Planfräsen: Prinzipien, Werkzeuge und Anwendungen

Planfräsen ist eine gemeinsame fräsen Vorgang, bei dem mit einem Fräser Material von der Oberfläche eines Werkstücks entfernt wird, um eine ebene und glatte Oberfläche zu erzeugen.

Was ist Planfräsen?

Das Planfräsen ist ein grundlegender und weit verbreiteter Vorgang in der CNC-Bearbeitung. Dabei wird ein rotierender Fräser verwendet, um eine flache, ebene Oberfläche zu bearbeiten. Im Gegensatz zu anderen Fräsmethoden, die Profile oder Schlitze erzeugen, besteht das Hauptziel des Planfräsens im effizienten Abtragen von Material auf einer großen Fläche, um eine glatte, ebene Oberfläche zu erhalten. Dieser Vorgang ist oft der erste Schritt im Bearbeitungsprozess, da er eine saubere, präzise Referenzfläche für alle nachfolgenden Arbeitsgänge liefert.

Die Arbeitsprinzipien des Planfräsens

Der Prozess des Planfräsens beruht auf der einzigartigen Geometrie des Fräsers. Die Zerspanung erfolgt in erster Linie durch die Umfangsschneiden des Werkzeugs, wobei die Stirnfläche die endgültige Oberflächengüte erzeugt. Der Fräser ist in der Regel auf der Maschinenspindel montiert, wobei seine Drehachse senkrecht zur Werkstückoberfläche steht. Die Maschine bewegt den Fräser dann über das Material und trägt bei jedem Durchgang eine Schicht des Materials ab.

 

Das Planfräsen kann in zwei primären Schnittmodi durchgeführt werden:

Klettern Fräsen

Der Fräser dreht sich in dieselbe Richtung wie die Vorschubbewegung. Diese Methode führt in der Regel zu einer besseren Oberflächengüte und einer längeren Lebensdauer des Werkzeugs, da die Schnittkraft dazu beiträgt, das Werkstück in den Fräser zu ziehen.

Konventionelles Fräsen

Der Fräser dreht sich in die entgegengesetzte Richtung der Vorschubbewegung. Dies kann zu einem schnelleren Werkzeugverschleiß und einer gröberen Oberfläche führen, wird aber manchmal verwendet, um harte Außenschichten zu durchbrechen.

Die wichtigsten Bearbeitungsparameter für das Planfräsen sind Spindeldrehzahl, Vorschubgeschwindigkeitund Schnitttiefe. Die richtige Steuerung dieser Parameter ist entscheidend für das Erreichen der gewünschten Oberflächengüte, Werkzeugstandzeit und Abtragsleistung.

Was ist der Unterschied zwischen Umfangsfräsen und Planfräsen?

Obwohl es sich in beiden Fällen um Kernfräsoperationen handelt, dienen Planfräsen und Umfangsfräsen unterschiedlichen Zwecken, je nachdem, wie das Werkzeug in das Werkstück eingreift.

• Schneiden Aktion: Beim Planfräsen wird die Stirnseite des Fräsers verwendet, während beim Umfangsfräsen die Seiten (Peripherie) des Fräsers verwendet werden.
• Zweck: Das Planfräsen wird für die Herstellung von flachen, ebenen Oberflächen verwendet. Das Umfangsfräsen wird zum Schneiden von Schlitzen, Nuten und komplexen Konturen verwendet.
• Werkzeug Engagement: Beim Planfräsen steht die Achse des Werkzeugs normalerweise senkrecht zur zu bearbeitenden Oberfläche. Beim Umfangsfräsen ist die Achse des Werkzeugs parallel zur Oberfläche.

Die Kenntnis dieses entscheidenden Unterschieds ist für die Auswahl des richtigen Verfahrens für eine bestimmte Aufgabe von entscheidender Bedeutung.

Typen von Planfräsern und Auswahl

Die Wahl eines Planfräsers ist entscheidend für den Erfolg eines Projekts, da sie sich direkt auf Effizienz, Standzeit und Oberflächenqualität auswirkt. Das am häufigsten verwendete Werkzeug ist der Wendeschneidplattenfräsermit austauschbaren Hartmetalleinsätzen. Diese Fräser bieten eine große Vielseitigkeit, da verschiedene Wendeschneidplatten für unterschiedliche Materialien und Anwendungen verwendet werden können.

Die Einsätze selbst sind in einer Reihe von Geometrien erhältlich, die jeweils für einen bestimmten Zweck konzipiert sind:

• High-Positive Rake-Einsätze: Diese Wendeschneidplatten sind ideal für die Bearbeitung weicher Materialien wie Aluminium und Kunststoffe. Sie haben eine scharfe Kante, die das Material sauber abschneidet, die Schnittkräfte reduziert und eine Aufbauschneide verhindert.
• Negative Rake-Einsätze: Diese Wendeschneidplatten werden für härtere Materialien wie Stahl und Edelstahl verwendet. Sie sind sehr robust und für hohe Schnittkräfte und Hitze ausgelegt.
• Runde Einsätze: Bieten eine stärkere Schneidkante und eignen sich hervorragend für Schruppbearbeitungen, da sie die Schnittkräfte auf eine größere Fläche verteilen und so den Verschleiß verringern.

Für kleinere Arbeiten oder Präzisionsarbeiten, Vollhartmetall-Schaftfräser können auch zum Planfräsen verwendet werden, obwohl ihr Hauptzweck in der Regel das Profilieren und Nutenfräsen ist.

Schlüsselfaktoren bei der Auswahl des Schneidwerkzeugs:

• Material des Werkstücks: Die Härte und die Art des Werkstoffs bestimmen die erforderliche Plattensorte und -geometrie.
• Steifigkeit der Maschine: Eine steifere Maschine kann größere und schwerere Fräser mit Negativ-Wendeplatten bearbeiten.
• Gewünschtes Finish: Die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit beeinflusst die Wahl der Wendeplattengeometrie und des Eckenradius.

Vorteile und Beschränkungen des Planfräsens

Vorteile:

• Hohe Materialabtragsrate: Das Planfräsen ist außerordentlich effizient, wenn es darum geht, große Mengen an Material schnell abzutragen, was es ideal für Schruppbearbeitungen macht.
• Ausgezeichnete Oberflächengüte: Bei richtiger Ausführung kann durch Planfräsen eine sehr ebene und glatte Oberfläche erzeugt werden, die oft weitere Nachbearbeitungen überflüssig macht.
• Vielseitigkeit: Es kann für eine breite Palette von Materialien verwendet werden, von weichem Aluminium bis zu harten Stahllegierungen.

Beschränkungen:

• Begrenzte Geometrie: Das Planfräsen ist auf die Herstellung von ebenen Flächen beschränkt. Es ist nicht geeignet, um komplexe 2D- oder 3D-Profile, Schlitze oder Taschen zu erzeugen.
• Anforderungen an die Maschine: Um eine hohe Effizienz zu erreichen, erfordert das Planfräsen eine robuste Maschine mit ausreichender Leistung, um die großen Schnittkräfte zu bewältigen.

Typische Anwendungen des Planfräsens

• Bezugsflächen erstellen: Sie wird üblicherweise verwendet, um eine präzise, ebene Bezugsebene auf einem rohen Werkstück für nachfolgende Bearbeitungen festzulegen.
• Teil Vorbereitung: Vor komplexen Operationen wie Taschenfräsen oder Konturfräsen wird das Planfräsen eingesetzt, um die Werkstückoberfläche zu säubern und einen ebenen Ausgangspunkt zu gewährleisten.
• Bearbeitung planarer Merkmale: Diese Operation ist ideal für die Erstellung von flachen Vorsprüngen, Pads und anderen erhabenen, ebenen Merkmalen auf einem Teil.

Schlussfolgerung

Das Planfräsen ist eine grundlegende Fähigkeit in der CNC-Bearbeitung, die für die Herstellung ebener, präziser Oberflächen unerlässlich ist. Wenn Sie die Funktionsprinzipien verstehen, die richtigen Werkzeuge auswählen und ihre Stärken und Grenzen kennen, können Sie diese Bearbeitung effektiv zur Vorbereitung Ihrer Werkstücke einsetzen und hochwertige Ergebnisse erzielen.