Drehen & Fräsen – wo ist der Unterschied?

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Begriff Drehen

Ein Werkstück wird in das Spannfutter einer Drehmaschine oder auch zwischen Spitzen eingespannt. Zur Bearbeitung des eingespannten Werkstückes wird dieses über die Hauptspindel der Drehmaschine in Rotation versetzt. Das Werkzeug, im Falle des Drehens der Drehmeißel, steht in der Regel während der Bearbeitung gegenüber der rotierenden Bewegung des Werkstückes still. Das Drehwerkzeug bewegt sich lediglich mit dem eingestellten Vorschub und der eingestellten Spantiefe in das rotierende Werkstück. Es kommt zu einer Spanabnahme.

Beim Drehen entsteht immer ein rotationssymmetrisches Bauteil.

Definition rotationssysmmetrischer Körper

Ein rotationssysmmetrischer Körper ist ein Körper, dessen äußere Kontur von einer gedachten Achse, der Rotationsachse, an jeder Stelle des Umfangs den gleichen Abstand hat. Die Rotationsachse ist im Falle des Drehens zugleich die Mittelachse der Hauptspindel an der Drehmaschine. Die äußere Kontur des Rotationskörpers muss dabei keineswegs immer zylindrisch oder keglig verlaufen, sondern kann auch jede beliebige Kurvenform annehmen.

Begriff Fräsen

Beim Fräsen wird das zu bearbeitende Werkstück eingespannt und steht während der Bearbeitung still. Die für jede spanabhebende Bearbeitung notwendige Schnittgeschwindigkeit wird durch Rotation eines Fräswerkzeugs erzeugt. Das Fräswerkzeug rotiert und fährt in das fest eingespannte, aber stehende Werkstück. Auf diese Weise erfolgt beim Fräsen die Spanabnahme.

Beim Fräsen ensteht in der Regel kein rotationssymmetrisches Bauteil, es sei denn, das Fräswerkzeug bewegt sich konzentrisch um eine bereits bestehende Rotationsachse eines eingespannten Werkstückes. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn mit einem T-Nutfräser ein konzentrischer Einstich erzeugt wird.

In den meisten Fällen ist es jedoch so, dass gedrehte Bauteile durch nachgeschaltete Fräsvorgänge noch nachbearbeitet werden müssen. Durch solche Fräsvorgänge verlieren dann vorher rotationssymmetrische Werkstücke ihre Rotationssymmetrie.

Sonderformen des Drehens

Automatisierte Drehzellen

Bei Drehzellen findet der Drehvorgang auf einer CNC-Drehmaschine statt. Das fertig bearbeitete Werkstück wird abgestochen und fällt in einen Vorratsbehälter für die fertigen Teile. Das Spannfutter öffnet automatisch, ein Stangenvorschub schiebt das Rohmaterial in Form einer Stange um ein eingestelltes Längenmaß vor. Das Spannfutter schließt automatisch, der nächste Drehvorgang beginnt.

Automatisierte Drehsysteme

Drehsysteme arbeiten noch flexibler als Drehzellen. Bei Drehsystemen sind neben dem automatisierten Beschickungsvorgang noch andere Spann- und Prüfvorgänge automatisiert. Bei Bedarf werden die zu verwendenden Werkzeuge und nachfolgende Mess- und Prüfeinrichtungen automatisch gewechselt. Auch das Wechseln der Spannmittel kann automatisiert ablaufen. Daher sind automatisierte Drehsysteme auch ohne Bedienungspersonal funktionsfähig.

Sonderformen des Fräsens

Schraubfräsen

Beim Schraubfräsen steht die Achse des Fräswerkzeuges und die Achse des Werkstückes parallel zueinander. Beide Achsen rotieren gegenläufig. Während der Rotationsbewegung des Werkstückes bewegt sich dieses in axialer Richtung. Mit diesem Verfahren können Schnecken und Gewinde gefräst werden. Diese Methode ist besonders für kurze Gewinde geeignet, da diese mit einem mehrschneidigen Gewindefräser hergestellt werden können. Der Längsvorschub des Werkstückes entspricht dabei der Gewindesteigung.

Außenwirbeln als besondere Art des Schraubfräsens

Beim Außenwirbeln sind mehrere Fräswerkzeuge ringförmig am Umfang eines Werkzeug-Spannrings angeordnet. Dieser Haltering rotiert exzentrisch mit hoher Drehzahl um das sich langsam drehende Werkstück. Zugleich bewegt sich der Haltering mit den Werkzeugen in axialer Richtung zur Werkstückachse. Auf diese Weise können Zylinderschnecken für einen Schneckenantrieb hergestellt werden.

Wälzfräsen von Außenverzahnungen

Die Achse des Werkstückes und die Achse des Werkzeuges stehen rechtwinklig mit einem gewissen Abstand zueinander. Auch hier rotieren beide Achsen, das Werkzeug jedoch viel schneller als das Werkstück. Zugleich führt das Werkzeug während seiner Rotationsbewegung eine vertikale Zustellbewegung aus. Es entsteht am Werkstück eine Außenverzahnung. Das Profil der Verzahnung wird durch das Profil des Fräswerkzeuges erzeugt.

Fazit

Beim Drehen führt ein Drehwerkzeug mit einem bestimmten Vorschub einen spanabhebenden Vorgang auf ein rotierendes Werkstück aus. Die Werkstückoberfläche gleicht in etwa einem sehr feinen Gewinde mit der Gewindesteigung des eingestellten Vorschubes. Es gibt allerdings auch Sonderfälle, bei denen die Bewegungsverhältnisse umgekehrt sind. Das Werkzeug rotiert dann konzentrisch um das Werkstück. Dieses Verfahren beschränkt sich jedoch in der Regel auf zylindrisch herzustellendes Stangenmaterial, bei dem es sich um einen gleichbleibenden Durchmesser handelt. Es wird dann lediglich bei gewalztem Material spanend die Walzhaut abgetragen.

Beim Fräsen ist es allgemein so, dass Fräswerkzeug und zu bearbeitendes Werkstück in der Regel keine konzentrische Bewegungen ausführen. Die Achsen von Fräswerkzeug und Werkstück stehen entweder parallel oder rechtwinklig mit einem gewissen Abstand zueinander. Dadurch kann es in den meisten Fällen gar nicht zu einer konzentrischen Bewegung von Fräswerkzeug zum Werkstück kommen.

Als Ausnahme ist hier das Rundfräsen zu nennen, bei dem ein Walzenfräser eine konzentrische Bewegung um die Werkstückachse ausführt. Jedoch ist auch hier das entscheidende Kriterium, dass die einzelnen Schneiden des Walzenfräsers zwar konzentrisch um die Werkzeugachse rotieren, sich jedoch nicht konzentrisch um die Werkstückachse bewegen. Damit handelt es sich auch hier um einen Fräsvorgang und nicht um einen Drehvorgang.

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