Fräsmaschinen

Typen, Einsatzgebiete, Vorteile

Inhaltsverzeichnis

Was ist eine Fräsmaschine?

Eine Fräsmaschine ist eine Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken. Beim Fräsen wird Material mithilfe eines rotierenden Schneidwerkzeugs – dem sogenannten Fräser – gezielt vom Werkstück abgetragen. Durch die kontrollierte Bewegung von Werkzeug und Werkstück entstehen präzise Geometrien und Oberflächen.

Moderne Fräsmaschinen sind überwiegend CNC-gesteuert (Computerized Numerical Control). Eine computergestützte Steuerung übernimmt dabei sämtliche Bewegungsabläufe und ermöglicht die automatisierte Fertigung komplexer Bauteile mit hoher Maßgenauigkeit und Wiederholpräzision.

Fräsmaschinen bilden außerdem die technologische Grundlage vieler moderner Bearbeitungszentren. Diese kombinieren mehrere Fertigungsverfahren wie Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden oder Drehen in einer einzigen Maschine. Dadurch wird eine weitgehend automatisierte Komplettbearbeitung möglich.

Wozu wird eine Fräsmaschine eingesetzt?

Fräsmaschinen werden überall dort eingesetzt, wo präzise Bauteile mit komplexen Geometrien gefertigt werden müssen. Sie gehören zu den wichtigsten Werkzeugmaschinen in der modernen Metallbearbeitung.

Typische Bearbeitungsverfahren beim Fräsen

  1. Herstellung ebener Flächen
  2. Bearbeitung komplexer Konturen und Freiformflächen
  3. Bohren und Gewindeschneiden
  4. Fertigung von Nuten, Taschen oder Profilen
  5. Mehrseitenbearbeitung von Werkstücken

Typische Werkstücke aus der Fräsbearbeitung

  1. Maschinenbauteile
  2. Strukturbauteile und Gehäusekomponenten
  3. Motor- und Antriebsteile
  4. Präzisionsbauteile für Industrieanlagen
  5. Profile und komplexe Formteile

Durch CNC-Technologie ermöglichen Fräsmaschinen eine flexible, automatisierte und reproduzierbare Fertigung – von Einzelteilen bis hin zur Serienproduktion.

Welche Arten von Fräsmaschinen gibt es?

Fräsmaschinen unterscheiden sich hinsichtlich Bauform, Spindelausrichtung und Automatisierungsgrad. Moderne Fertigungsprozesse setzen zunehmend auf CNC-Bearbeitungszentren mit Mehrfachbearbeitung.

1.Klassische Fräsmaschinen nach Bauform

Konsol- oder Tischfräsmaschinen

  1. Häufig in Werkstätten oder Ausbildungsbetrieben eingesetzt
  2. Hohe Flexibilität bei kleineren Fertigungsaufgaben

Bettfräsmaschinen

  1. Besonders stabile Bauweise
  2. Geeignet für größere Werkstücke und höhere Zerspanleistungen

Portalfräsmaschinen

  1. Entwickelt für großdimensionierte Werkstücke
  2. Hohe Präzision bei schweren oder langen Bauteilen

2.Fräsmaschinen nach Spindelausrichtung

Vertikale Fräsmaschinen

  1. Frässpindel steht senkrecht zum Werkstück
  2. Sehr vielseitig einsetzbar
  3. Besonders geeignet für komplexe Bauteilgeometrien
  4. Wirtschaftlich und benutzerfreundlich

Horizontale Fräsmaschinen

  1. Frässpindel liegt parallel zum Arbeitstisch
  2. Hohe Zerspanleistung
  3. Ideal für schwere Werkstücke
  4. Besonders effizient bei Mehrseitenbearbeitung

3.CNC-Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren

Moderne CNC-Fräsmaschinen sind das Herzstück der industriellen Fertigung. Sie ermöglichen automatisierte und hochpräzise Fertigungsprozesse.

3-Achs-Fräsmaschinen

  1. Standardlösung für viele Bearbeitungsaufgaben
  2. Hohe Wirtschaftlichkeit

4- und 5-Achs-Fräsmaschinen

  1. Bearbeitung komplexer Geometrien
  2. Mehrseitenbearbeitung ohne Umspannen
  3. Höhere Präzision und Produktivität

CNC-Bearbeitungszentren mit Werkzeugwechsler

  1. Automatisieren komplette Fertigungsprozesse
  2. Reduzieren Nebenzeiten und Rüstaufwand

Ermöglichen Komplettbearbeitung in einer Aufspannung

Bearbeitungszentren Collage

Worauf sollte man beim Einsatz und der Auswahl achten?

Die Auswahl einer geeigneten Fräsmaschine hängt stark von den Anforderungen der Fertigung ab.

1. Werkstückgröße und Material

Die Dimensionen, das Gewicht und die Materialeigenschaften eines Werkstücks bestimmen die notwendige Maschinenbauform und Stabilität.

Große oder schwere Bauteile erfordern beispielsweise Portalfräsmaschinen oder horizontale Bearbeitungszentren.

2. Komplexität und Präzisionsanforderungen

Je komplexer ein Bauteil ist, desto wichtiger sind CNC-Steuerung und Mehrachsenbearbeitung. Moderne Bearbeitungszentren ermöglichen komplexe Fertigungsprozesse in einer einzigen Aufspannung.

3. Automatisierungsgrad

Maschinen mit automatischem Werkzeugwechsel, Palettenwechslern oder Roboterschnittstellen erhöhen die Produktivität und reduzieren Stillstandzeiten.

4. Wirtschaftlichkeit und Produktivität

Moderne Fräsmaschinen ermöglichen die Kombination mehrerer Bearbeitungsschritte. Dadurch werden Durchlaufzeiten verkürzt, Fertigungskosten reduziert und Fehlerquellen minimiert.

5. Zukunftssicherheit und Service

Modulare Maschinenkonzepte, Erweiterungsmöglichkeiten sowie Wartungs- und Servicekonzepte tragen zur langfristigen Produktionssicherheit bei.

Welche Vorteile bietet eine Fräsmaschine?

Eine Fräsmaschine bietet eine Vielzahl von technischen und wirtschaftlichen Vorteilen:

1. Hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit

CNC-Fräsmaschinen ermöglichen Fertigung mit engen Toleranzen und hervorragender Oberflächenqualität.

2. Große Flexibilität und Vielseitigkeit

Fräsmaschinen können unterschiedlichste Materialien und Werkstückgeometrien bearbeiten. CNC-Programme lassen sich schnell an neue Anforderungen anpassen.

3. Hohe Produktivität

Automatisierte Werkzeugwechsel, Mehrachsenbearbeitung und hohe Schnittgeschwindigkeiten reduzieren Bearbeitungszeiten deutlich.

4. Komplettbearbeitung in einer Maschine

Bearbeitungszentren ermöglichen mehrere Fertigungsschritte ohne Umspannen des Werkstücks. Dadurch steigen Präzision, Effizienz und Prozesssicherheit.

5. Wirtschaftlichkeit bei Serienfertigung

Automatisierte Maschinenkonzepte ermöglichen kurze Zykluszeiten und niedrige Stückkosten.

6. Verbesserte Arbeitsbedingungen und Sicherheit

Geschlossene Maschinenräume und automatisierte Prozesse erhöhen den Bedienerschutz und reduzieren manuelle Eingriffe.

Fazit: Fräsmaschinen als Schlüsseltechnologie der CNC-Bearbeitung

Fräsmaschinen gehören zu den wichtigsten Werkzeugmaschinen in der industriellen Fertigung. Moderne CNC-Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren ermöglichen eine hochpräzise, effiziente und wirtschaftliche Produktion.

Mit steigenden Anforderungen an Bauteilkomplexität und Produktivität gewinnen Mehrachsen-Bearbeitung und automatisierte Fertigungsprozesse zunehmend an Bedeutung. Unternehmen profitieren dadurch von höherer Flexibilität, besserer Prozesssicherheit und geringeren Fertigungskosten.

Fragen und Antworten zu Bearbeitungszentren

Eine Werkzeugmaschine ist eine Maschine zur Bearbeitung von Metall oder anderen starren Materialien, üblicherweise durch Fräsen, Bohren, Schneiden, Schleifen, Scheren oder andere Formen der Verformung.

Was ist eine Werkzeugmaschine? Einsatz und Vorteile chevron_right

Eine Fräsmaschine entfernt Material von einem Werkstück, indem sie ein Schneidwerkzeug (Fräser) dreht und in das Werkstück hinein bewegt.

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Ein Bearbeitungszentrum (BAZ), auch Fertigungszentrum genannt, ist eine mehrachsige NC-fähige Werkzeugmaschine, die sich für die Komplettbearbeitung eignet, also die Funktionen von Drehmaschine, Fräsmaschine und Bohrmaschine umfasst. Außerdem verfügt sie über einen automatischen Werkzeugwechsel.

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Es gibt verschiedene Arten von Bearbeitungszentren, die sich entweder nach ihrer Spindelposition (horizontal oder vertikal), der Anzahl der Achsen (z. B. 3- bis 5-Achsen) und ihrer Bauform (z. B. Fahrständer- oder Portalbearbeitungszentren) unterscheiden.

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Ja, durch optional schnell drehende Rundtische (stehend oder liegend; A- bzw. C-Achse) und eine neben der Arbeitsspindel angebrachte Drehstahlhalterung für die Aufnahme von Capto-Drehwerkzeugen.

Der Unterschied liegt im Verfahrweg der Y-Achse, der angestrebten Fräsleistung, in Größe und Abstand der Führungsbahnen.

Auch die bewegten Massen des Gussfahrständers steigen mit der Baugröße an, was der besseren Dämpfungseigenschaft zu Gute kommt.

Die Lieferzeiten liegen bei mehreren Monaten. Letztendlich hängt es vom Einzelfall ab - bei Sonderanfertigungen sind die Lieferzeiten natürlich länger, als bei einfachen 3-Achs-Maschinen.

Nein, wir konstruieren und fertigen jede Maschine individuell nach Auftrag.

Jede Maschine wird bei AXA individuell konstruiert und gefertigt, so dass unterschiedliche Kundenwünsche berücksichtigt werden. Das kann zu leicht abweichenden Optik führen - spätestens, wenn die Maschinen farbig lackiert werden.

Standardmäßig sind unsere Maschinen mit Flachführungen ausgestattet. Optional bieten wir auch Linearwälzführungen an.

AXA konstruiert und produziert ausschließlich im Stammwerk in Schöppingen / Westmünsterland.

Ein Bearbeitungszentrum (BAZ) ist eine Werkzeugmaschine, die die Funktionen einer Dreh-, Fräs- und Bohrmaschine vereint. Es ist auch als Fertigungszentrum bekannt.

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Grundsätzlich gibt es zwei Typen von Bearbeitungszentren: Bei einem vertikalen BAZ ist die Spindel senkrecht zum Boden montiert und bearbeitet das Werkstück von oben. Im Gegenzug dazu kann die Werkzeugspindel bei einem horizontalen BAZ zusätzlich eine horizontale Stellung einnehmen.

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Ein Bearbeitungszentrum besteht aus einem Maschinenbett, Führungen, Maschinentisch, Kreuzschlitten, Hauptspindel, Werkzeugwechsler und optional vielen weiteren Elementen wie Rundtisch, Spanntechnik etc.

Das Maschinenbett ist die Basis einer Werkzeugmaschine, auf welcher die Führung von Werkzeugschlitten und Maschinentisch aufgebaut ist.

Als Umhausung bezeichnet man bei einer Werkzeugmaschine eine Schutzverkleidung, die sowohl die Maschine als auch Mitarbeiter vor Gefahren und Lärm schützt.

Beim Drehen wird üblicherweise Emulsion zur Kühlung eingesetzt. Bei hohen Drehzahlen und Verwendung von Hochdruckpumpen kann der Kühlschmierstoff recht stark zerstäubt werden. Es entsteht eine starke Vernebelung, wodurch der Einsatz einer Absaugung notwendig wird.

Um die Bewegungsrichtung an CNC-Maschinen festzulegen, sind für die Hauptverfahrwege der Maschinen sogenannte Koordinatenachsen festgelegt. Das sind die X-, Y- und Z-Achsen.

Bei Werkzeugmaschinen ist die X-Achse die horizontale Achse, die für seitliche Bewegungen nach links und rechts verantwortlich ist.

Die Y-Achse ist bei Werkzeugmaschinen eine der Hauptachsen, die eine horizontale, senkrecht zur X-Achse verlaufende Bewegung ermöglicht. Sie wird verwendet, um das Werkstück oder das Werkzeug in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zu bewegen.

Die Z-Achse ist bei CNC-Werkzeugmaschinen die vertikale Achse. Sie steuert die Auf- und Abbewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks während des Bearbeitungsvorgangs.

Bei Werkzeugmaschinen gibt es verschiedene Arten von Führungen, darunter Linearführungen, Flachführungen, Rollenführungen, Kugelführungen und Gleitführungen. Die Wahl der Führung hängt von der Anwendung und den Anforderungen ab.

Eine Linearführung ist eine Kombination aus einer Führungsschiene und einem Schlitten, der sich auf dieser Schiene bewegt. Für den Schlitten ist ausschließlich eine präzise lineare Bewegung entlang der Schiene möglich (-> hohe Positioniergenauigkeit).

Unter Wälzführungen versteht man ganz allgemein alle Arten von Linearführungen. Eine Wälzführung ist eine technische Führung, bei der Wälzkörper zur Verringerung der Reibung zwischen den verschiedenen Komponenten bzw. Führungselementen verwendet werden.

Ein Kugelgewindetrieb (KGT), auch Kugelumlaufspindel, ist ein Schraubgetriebe, bei dem eingefügte Kugeln die Kraft zwischen Schraube und Mutter übertragen und Drehbewegungen in Längsbewegungen umwandeln.

Die 3-Seiten-Bearbeitung bezeichnet eine Technik, bei der ein Werkstück in einer Aufspannung von drei Seiten bearbeitet wird.

Unterschied zwischen Mehr-Achs- und Mehr-Seiten-Bearbeitung chevron_right

Die 3-Achsen-Bearbeitung ist eine der am häufigsten verwendeten Techniken zur Herstellung mechanischer Teile. Die Achsen X, Y und Z werden kontinuierlich gleichzeitig bewegt.

Unterschied zwischen Mehr-Achs- und Mehr-Seiten-Bearbeitung chevron_right

5-Seiten-Bearbeitung bedeutet, dass ein Werkstück von fünf Seiten in einem Arbeitsgang bearbeitet wird.

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Die 5-Achsen-Bearbeitung ist ein Verfahren, bei dem Werkstücke von verschiedenen Winkeln aus bearbeitet werden können. Dabei werden drei lineare Achsen (X, Y, Z) und zwei rotierende Achsen (A und B) genutzt, um das Werkzeug in jede beliebige Position zu bringen.

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Der Z-Hub liegt bei jeweils 900 mm bis max. 1100 mm.

Ein Fahrständer-Bearbeitungszentrum ist eine Werkzeugmaschine in Fahrständer Bauweise, mit feststehendem Arbeitstisch und einem Fahrständer, der die Bewegungen der Achsen X, Y und Z durchführt.

Ein Portal-Bearbeitungszentrum ist eine Werkzeugmaschine mit Doppelständerstruktur. Das Portal bezieht sich auf die Spindel, die über dem Arbeitstisch hängt, um Bearbeitungsprozesse durchzuführen.

Vertikales Horizontal Centrum

Doppel-Bearbeitungs-Zentrum

Vertikales Compact Centrum

Vertikales Starrbett Centrum

Vertikales Portal Centrum

Portal Fräs Zentrum

Universal Portal Fräs Zentrum

Die VCC ist mit einem Verfahrweg von X = 750 mm und einer sehr geringen Stellfläche unsere kleinste Maschine und optimal für kleine Werkstücke.

Die AXA DBZ ist speziell für die Bearbeitung im Pendelbetrieb konstruiert. Grundsätzlich sind jedoch auch die Modelle VSC und VHC im Pendelbetrieb einsetzbar.

Die VPC ist mit einer Vertikalspindel ausgestattet, die VPC U mit einer Schwenkspindel.

Nein, Pendelbetrieb ist bei AXA nur mit Fahrständermaschinen möglich.

Ja, dadurch dass das Werkzeugmagazin außerhalb des Arbeitsraums liegt und nicht mit dem Fahrständer mitfährt, kann es gefahrlos auch während der Bearbeitung bestückt werden. Man nennt es auch "Hauptzeitparalleles Rüsten".

Bis zu einem gewissen Rahmen, der aber konstruktiv geprüft werden muss, kann AXA die Werkzeuglängen und die Werkzeugdurchmesser flexibel gestalten. So wurden bereits Werkzeuglängen bis 650 mm realisiert.

Beim Fräsen rotiert das Werkzeug, während das Werkstück meist fest eingespannt ist. Beim Drehen rotiert dagegen das Werkstück.

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Eine CNC-Fräsmaschine ist eine computergesteuerte Werkzeugmaschine, die hochpräzise und automatisierte Bearbeitungsprozesse ermöglicht.

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Bearbeitungszentren sind besonders wirtschaftlich, wenn mehrere Fertigungsschritte kombiniert werden oder komplexe Bauteile hergestellt werden sollen.

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