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|title=Fräsmaschinen - Aufbau, Funktionsweise Arten und Geschichte von FräsmaschinenHersteller im Überblick|keywords=Fräsmaschine, Index Werke, DMG MORI, Heller, SAMAG,
|description=Erfahren Sie mehr über den Aufbau und die Funktionsweise der Fräsmaschine sowie verschiedenen Arten und wichtigsten Hersteller von Fräsmaschinen.
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== Aufbau == Auch wenn es nicht es verschiedenen Bauarten von Fräsmaschinen gibt, basieren die unterschiedlichen Typen doch auf einem grundsätzlich ähnlichen Aufbau. Die Basis der Werkzeugmaschinen bildet ein Gestell, das die weiteren Komponenten des Geräts tragen muss. Deshalb werden vor allem schwere Maschinen auf einem Fundament aufgestellt. Bei kleineren bis mittleren Geräten wird häufig die Monoblockbauweise genutzt. Bei dieser bilden das Gestell Arten und der Maschinenständer eine Einheit, wodurch die Fräsmaschine bei wenig Platzbedarf und hoher Bedienerfreundlichkeit über eine große dynamische Belastbarkeit verfügt. Größere Maschinen werden in der Regel aus Modulen zusammengebaut. Ein wesentliches Element der Fräsmaschine ist der Fräskopf. Er trägt bei herkömmlichen Geräten in der Regel die senkrecht ausgeführte Hauptspindel und eine per Hand ausfahrbare Pinole. Bei CNC-Maschinen besitzen die Fräsköpfe unter anderem Systeme zum automatischen Werkzeugwechsel. Zum Zerspanen leichter bis mittelschwerer Werkstücke dienen Maschinentische. Diese fahren über die Konsole in vertikaler und über den Querschieber in horizontaler Richtung in den Führungen des Maschinenständers. Zur Nutzung einer dritten Achse kann ein Kreuztisch ergänzt werden. Problematisch ist bei den Maschinentischen, dass Konsolen in den Endlagen zum Kippen neigen. Deshalb werden schwere und unhandliche Werkstücke auf Betten eingespannt, da diese über die komplette Fläche aufliegen. == Bauarten Bauformen ==
Aufgrund der häufigen Werkzeugwechsel ist eine Fräsmaschine hohen statischen Beanspruchungen ausgesetzt. Hinzu kommen starke dynamische Belastungen, die auf die Unregelmäßigkeiten während des Betriebs zurückzuführen sind. Hierzu gehören unter anderem unregelmäßige Spanabnahmen, Spanunterbrechungen und Schwankungen in der Schnittkraft. Ziel ist es deshalb, die jeweilige Fräsmaschine optimal auf die Anforderungen des gewünschten Fertigungsverfahrens vorzubereiten.
Eine Oberfräse ist eine von Hand geführte Fräse, meist zur Bearbeitung von Kunststoffen und Holz. Verwendung finden diese Arten von Fräsen zum Herstellen von Nuten, Fasen, Profilen, zum Schablonenfräsen und zum Freihandfräsen. Die Maschine wird dabei von oben auf das Werkstück geführt und von Hand bedient. Dabei ist es erforderlich, dass das Werkstück eine ebene Oberfläche besitzt, um die Maschine präzise führen zu können. Einige Hersteller bieten eine Erweiterung in Form eines Tisches an, in den die Oberfräse eingesetzt werden kann. In dieser Form nennt man die Kombination Tischfräse. Auf dem Tisch ist dabei ein verstellbarer Anschlag angebracht welcher das Werkstück führt. Damit ist die Dimension des und Form des Werkstückes als kubisch begrenzt. Das Arbeiten mit einer Oberfräse ist für den industriellen Einsatz nur bedingt sinnvoll. Eher sind sie bei privaten und handwerklichen Arbeiten anzutreffen. Der Aufbau dieser Maschine ist dabei linear, das heißt der Motor und die Spindel bilden eine Linie. senkrecht zu diese Linie ist eine Führungsplatte angebracht in deren Mitte sich ein Aussparung für den Fräser befindet. Die Durchmesser der Fräser sind einmal dadurch begrenzt und zum anderen dadurch, dass größere Fräser kaum noch vom Bediener sicher benutzt werden können, da die auftretenden Kräfte zu groß werden. Das Arbeiten mit einer Oberfräse bedarf viel Übung und Erfahrung.
== Einsatzgebiete ==
Die Einsatzmöglichkeiten von Fräsmaschinen sind vielfältig und erstrecken sich von der Bearbeitung von Gehäusen für zum Beispiel Getrieben, über das Herstellen von Nuten für Passfedern und ähnliches bis hin zum Planen von Flächen. Einteilen lassen sich die Möglichkeiten der Fräsbearbeitung nach den verschiedenen Fräsverfahren:
*'''Walzenfräsen''': Aufgrund des schlechten Schnittverhältnisses beim Walzenfräsen lassen sich keine optimalen Oberflächenqualitäten erreichen. Aus diesem Grund werden mit diesem Verfahren vor allem kleine Flächen und Profilkonturen hergestellt. Beispielsweise für die Bearbeitung und Herstellung von Gehäusen kommt dieses Verfahren dabei zum Einsatz.
*'''Stirnfräsen''': Überwiegend wird das Stirnfräsen zum erzeugen ebener Flächen, auch planen, eingesetzt. Für die Präferenz des Verfahrens gilt: ''Stirnen geht vor Walzen''.
*'''Profilfräsen''': Das Profilfräsen wird zum Herstellen von so genannten Profilflächen verwendet. Hierzu zählen definierte Konturen wie Radien, Prismen, Winkel und andere Profile. Auch das Fräsen von Verzahnungen und das Langgewindefräsen zählen zum Profilfräsen. Besonders bei der Bearbeitung von Holz und Kunststoffen kommen viele verschiedene Konturen von Profilfräsern, oft aus ästhetischen Gründen, zum Einsatz. Die klassische Aufgabe des Profilfräsen in der Metallverarbeitung liegt in der Herstellung von Führungen.
*'''Nutenfräsen''': Das Nutenfräsen kommen für die Herstellung von Nuten für Passfedern als in der Länge begrenzten Nuten oder mit durchgehenden Nuten für das Realisieren von beispielsweise Vielkeilprofilen für Keilwellen zum Einsatz.
*'''Formfräsen''': Das Formfräsen ist mit der wichtigste Bestandteil des Werkzeug- und Formenbau, hat aber auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Automobilbau und dem Maschinenbau enorm an relevant gewonnen. Dabei ist dieses Verfahren vor allem für die Endbearbeitung unverzichtbar und kann in einigen Teilen sogar das Schleifen verzichtbar machen.
== Genauigkeit ==
Welche Genauigkeiten sind mit Fräsen zu erreichen? Die Genauigkeit beim Fräsen hängt von verschiedenen Faktoren ab. Im Idealfall sind folgende Genauigkeiten mit den verschiedenen Fräsverfahren erreichbar:
{| class="wikitable"
|-
! Verfahren !! Maßgenauigkeit in mm !! Oberflächengüte beim Schlichten (Oberflächenrauigkeit) Rt in Mikrometer
|-
| Walzenfräsen || IT 8 || 30
|-
| Stirnfräsen || IT 6 || 10
|-
| Formfräsen || IT 7 || 20-30
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== Aufbau ==
Auch wenn es nicht es verschiedenen Bauarten von Fräsmaschinen gibt, basieren die unterschiedlichen Typen doch auf einem grundsätzlich ähnlichen Aufbau.
Die Basis der Werkzeugmaschinen bildet ein Gestell, das die weiteren Komponenten des Geräts tragen muss. Deshalb werden vor allem schwere Maschinen auf einem Fundament aufgestellt. Bei kleineren bis mittleren Geräten wird häufig die Monoblockbauweise genutzt. Bei dieser bilden das Gestell und der Maschinenständer eine Einheit, wodurch die Fräsmaschine bei wenig Platzbedarf und hoher Bedienerfreundlichkeit über eine große dynamische Belastbarkeit verfügt. Größere Maschinen werden in der Regel aus Modulen zusammengebaut.
Ein wesentliches Element der Fräsmaschine ist der Fräskopf. Er trägt bei herkömmlichen Geräten in der Regel die senkrecht ausgeführte Hauptspindel und eine per Hand ausfahrbare Pinole. Bei CNC-Maschinen besitzen die Fräsköpfe unter anderem Systeme zum automatischen Werkzeugwechsel.
Zum Zerspanen leichter bis mittelschwerer Werkstücke dienen Maschinentische. Diese fahren über die Konsole in vertikaler und über den Querschieber in horizontaler Richtung in den Führungen des Maschinenständers. Zur Nutzung einer dritten Achse kann ein Kreuztisch ergänzt werden. Problematisch ist bei den Maschinentischen, dass Konsolen in den Endlagen zum Kippen neigen. Deshalb werden schwere und unhandliche Werkstücke auf Betten eingespannt, da diese über die komplette Fläche aufliegen.