache Oberflächen.

So funktioniert Planfräsen bei unterschiedlichen Materialien

Wie bereits erwähnt, entscheidet die Art des Materials darüber, wie ein bestimmter Fräsvorgang abläuft. Beim Stirnfräsen ändern wir Parameter wie Schnittgeschwindigkeit, Art der Schneidwerkzeuge usw. für unterschiedliche Materialien.

Planfräsen für weiche Werkstoffe

Beim Bearbeiten weicher Materialien sollten Sie scharfkantige Schneidwerkzeuge und höhere Schnittgeschwindigkeiten verwenden. Diese Parameter gewährleisten eine bessere Oberflächengüte und damit eine längere Lebensdauer des Bauteils.

Planfräsen für harte Werkstoffe

Bei harten Materialien können Sie robuste Werkzeuge und langsamere Schnittgeschwindigkeiten verwenden, um Verschleißerscheinungen der Schneidwerkzeuge vorzubeugen.

Was ist Schaftfräsen?

Dieser Abschnitt des Artikels gibt Einblicke in den Schaftfräsprozess.

Überblick über den Schaftfräsprozess

Beim Schaftfräsen wird ein Werkstück mit einem rotierenden Fräser geschnitten, der sich parallel zum Werkstück bewegt. Der Fräser hat an beiden Enden und Seiten Schneidkanten. Es ist ein vielseitiger Prozess, der sowohl Schrupp- als auch Schlichtvorgänge ermöglicht. Mit dem Schaftfräsen können wir Schlitze, Taschen, komplexe Geometrien usw. herstellen.

Funktionsweise des Schaftfräsens bei unterschiedlichen Materialien

Wir ändern die Parameter einfach den Materialien entsprechend, wenn wir im Planfräsprozess Änderungen vornehmen.

Schaftfräsen für weiche Werkstoffe

Verwenden Sie bei weichen Materialien wie Al eine hohe Schnittgeschwindigkeit und scharfe Kanten.

Schaftfräsen für harte Werkstoffe

Verwenden Sie für harte Materialien wie Titan robuste Werkzeuge und langsamere Schnittgeschwindigkeiten.

Was ist der Unterschied zwischen Planfräsen und Schaftfräsen?

In diesem Abschnitt analysieren wir einige wichtige Unterschiede zwischen Planfräsen und Schaftfräsen.

Schneidwirkung und Werkzeuggeometrie

Planfräsen

Der große Durchmesser des Fräsers enthält mehrere Zähne. Der Fräser bewegt sich in Richtung der Werkstückbewegung.

Schaftfräsen

Kleines Schneidwerkzeug mit Schneiden an beiden Enden und Seiten.

Oberflächengüte für unterschiedliche Materialien

Eine gute Oberflächenbeschaffenheit gewährleistet die Langlebigkeit eines Produkts. Wenn ein Produkt rau ist, ist die Reibung während der Anwendung hoch, was letztendlich die Wirksamkeit des Produkts verringert.

Damit lassen sich Produkte mit hochwertiger Oberflächenbeschaffenheit erzeugen, während durch Schaftfräsen detaillierte und präzise Oberflächen erzeugt werden können.

Oberflächengüte beim Planfräsen

Da beim Planfräsen die Materialabtragsrate höher ist, ist die Oberflächengüte beim Planfräsen höher.

Oberflächengüte beim Schaftfräsen

Die Materialabtragsrate ist im Vergleich zum Planfräsen geringer. Daher ist die Oberflächengüte relativ geringer als beim Planfräsen.

Werkzeugeinsatz und Effizienz

Die folgende Tabelle bietet eine Übersicht über den Werkzeugeingriff und die Effizienz der Planfräs- und Schaftfräsprozesse.

Diese Tabelle bietet einen kurzen Überblick über die mit der Oberflächenbeschaffenheit verbundenen Aspekte.

Planfräsen vs. Schaftfräsen für unterschiedliche Materialien

In dieser Welt dienen viele Materialien in realen Anwendungen mehreren Zwecken. Einige der am häufigsten verwendeten Materialien sind Aluminium und seine Legierungen, Stahl und seine Legierungen, Titan und seine Legierungen usw. Wir präsentieren einige kurze Informationen zu Stirn- und Planfräsvorgängen für diese Materialien. Wie bereits erwähnt, verwenden wir je nach Beschaffenheit des Materials eines der Verfahren. Daher ist es wichtig, die Schneidmethode mit Bedacht auszuwählen, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Planfräsen vs. Schaftfräsen – Leistung bei Aluminiumlegierungen

Die gängigen Al-Legierungen sind 6061 und 7075 und können sowohl mit Plan- als auch mit Schaftfräsverfahren leicht bearbeitet werden. Für Detailarbeiten an kleinen Werkstücken aus Al-Legierungen wird das Schaftfräsverfahren bevorzugt. Das bedeutet, dass die Auswahl letztendlich von der Materialabtragsrate und der Schneidleistung usw. abhängt.

Schneidleistung und Materialabtragsrate

Für eine höhere Materialrate (MRR) können Sie das Planfräsverfahren wählen. Dadurch erhalten Sie eine raue Oberflächenbeschaffenheit. Wenn die Oberflächenbeschaffenheit wichtig ist, sollten Sie das Schaftfräsverfahren wählen. Obwohl es ein langsamerer Prozess ist, ist er effizienter.

Vergleich der Oberflächenbeschaffenheit

Bei Al-Legierungen sorgt das Stirnfräsen für eine glattere Oberfläche, da die Schneide eingreift; das Schneidwerkzeug gelangt mit kleinerem Werkzeugdurchmesser allmählich in das Werkstück. Dabei wird häufig das Gleichlauffräsprinzip verwendet. Deshalb verwenden wir es zum Herstellen von Schlitzen, Löchern usw.

Beim Planfräsen trifft das Schneidwerkzeug augenblicklich auf das Werkstück, weshalb es für eine raue Oberflächenbeschaffenheit sorgt.

Werkzeugverschleiß beim Planfräsen vs. Schaftfräsen für Aluminium

7075-Aluminium verursacht aufgrund seiner Härte beim Schaftfräsen einen höheren Werkzeugverschleiß, weshalb wir Schaftfräsen für härtere Materialien nicht empfehlen. Planfräsen hingegen kann den Verschleiß durch optimierte Vorschubgeschwindigkeiten und Schnitttiefen reduzieren.

Planfräsen vs. Schaftfräsen für Stahl und Edelstahl

Edelstahl ist ein härteres Material, daher benötigen wir robuste Werkzeuge, um ihn zu bearbeiten. Wir bevorzugen das Planfräsverfahren. Weitere Informationen finden Sie weiter unten in diesem Abschnitt.

Planfräsen vs. Schaftfräsen bei Stahllegierungen

Edelstahllegierungen AISI 1045 und 4140 werden in gängigen Anwendungen wie Küchenzubehör usw. verwendet. Zum Schruppen von Oberflächen können Sie zunächst Planfräsen für Detailarbeiten und Schnitte verwenden, wobei das Stirnfräsen vorzuziehen ist.

Schnittkraftvergleich

4140-Stahl erzeugt höhere Schnittkräfte und Wärme, weshalb sich das Planfräsen besser zum Schruppen großer Flächen eignet, während das Schaftfräsen besser für detaillierte, komplizierte Schnitte geeignet ist.

Oberflächenqualität beim Planfräsen vs. Schaftfräsen

Sie wissen, dass das Schaftfräsen eine spezielle Schneidmethode für Detailarbeiten und komplizierte Schnitte an Werkstücken ist. Deshalb bevorzugen wir das Schaftfräsen bei Stahllegierungen wie AISI 1045 und 4140 für eine hervorragende Oberflächengüte, insbesondere bei Detailmerkmalen, während Planfräsen aufgrund der großen Schnittfläche im Allgemeinen zu einer gröberen Oberfläche führt.

Fräsen harter Werkstoffe: Titanlegierungen

Titan ist hinsichtlich aller Eigenschaften der leistungsstärkste Werkstoff. Seine hervorragenden Eigenschaften, wie höchste Zugfestigkeit, gute Härte und ausgezeichnete Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen, prädestinieren ihn für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie.

Planfräsen vs. Schaftfräsen bei Titanlegierungen

Titanlegierungen wie die Legierung Ti-6Al-4V sind sehr hart und schwer zu bearbeiten. Unter schwierigen Bedingungen ist Planfräsen eine gute Lösung, während Sie für komplizierte Schnitte auf der Oberfläche Schaftfräsen verwenden können.

Schnittgeschwindigkeit und Werkzeugauswahl

Niedrigere Schnittgeschwindigkeiten und größere Durchmesser beugen Problemen beim Planfräsen des Werkzeugverschleißes vor.

Zum präzisen Schneiden kleiner Werkstücke sollten Sie Schaftfräser verwenden.

Effizienz des Planfräsens im Vergleich zum Schaftfräsen bei Titan

Planfräsen ist ein effizientes Werkzeug, wenn das Titanwerkstück eine größere Oberfläche aufweist, während Stirnfräsen seine Effizienz bei kleinen Teilen zeigt.

Materialabtragsrate (MRR) beim Titanfräsen

Beim Planfräsen ist der MRR bei großen Titanoberflächen im Allgemeinen höher, während das Schaftfräsen beim Präzisionsschneiden kleiner, detaillierter Merkmale effizienter ist und zwar einen niedrigeren MRR, aber eine höhere Genauigkeit bietet.

Wann ist für Anwendungen Planfräsen und wann Schaftfräsen geeignet?

Dieser Abschnitt ist wichtig für die Auswahl einer anwendungsspezifischen Schneidmethode.

Planfräsen für große, flache Oberflächen

Wenn die Zielfläche, von der Sie Material entfernen müssen, größer ist, benötigen Sie eine hohe Materialabtragsleistung. Wählen Sie in diesem Fall das Planfräsverfahren.

Schaftfräsen für detaillierte Merkmale und Kanten

Das Schaftfräsen ist zwar ein langsamerer Prozess in Bezug auf Schnittgeschwindigkeit und Materialabtragsrate, aber effizient beim Erzeugen detaillierter Merkmale und Kanten auf Oberflächen. Sie können es problemlos für Edelstahl und Titanlegierungen usw. verwenden.

Wann sollten Planfräsen und Schaftfräsen kombiniert werden?

Es gibt viele Anwendungen, wie z. B. Formhohlräume, bei denen Planfräsen und Schaftfräsen kombiniert eingesetzt werden. Planfräsen erzeugt raue Oberflächen und Schaftfräsen ermöglicht tiefere und kompliziertere Schnitte.

Optimierung des Fräsprozesses je nach Materialart und Anwendung

Wenn Sie Fräsprozesse entsprechend der jeweiligen Materialart und Anwendung optimieren, verbessern Sie die Effizienz des Prozesses und die Haltbarkeit des Produkts.

Auswahl des besten Werkzeugs auf Basis der Materialeigenschaften

Wählen Sie bei härterem Material robuste Werkzeuge und langsamere Schnittgeschwindigkeiten. Wählen Sie bei weicherem Material wie Aluminium scharfe Werkzeuge und hohe Geschwindigkeiten.

Anpassen der Fräsparameter für optimale Ergebnisse

Verwenden Sie optimale Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Werkzeug für eine bessere Oberflächengüte und eine längere Haltbarkeit des Produkts.

Überlegungen zu Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit

Schnelle Schnittgeschwindigkeiten für weichere Materialien und langsamere Geschwindigkeiten für härtere Materialien, um Werkzeugverschleißprobleme zu vermeiden.

Schnitttiefe und Werkzeugauswahl

Tiefere Schnitte dienen zum Schruppen der Oberfläche und flachere Schnitte dienen bei Bedarf zum Schlichten.

Fazit

Dieser Artikel fasst zusammen, dass sowohl Planfräsen als auch Schaftfräsen in der Fertigungsindustrie wichtig sind. Die Auswahl zwischen diesen Verfahren basiert auf vielen Faktoren wie Materialabtragsrate, Oberflächengüte, komplizierten Schnitten usw. Diese Verfahren werden zum Herstellen von Schlitzen, Taschen, Strukturteilen usw. verwendet. Diese Verfahren können je nach Bedarf in Kombination verwendet werden.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Können Planfräsen und Schaftfräsen für ein Projekt kombiniert werden?

Ja, wir können sie für ein einzelnes Projekt kombiniert verwenden. Ein Beispiel aus der Praxis sind Formhohlräume, bei denen wir zuerst Planfräsen zum Schruppen der Oberfläche und dann Schaftfräsen zum Schlichten verwenden.

Größerer Verschleiß an einem Schaftfräser beim Planfräsen?

Ja, deshalb ist eine optimale Auswahl der Werkzeuge erforderlich. Wenn Sie Schaftfräser für härtere Materialien verwenden, treten Verschleißprobleme auf.